Entstehung der Eukaryontenzelle — Endosymbiontentheorie

Entstehung der
Eukaryontenzelle —
Endosymbiontentheorie
Tier-Zelle
Pflanzen-Zelle
Entstehung der
Eukaryontenzelle —
Endosymbiontentheorie
(aus Weiler/Nover: Allgemeine und
molekulare Botanik)
Tierzelle
Morphologische
Grundlagen der
Zelle —
Eukaryonten
Pflanzenzelle
Hauptunterschiede zwischen Pro- und
Eukaryonten
Eigenschaft
Prokaryonten
Eukaryonten
Größe
1-5 µm
10-100 µm
Genom
DNA mit Nichthistonproteinen;
Genom im Nucleoid, nicht von
Membran umgeben, ringförmig
DNA als Komplex mit Histon- und
Nichthistonproteinen in linearen
Chromosomen im Zellkern mit
Membranhülle
Zellteilung
Zweiteilung oder Knospung
Mitose mit Spindelapparat
membranumhüllte
Organellen
fehlen
Mitochondrien, Plastiden (bei Pflanzen),
endoplasmatisches Reticulum, GolgiApparat, usw.
Ernährung
Absorption; bei manchen Arten
Photosynthese
Absorption, Aufnahme; bei manchen
Arten Photosynthese
Energiestoffwechsel
keine Mitochondrien; Oxidationsenzyme an Plasmamembran
gebunden; sehr vielfältige
Stoffwechseleigenschaften
Oxidationsenzyme in Mitochondrien
verpackt; oxidativer Stoffwechsel nach
weitgehend einheitl. Muster
Cytoskelett
fehlt
komplex, mit Mikrotubuli,
Intermediärfilamenten, Aktinfilamenten
Bewegung im
Zellinneren
fehlt
Cytoplasmaströmung, Endocytose,
Phagocytose, Mitose, Axontransport
Hauptunterschiede zwischen tierischen und
pflanzlichen Zellen
Struktur
Tierische Zelle
Pflanzliche Zelle
Zellwand
nicht vorhanden
vorhanden
Zentralvakuole
nicht vorhanden
vorhanden
Plastiden
nicht vorhanden
vorhanden
Streckungswachstum
nicht vorhanden
vorhanden
Glycocalyx
(Antigenstruktur)
vorhanden
nicht vorhanden
Centriol
vorhanden
nicht vorhanden
(Angiospermae)
Golgi-Apparat
kompakt
dispers
Biomembranen — Vorkommen, Aufgabe
•! Plasmamembran = Cytoplasmamembran = Plasmalemma, grenzt den
Protoplasten nach außen ab, sowohl bei prokaryontischen als auch bei
eukaryontischen Zellen
•! Kompartimentierung der Eukaryontenzelle, z.B. Tonoplast, Zellkern,
Mitochondrien, Plastiden, Endoplasmatisches Reticulum, Golgi-Apparat,
Mikrosomen
Aufgabe:
•! Abtrennung von Reaktionsräumen
•! spezifischer Stofftransport
•! hochspezifische Vermittler zwischen Innen und Außen (Zelle und Umgebung;
Organell und Hyaloplasma)
Biomembranen — Aufbau
•!Lipide, bilden die Grundsubstanz (Matrix)
•!Proteine, sind in die Matrix ein- oder
aufgelagert
•!Kohlenhydrate, nur auf der Außenseite der
Cytoplasmamembran
Biomembranen — gemeinsame
Merkmale
•! blattartige Struktur, nur 2 Moleküle dick, bilden geschlossene Grenzen zwischen
Kompartimente; zwischen 6 und 10 nm dick
•! Lipide und Proteine in Membranen meist im Verhältnis 1:4 bis 4:1
•! Doppelschicht aus Membranlipiden mit hydrophilem und hydrophobem Anteil als
Barriere für die Passage polarer Moleküle
•! spezifische Proteine vermitteln spezielle Membranfunktionen
•! Membranen sind nichtkovalente Molekülanordnungen
•! Membranen sind asymmetrisch: Innen- und Außenseite unterscheiden sich
•! Membranen sind flüssige Strukturen („zweidimensionale Lösungen“)
•! die meisten Membranen sind elektrisch polarisiert, mit negativer Innenseite
(typ. –60mV)
(aus Stryer „Biochemie“)
Biomembranen — Chemie und Aufbau
der Membranlipide
amphiphile Bausteine
hydrophiler
„Kopf“
lipophiler
„Schwanz“
Biomembranen — Chemie und Aufbau
Übersicht: Lipide
Speicherfette
(neutral)
Membranlipide
(polar)
Phospholipide
Triacylglycerine
Glycerophospholipide
Fettsäure
Glycolipide
Sphingolipide
Sphingolipide
PO4
Alkohol
Fettsäure
PO4
Cholin
Sphingosin
Fettsäure
Sphingosin
Fettsäure
Glycerin
Glycerin
Fettsäure
Fettsäure
Cholesterol
Fettsäure
Mono- oder
Oligosaccharid
Biomembranen — Chemie und Aufbau
Übersicht: wichtige Fettsäuren
gesättigte Fettsäuren
essentielle Fettsäuren
1
ω2
3
α
ungesättigten
Fettsäuren
Omega-3-Fettsäure
Biomembranen — Chemie und Aufbau
Übersicht: Lipide
Speicherfette
(neutral)
Membranlipide
(polar)
Phospholipide
Triacylglycerine
Glycerophospholipide
Fettsäure
Glycolipide
Sphingolipide
Sphingolipide
PO4
Alkohol
Fettsäure
PO4
Cholin
Sphingosin
Fettsäure
Sphingosin
Fettsäure
Glycerin
Glycerin
Fettsäure
Fettsäure
Cholesterol
Fettsäure
Mono- oder
Oligosaccharid
gesättigte C16- oder C18-Fettsäure
Biomembranen —
Chemie und Aufbau
der Phospholipide Esterbindung
Phospholipide
Phosphatidylcholin = Lecithin =
häufigstes Phosphoglycerid
Glycerophospholipide
= Phosphoglyceride
Glycerin
Fettsäure
Fettsäure
PO4
Alkohol
Phosphodiester
ungesättigte C18oder C20-Fettsäure
Lecithin als Emulgator in der Lebensmittelindustrie = E322
Weltweiter Bedarf: jährlich knapp 200.000 Tonnen Lecithin,
etwa 50.000 Tonnen im Schokoladenbereich
Hauptsächliche Quelle: Soja, das Lecithin fällt bei der Raffination des
Sojaöls an und macht etwa 0,4% Gewichtsanteil der Sojabohne aus.
Biomembranen —
Chemie und Aufbau
der Phospholipide
Phospholipide
Glycerophospholipide
Glycerin
Fettsäure
Fettsäure
PO4
Alkohol
Phosphodiester
Was halten Sie davon?
Würden Sie Ihren
Großeltern dazu
raten?
Aber: gelangt das PS
tatsächlich da hin, wo
es wirken soll?
Welchen Weg muss es
zurück legen?
Was meint die US-amerikanische Zulassungsbehörde?
Was meint die Europäische Zulassungsbehörde?
normal
Biomembranen —
Chemie und Aufbau
der Phospholipide
gestresst