Biologie für Hauptfächer I

An diesem Punkt wissen Sie, dass jede eukaryotische Zelle eine Plasmamembran, ein Zytoplasma, ein kern, Ribosomen, Mitochondrien, Peroxisomen und in einigen Vakuolen, aber es gibt einige auffällige Unterschiede zwischen tierischen und pflanzlichen Zellen., Während sowohl tierische als auch pflanzliche Zellen Mikrotubuli-Organisations-Zentren (MTOCs) haben, haben tierische Zellen auch Zentriolen, die mit dem MTOC assoziiert sind: ein Komplex, der als Zentrosom bezeichnet wird. Tierische Zellen haben jeweils ein Zentrosom und Lysosomen, Pflanzenzellen nicht. Pflanzenzellen haben eine Zellwand, Chloroplasten und andere spezialisierte Plastiden und eine große zentrale Vakuole, während tierische Zellen nicht.

Eigenschaften Tierischer Zellen

Abbildung 1. Das Zentrosom besteht aus zwei Zentriolen, die rechtwinklig zueinander liegen., Jede Zentriole ist ein Zylinder, der aus neun Drillingen von Mikrotubuli besteht. Nichttubulinproteine (angezeigt durch die grünen Linien) halten die Mikrotubuli-Drillinge zusammen.

Zentrosom

Das Zentrosom ist ein Mikrotubuli-organisierendes Zentrum, das sich in der Nähe der Kerne tierischer Zellen befindet. Es enthält ein Paar Zentriolen, zwei Strukturen, die senkrecht zueinander liegen (Abbildung 1). Jede Zentriole ist ein Zylinder aus neun Drillingen von Mikrotubuli.,

Das Zentrosom (die Organelle, aus der alle Mikrotubuli stammen) repliziert sich selbst, bevor sich eine Zelle teilt, und die Zentriolen scheinen eine Rolle beim Ziehen der duplizierten Chromosomen an entgegengesetzte Enden der teilenden Zelle zu spielen. Die genaue Funktion der Zentriolen bei der Zellteilung ist jedoch nicht klar, da sich Zellen, denen das Zentrosom entfernt wurde, noch teilen können und Pflanzenzellen, denen Zentrosomen fehlen, zur Zellteilung fähig sind.

Lysosomen

Abbildung 2., Ein Makrophagen hat ein potenziell pathogenes Bakterium verschlungen (phagozytiert) und verschmilzt dann mit einem Lysosomen in der Zelle, um den Erreger zu zerstören. Andere Organellen sind in der Zelle vorhanden, werden aber der Einfachheit halber nicht gezeigt.

Neben ihrer Rolle als Verdauungskomponente und Organellenrecyclinganlage tierischer Zellen gelten Lysosomen als Teile des Endomembransystems.

Lysosomen verwenden ihre hydrolytischen Enzyme auch, um Krankheitserreger (krankheitserregende Organismen) zu zerstören, die in die Zelle gelangen könnten., Ein gutes Beispiel dafür ist eine Gruppe weißer Blutkörperchen, sogenannte Makrophagen, die Teil des Immunsystems Ihres Körpers sind. In einem Prozess, der als Phagozytose oder Endozytose bekannt ist, dringt ein Abschnitt der Plasmamembran des Makrophagen ein (faltet sich ein) und verschlingt einen Erreger. Der invaginierte Abschnitt mit dem Erreger im Inneren kneift sich dann von der Plasmamembran ab und wird zu einem Vesikel. Das Vesikel verschmilzt mit einem Lysosom. Die hydrolytischen Enzyme des Lysosoms zerstören dann den Erreger (Abbildung 2).,

Eigenschaften von Pflanzenzellen

Chloroplasten

Abbildung 3. Der Chloroplast hat eine äußere Membran, eine innere Membran und Membranstrukturen, die als Thylakoide bezeichnet werden und zu Grana gestapelt sind. Der Raum innerhalb der Thylakoidmembranen wird als Thylakoidraum bezeichnet. Die Lichterntereaktionen finden in den Thylakoidmembranen statt, und die Zuckersynthese findet in der Flüssigkeit innerhalb der inneren Membran statt, die Stroma genannt wird. Chloroplasten haben auch ihr eigenes Genom, das auf einem einzelnen zirkulären Chromosom enthalten ist.,

Wie die Mitochondrien haben Chloroplasten ihre eigene DNA und Ribosomen (wir werden später darüber sprechen!), aber Chloroplasten haben eine ganz andere Funktion. Chloroplasten sind Pflanzenzellorganellen, die Photosynthese betreiben. Photosynthese ist die Reihe von Reaktionen, die Kohlendioxid, Wasser und Lichtenergie zur Herstellung von Glukose und Sauerstoff verwenden. Dies ist ein großer Unterschied zwischen Pflanzen und Tieren; Pflanzen (Autotrophe) können ihre eigene Nahrung wie Zucker herstellen, während Tiere (Heterotrophe) ihre Nahrung aufnehmen müssen.,

Wie Mitochondrien haben Chloroplasten äußere und innere Membranen, aber innerhalb des Raums, der von der inneren Membran eines Chloroplasten umgeben ist, befindet sich ein Satz miteinander verbundener und gestapelter, mit Flüssigkeit gefüllter Membransäcke, die als Thylakoide bezeichnet werden (Abbildung 3). Jeder Stapel von Thylakoiden wird als Granum bezeichnet (Plural = Grana). Die Flüssigkeit, die von der inneren Membran umgeben ist, die die Grana umgibt, wird Stroma genannt.

Die Chloroplasten enthalten ein grünes Pigment namens Chlorophyll, das die Lichtenergie einfängt, die die Reaktionen der Photosynthese antreibt. Wie Pflanzenzellen haben auch photosynthetische Protisten Chloroplasten., Einige Bakterien führen Photosynthese durch, aber ihr Chlorophyll wird nicht in eine Organelle verbannt.

Endosymbiose

Wir haben erwähnt, dass sowohl Mitochondrien als auch Chloroplasten DNA und Ribosomen enthalten. Haben Sie sich gefragt, warum? Starke Beweise deuten auf Endosymbiose als Erklärung hin.

Symbiose ist eine Beziehung, in der Organismen aus zwei verschiedenen Arten für ihr Überleben voneinander abhängen., Endosymbiose (endo – = „innerhalb“) ist eine für beide Seiten vorteilhafte Beziehung, in der ein Organismus im anderen lebt. Endosymbiotische Beziehungen gibt es in der Natur zuhauf. Wir haben bereits erwähnt, dass Mikroben, die Vitamin K produzieren, im menschlichen Darm leben. Diese Beziehung ist vorteilhaft für uns, weil wir Vitamin K nicht synthetisieren können.Es ist auch vorteilhaft für die Mikroben, weil sie vor anderen Organismen und vor dem Austrocknen geschützt sind und reichlich Nahrung aus der Umgebung des Dickdarms erhalten.,

Wissenschaftler haben lange bemerkt, dass Bakterien, Mitochondrien und Chloroplasten ähnlich groß sind. Wir wissen auch, dass Bakterien DNA und Ribosomen haben, genau wie Mitochondrien und Chloroplasten. Wissenschaftler glauben, dass Wirtszellen und Bakterien eine endosymbiotische Beziehung bildeten, wenn die Wirtszellen sowohl aerobe als auch autotrophe Bakterien (Cyanobakterien) einnahmen, diese jedoch nicht zerstörten., Durch viele Millionen von Jahren der Evolution wurden diese aufgenommenen Bakterien spezialisierter auf ihre Funktionen, wobei die aeroben Bakterien zu Mitochondrien und die autotrophen Bakterien zu Chloroplasten wurden.

Abbildung 4. Die endosymbiotische Theorie., Die erste Eukaryote kann von einem angestammten Prokaryoten stammen, der Membranproliferation, Kompartimentierung der Zellfunktion (in einen Kern, Lysosomen und ein endoplasmatisches Retikulum) und die Etablierung von endosymbiotischen Beziehungen mit einem aeroben Prokaryoten und in einigen Fällen einem photosynthetischen Prokaryoten zur Bildung von Mitochondrien bzw.

Vakuolen

Vakuolen sind membrangebundene Säcke, die bei Lagerung und Transport funktionieren. Die Membran einer Vakuole verschmilzt nicht mit den Membranen anderer zellulärer Komponenten., Darüber hinaus bauen einige Wirkstoffe wie Enzyme in Pflanzenvakuolen Makromoleküle ab.

Wenn Sie sich Abbildung 5b ansehen, sehen Sie, dass Pflanzenzellen jeweils eine große zentrale Vakuole haben, die den größten Teil der Fläche der Zelle einnimmt. Die zentrale Vakuole spielt eine Schlüsselrolle bei der Regulierung der Wasserkonzentration der Zelle unter sich ändernden Umgebungsbedingungen. Haben Sie jemals bemerkt, dass, wenn Sie vergessen, eine Pflanze für ein paar Tage zu gießen, es welkt?, Das liegt daran, dass Wasser aus den zentralen Vakuolen und dem Zytoplasma austritt, wenn die Wasserkonzentration im Boden niedriger wird als die Wasserkonzentration in der Pflanze. Wenn die zentrale Vakuole schrumpft, lässt sie die Zellwand nicht unterstützt. Dieser Verlust der Unterstützung der Zellwände von Pflanzenzellen führt zum welken Aussehen der Pflanze.

Die zentrale Vakuole unterstützt auch die Expansion der Zelle. Wenn die zentrale Vakuole mehr Wasser hält, wird die Zelle größer, ohne viel Energie in die Synthese eines neuen Zytoplasmas investieren zu müssen., Mit diesem Verfahren können Sie verwelkten Sellerie in Ihrem Kühlschrank retten. Schneiden Sie einfach das Ende von den Stielen ab und legen Sie sie in eine Tasse Wasser. Bald wird der Sellerie wieder steif und knusprig.

Abbildung 5. Diese Zahlen zeigen die Hauptorganellen und andere Zellkomponenten von (a) einer typischen Tierzelle und (b) einer typischen eukaryotischen Pflanzenzelle. Die Pflanzenzelle hat eine Zellwand, Chloroplasten, Plastiden und eine zentrale Vakuole—Strukturen, die nicht in tierischen Zellen gefunden werden. Pflanzenzellen haben keine Lysosomen oder Centrosomen.,

Beitragen!

Verbessern Sie diese Seitenlernen Sie mehr