Biologie für Mediziner für Dummies

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AUFBAU DER ZELLE

Zellorganell/Zellstruktur

Aufbau

Aufgaben

Spezielles

Zellkern

Doppelmembran mit Kernporen und Kernlamina,

Erbsubstanz DNA in Form des Chromatins/der Chromosomen

Nukleolus

Träger der Erbsubstanz,

»Kommandozentrale«

Aufbau der Ribosomen,

»Ribosomenfabrik«

Kernim- und -export (»Importine, Exportine«)

Endoplasmatisches Retikulum (ER)

Raues ER

Glattes ER

Netzförmiges System membranumhüllter Schläuche, Röhren und Säckchen

An der Außenseite mit Ribosomen

Keine Ribosomen

Transportsystem für Proteine und andere Stoffe in der Zelle, Bildungsort neuer Membranteile

Proteinbiosynthese und -faltung, überwiegend Proteine für die »Exportindustrie«

Lipid-, Steroidsynthese

Sonderform: sarkoplasmatisches Retikulum in der Muskulatur (Kalziumspeicher)

Golgi-Apparat

Stapel flacher, membranumgrenzter Reaktionsräume (Dictyosomen), in der Peripherie Golgi-Vesikel

Zentrale Verteilerstation (Sortierung, Verpackung und Modifizierung von Proteinen), Abgabe in Golgi-Vesikeln

Aufnahme (Cis-)Seite und Abgabe (Trans-)Seite,

Mannose-6-Phosphat-Markierung für lysosomale Proteine

Mitochondrien

Doppelmembran:

Innere und äußere Membran, dazwischen intermembranöser Raum, innen Matrixraum

»Kraftwerke« der Zelle, u. a. ATP-Synthese

Endosymbionten-theorie,

Porine in der äußeren Membran, eigene DNA (mtDNA)!, teilungsfähig

Lysosomen

Membranumgrenzte, unregelmäßig geformte Vesikel mit Verdauungsenzymen (»Saure Hydrolasen«)

Abbau von aufgenommenen Biomolekülen, Abbau von zelleigenen Bestandteilen (Autophagie)

pH von 4,5 - 5 im Inneren, Lysosomale Speichererkrankungen bei Enzymdefekten, Telolysosomen

Peroxisomen

Meist rundlich-kugelige, membranumgrenzte kleine Organellen

Abbau zellulärer Metabolite (z.B. Fettsäuren, Ethanol) durch Oxidasen und Katalasen

Leitenzym: Katalase

Besonders zahlreich in Leberzellen

Zytoskelett:

Mikrofilamente

Intermediärfila-mente

Mikrotubuli

Dreidimensionales Netzwerk aus Proteinfilamenten oder Röhren

Stabilisierung der Zellform,

Zellbewegung (Aktin),

Transportschienen für Organellen und Aufbau der Mitosespindel (Mikrotubuli)

Tumordiagnostik (Intermediärfilamente)

Zellteilungsgifte

Ribosomen

Ohne Membran, aus zwei Untereinheiten aus RNA und Proteinen,

an das rER perlschnurartig gebunden als Polyribosomen

Als freie Ribosomen in kleinen Gruppen im Zytoplasma

Proteinbiosynthese am rER überwiegend für den Export

Synthese zelleigener Proteine

Eukaryoten: 80S-Ribobomen (aus 60S + 40S Untereinheiten)

Prokaryoten: 70S-Ribosomen (aus 50S + 30S Untereinheiten)

Plasma-, Zellmembran

Phospholipid-Doppelschicht, darin eingelagert Proteine mit unterschiedlichen Funktionen, Cholesterin

Barriere (selektive Permeabilität, Abgrenzung zum Extrazellularraum),

Ionenpumpen,

Kanal- und Transportproteine,

Rezeptorfunktion

»fluid mosaic model«

Fusionsmöglichkeiten (Endo-, Exozytose)

Zytoplasma

Besteht zu 80 - 85 % aus Wasser, zu 10 - 15 % aus Proteinen, zu 2 - 4 % aus Lipiden, wenig Kohlenhydraten (ca. 1 %), etwas DNA (0,4 %), RNA 0,7 % sowie kleinen organischen und anorganischen Molekülen

Grundsubstanz der Zelle, Reaktionsraum für verschiedene Stoffwechselprozesse, Transportfunktion

pH-Wert ca. 7,4

Konsistenz wechselnd zwischen Gel- und Sol-Zustand

MIKROBIOLOGIE

Tabellarische Zusammenfassung der wichtigsten Unterscheidungsmerkmale von Mikroorganismen (ohne Parasiten)

Merkmal/Eigenschaft

Viren

Bakterien

Pilze

Spezielles

Größe

20 - 150, selten bis 400 nm

Meist 1 - 10 µm

Einzellige Hefen 5 - 10 µm, Schimmelpilze u. a. bis zu einigen Zentimetern

Viren lichtmikroskopisch nicht erkennbar

Genom

DNA oder RNA

DNA (meist zirkulär), Plasmide

DNA

Besitz von Zellorganellen

nein

nein

Ja (Eukaryoten!)

Vermehrung

Innerhalb einer Wirtszelle (obligat intrazellulär)

Durch Zweiteilung

Überwiegend ungeschlechtlich über Sporen, durch Sprossung, selten geschlechtlich

Zellhülle/Abgrenzung

Manchmal Lipidhülle, Proteinhülle als Kapsid

Zellwand

(Mureinsacculus aus Proteoglycanen)

Zellwand aus Cellulose, Chitin, Glucanen u. a.

Bakterien ohne Zellwand: Mykoplasmen, Ureoplasmen

Zellkern

nein

Kernäquivalent Nukleoid

Ja

Ribosomen

nein

70S

80S (Eukaryoten)

Organisationsform

subzellulär

Einzeller

Ein- und Vielzeller

EINTEILUNG NACH DEM GRAM-FÄRBEVERHALTEN UND DER BAKTERIENFORM

Gram +

Gram -

Kokken

Stäbchen

Diplokokken

Stäbchen

Staphylokokken, Katalase +

Clostridien

Neisseria

Enterobakterien (E. coli, Klebsiellen, Salmonellen, Shigellen, Yersinien u. a.)

Streptokokken, Katalase -

Listerien

Kokkoide Stäbchen (Pasteurellen, Haemophilus, Brucellen, Bordetellen)

Corynebakterien

Weitere Stäbchen (Vibrionen, Helicobacter, Pseudomonaden, Campylobacter u. a.)

Bacillus

Actinomyces

Nocardia

ATYPISCHES GRAM-FÄRBEVERHALTEN:

Intrazellulär: Rickettsien, Chlamydien

Spirochäten: Treponema, Borrelien, Leptospira

Zellwandlose Bakterien: Mykoplasmen

PARASITOLOGIE

Parasitische Protozoen (einzellige Parasiten)

Merkmal

Besonderheiten

Größe

1 - 150 µm

Genom

DNA, weil Eukaryota

Organellen

Vorhanden

Teilweise spezielle Organellen, die anderen Eukaryoten fehlen, aber auch sekundärer Verlust von Organellen

Ernährung

Heterotroph (Aufnahme von Nährstoffen durch die Zellmembran)

Lebensform

Frei lebend, im Blut, im Gewebe, intrazellulär

Dauerstadien (Zysten, Oozysten)

Infektionswege

Vielfältig: über kontaminierte Nahrung/Wasser, Insektenstiche, Geschlechtsverkehr

Circa 40 Arten sind humanpathogen (z. B. Malaria, Chagas-Krankheit, Toxoplasmose, Schlafkrankheit, Amöbenruhr)

Diagnose

Mikroskopisch durch Blut-, Stuhl-, Vaginalsekret oder Gewebeuntersuchung (Giemsa-Färbung)

Immunologische und molekulargenetische Untersuchungen

Schnell, günstig

Aufwendig und teuer

Therapie

Prävention

Häufig Metronidazol oder Tinidazol

Hygiene,...