Entstehung der Eukaryontenzelle Endosymbiontentheorie

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1 Entstehung der Eukaryontenzelle Endosymbiontentheorie Tier-Zelle Pflanzen-Zelle

2 Entstehung der Eukaryontenzelle Endosymbiontentheorie (aus Weiler/Nover: Allgemeine und molekulare Botanik)

3 Tierzelle Morphologische Grundlagen der Zelle Eukaryonten Pflanzenzelle

4 Hauptunterschiede zwischen Pro- und Eukaryonten Eigenschaft Prokaryonten Eukaryonten Größe 1-5 µm 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 Ernährung Energiestoffwechsel fehlen Absorption; bei manchen Arten Photosynthese keine Mitochondrien; Oxidationsenzyme an Plasmamembran gebunden; sehr vielfältige Stoffwechseleigenschaften Mitochondrien, Plastiden (bei Pflanzen), endoplasmatisches Reticulum, Golgi- Apparat, usw. Absorption, Aufnahme; bei manchen Arten Photosynthese 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

5 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

6 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)

7 Biomembranen Aufbau!Lipide, bilden die Grundsubstanz (Matrix)!Proteine, sind in die Matrix ein- oder aufgelagert!kohlenhydrate, nur auf der Außenseite der Cytoplasmamembran

8 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 )

9 Biomembranen Chemie und Aufbau der Membranlipide amphiphile Bausteine hydrophiler Kopf lipophiler Schwanz

10 Biomembranen Chemie und Aufbau Übersicht: Lipide Speicherfette (neutral) Membranlipide (polar) Cholesterol Triacylglycerine Phospholipide Glycolipide Glycerophospholipide Sphingolipide Sphingolipide Glycerin Glycerin PO4 Alkohol Sphingosin PO4 Cholin Sphingosin Mono- oder Oligosaccharid

11 Biomembranen Chemie und Aufbau Übersicht: wichtige n gesättigte n essentielle n ω α ungesättigten n Omega-3-

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13 Biomembranen Chemie und Aufbau Übersicht: Lipide Speicherfette (neutral) Membranlipide (polar) Cholesterol Triacylglycerine Phospholipide Glycolipide Glycerophospholipide Sphingolipide Sphingolipide Glycerin Glycerin PO4 Alkohol Sphingosin PO4 Cholin Sphingosin Mono- oder Oligosaccharid

14 Biomembranen Chemie und Aufbau der Phospholipide Esterbindung gesättigte C 16 - oder C 18 - ungesättigte C 18 - oder C 20 - Glycerophospholipide Phospholipide = Phosphoglyceride Phosphatidylcholin = Lecithin = häufigstes Phosphoglycerid Glycerin PO4 Alkohol Phosphodiester

15 Lecithin als Emulgator in der Lebensmittelindustrie = E322 Weltweiter Bedarf: jährlich knapp Tonnen Lecithin, etwa Tonnen im Schokoladenbereich Hauptsächliche Quelle: Soja, das Lecithin fällt bei der Raffination des Sojaöls an und macht etwa 0,4% Gewichtsanteil der Sojabohne aus.

16 Biomembranen Chemie und Aufbau der Phospholipide Phospholipide Glycerophospholipide Glycerin PO4 Alkohol Phosphodiester

17 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?

18 Was meint die US-amerikanische Zulassungsbehörde?

19 Was meint die Europäische Zulassungsbehörde?

20 Biomembranen Chemie und Aufbau der Phospholipide normal gestresst