Genetik: Die Zellen von Eukaryoten und Prokaryoten

Name:
Isabell Hoffmannbeck (Aug. 2012);
Raphael Kress und Carlos Weikard (Jan. 2016)

Die Eukaryoten sind die Zellen mit einem Zellkern. Da DNA von einer Kernmembran umschlossen ist, nennt man diesen auch echten Zellkern.

Die tierische Zelle:

Die pflanzliche Zelle:

Quelle Bilder: public domain by Wikicommonsuser LadyofHats (Marina Ruiz) Thank you; http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Plant_cell_structure_svg-de.svg ; http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Animal_cell_structure_de.svg

Die Bestandteile und ihre Aufgaben:

• Zellkern - Steuerzentrum (Stoffwechsel und Erbgut), Speicherort des Erbguts
• Cytoskelett - Stützstruktur, mit zur Fortbewegung
• Centriolen - sind an der Zellteilung beteiligt
• Lysosome - Verdauungsenzyme (baut eigenes oder von aufgenommenes Material ab)
• Golgi-Apparate -Transportsystem, Proteine werden gelagert
• Endoplasmatisches Retikulum -Transport und Verteilersystem der Zelle (rau = Ribosomen auf der Oberfläche)
• Cytoplasma - Einbettung der Zellorganellen
• Plasmamembran - Stoffbarriere: Entscheidung was rein und raus kann
• Zellwand - gibt der Zelle Form, Stabilität und Schutz
• Ribosomen - Bildungsort der Proteine
• Vakuole - Stabilisierung mit Zellwand, Lagerung von Nährstoffen und Stoffwechselprodukte
• Mitochondrien - Energiegewinnung aus Nährstoffen zum ATP-Aufbau (Adenosintriphosphat), „Kraftwerke der Zelle“
• Plastiden - Chloroplasten: ermöglichen Photosynthese
• - Leukoplasten: Speicherung von Stärke
• - Chromoplasten:

Bei der Tierzelle fehlen Zellwand, Vakuole und Plastiden. Bei der Pflanzenzelle fehlen die Centriolen.

Die Prokaryoten sind die Zellen ohne Zellkern, wie zum Beispiel Bakterien. Die DNA liegt frei im Cytoplasma und man nennt das Kernäquivalent.

Bakterienzelle:

Quelle Bild: Public domain by Wikicommonsuser LadyofHats (Marina Ruiz) - thank you;

http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Average_prokaryote_cell-_en.svg

Weitere Bestandteile (bei den Eukaryoten noch nicht genannt):

• Flagellum - dient zur Fortbewegung
• Pili - bestehend aus einem Protein, fadenförmiges Anhängsel
• Plasmide - DNA-Ringe
• Zellwand - enthält Murein (Zucker), wasserhaltige Schichten (bilden Kapseln und Schleimhüllen)
• Thylakoide - Chloroplastenersatz
• Mesosomen - Membraneinstülpungen mit abbauenden Enzymen (Mitochondrienerstatz)

Nicht enthalten in Bakterien: Golgi-Apparat, Endoplasmatisches Retikulum, Plastiden, Chloroplasten, Mitochondrien.

Vergleich zwischen Eukaryoten und Prokaryoten:

Die Plastiden im Detail: Chloroplasten

Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Chloroplast#/media/File:Chloroplast.svg by Wikicommonsusers: SuperManu & Emmanuel.boutet

Die Chloroplasten sind für die Photosynthese zustädnig. Sie sind nur in Eucyten, eukaryotischen Zellen, zufinden. Das doppelmembranumhüllte Organell besteht im inneren aus der Thylakoidmembran (3), welche mehrmals gefaltet ist. Diese "Einfaltungen" werden Thylakoide (8) genannt. Einzelne Thylakoide, die im Stroma, dem Innenraum des Chloroplasts, schwimmen werden Stromathylakoide genannt. Gestapelte Thylakoide, heißen Granastapel (7). Weitere wichtige Bestandteile sind unter anderem Stärkekörner (9), in denen Stärke gespeichert wird, die Organelleigene DNA (11), welche eine andere als die eukaryotische und von Mensch zu Mensch unterschiedliche DNA ist, sowie die Ribosomen (10), welche Proteine herstellen.

Die Plastiden im Detail: Chromoplasten

Anders als die Chloroplasten, betreiben die Chromoplasten keine Photosynthese (photosynthetisch inaktiv). Ihre gelben, orangen oder auch roten Farben dienen dem Anlocken von Tieren. Somit färben sich im Herbst die Chromoplasten, so auch die Blätter, um um eine Pollenübertragung oder eine Samenverteilung durch Tiere einzuleiten.

Chromoplasten entstehen entweder aus jungen Chloroplasten oder Leukoplasten. Es gibt verschiedene Typen von Chromoplasten, aufgrund ihrer Strukturen:

• Globulärer Typ: enthält Lipidkügelchen, in welchen die Farbpigmente stecken
• Tubulärer Typ: fadenförmige Flüssigkeitskristalle, die aus Lipiden bestehen
• Kristalloider Typ: rechteckige Struktur, bestehen aus Beta-Carotin (Vorstufe von Vitamin A)
• Membranöser Typ: ineinandergeschachtelte Membranen, die Hohlkugeln bilden

Die Plastiden im Detail: Leukoplasten

Leukoplasten befinden sich in Algen und pflanzlichen Zellen. Sie besitzen kein Chlorophyll, sind deshalb farblos und betreiben keine Photosynthese. Es wird vermutet das Leukoplasten aus photosyntheseunfähigen Chloroplasten entstanden sind. Durch Lichtreize können einige Leukoplasten in Chloroplasten und Chromoplasten umgewandelt werden.

Leukoplasten besitzen ein einfaches Membransystem und kleine Lipidtröpfchen. Zu ihren Aufgaben gehören die Speicherung von Stärke, Proteinen, sowie von Enyzymen.

Prokariotische Zellen im Detail:

Cyanobakterien

Der Aufbau der Cyanobakterien ist ähnlich wie der von anderen Bakterien, wobei Cyanobakterien in der Regel fünf bis zehn mal größer sind und Chloroplasten enthalten. Deshalb haben eine blaugrüne Farbe und sind zur Photosynthese fähig. Ihre Membran ist mehrfach zu sogenannten Thylakoidstapeln gefaltet. Cyanobakterien kommen häufig in Süßwasser oder im Boden vor, dabei bilden sie meist Zellkolonien, aber auch eine Symbiose mit Pilzen zur Flechte ist möglich. Cyanobakterien haben eine hohe Toleranz für Kälte und Trockenheit und können Stickstoff aus der Luft zur Proteinherstellung (Synthese) verwenden.

Archaeen

Archaeen sind Einzeller. Bei den verschiedenen Unterarten der Archaeen gibt es große Unterschiede beim Aufbau der Zellwand. Manche haben sogar gar keine. Sie kommen in extremen Lebensräumen vor, beispielsweise in Geysiren, da sie an frühzeitliche Lebensbedingungen angepasst sind. Archaeen gehören zwar zu den Prokarioten, da sie keinen Zellkern besitzen und sich durch Zellteilung vermehren, haben aber auch eukaryotische Proteiine und Merkmale. Archaeen sind autotroph (selbsternährend).