Fachmodul Zellbiologie II - Cheatsheet

Struktur des Zytoskeletts

Definition:

Das Zytoskelett ist ein dynamisches Netzwerk aus Proteinfilamenten, das die Form und Beweglichkeit der Zelle bestimmt.

Details:

• Besteht aus drei Hauptkomponenten: Aktinfilamente (Mikrofilamente), Mikrotubuli und Intermediärfilamente.
• Aktinfilamente: Dünne, flexible Fasern aus Aktin, wichtig für Zellform, Bewegung und Teilung.
• Mikrotubuli: Röhrenförmige Strukturen aus Tubulin, verantwortlich für den Transport von Organellen und Chromosomenbewegung während der Mitose.
• Intermediärfilamente: Seilartige Strukturen, die mechanische Stabilität und Festigkeit bieten.
• Assoziierte Proteine regulieren die Dynamik und Funktionen der Filamente.
• Interagiert mit Zellorganellen und Plasmamembran, unterstützt intrazelluläre Verkehrswege.

Regulation der Zellexpansion

Definition:

Prozesse, die das Wachstum und die Vergrößerung einer Zelle beeinflussen.

Details:

• Osmotischer Druck: Wasseraufnahme und Turgordruck.
• Zellwandlockerung: Enzyme wie Expansine und Dehnungsfaktoren.
• Hormonelle Regulation: Auxine, Gibberelline.
• Signalwege: MAP-Kinase-Kaskade.
• Genetische Faktoren: Expansionsgene und Transkriptionsfaktoren.

Wahrnehmung von Lichtreizen

Definition:

Definiton und Erklärung der Lichtwahrnehmung auf zellulärer Ebene.

Details:

• Photorezeptoren: Stäbchen (skotopisches Sehen), Zapfen (photopisches Sehen)
• Sehpigmente: Rhodopsin in Stäbchen, Photopsine in Zapfen
• Signaltransduktion: Aktivierung von G-Proteinen - Second-Messenger-System
• Änderungen in der Membranpotential - Hyperpolarisation der Photorezeptoren
• Neurotransmitterfreisetzung und synaptische Signalübertragung
• Adaptationsmechanismen: Dunkeladaption, Helladaption
• Räumliches Sehen: Parallaxe, binokuläre Verrechnung

Schwerkraftrezeptoren

Definition:

Mechanorezeptoren in Pflanzenzellen, die Schwerkraft wahrnehmen und Wachstumsrichtung beeinflussen.

Details:

• Sind meist Statolithen in Amyloplasten.
• Erkennen durch Sedimentation der Statolithen.
• Aktivieren Signaltransduktionswege.
• Gravitropismus als Hauptprozess.

Mikroskopie-Techniken

Definition:

Untersuche Zell- und Gewebestrukturen durch Vergrößerung und Kontraststeigerung.

Details:

• Lichtmikroskopie: Vergrößerung durch Glaslinsen, Auflösungsgrenze bei ~200 nm.
• Elektronenmikroskopie: Nutzung von Elektronenstrahlen, höhere Auflösung als Lichtmikroskope.
• Konfokale Mikroskopie: Laserlicht zur Erzeugung fokussierter Bilder, ermöglicht 3D-Rekonstruktion.
• Fluoreszenzmikroskopie: Markierung von Strukturen mit Fluoreszenzfarbstoffen, spezifische Anregungs- und Emissionswellenlängen.
• AFM (Rasterkraftmikroskopie): Tasten der Oberflächenstrukturen mit einer feinen Spitze, hohe Auflösung bei Oberflächenstrukturen.

Durchflusszytometrie

Definition:

Methode zur Zellanalyse, bei der Zellen in einer Flüssigkeit mittels Laserlicht optisch vermessen und sortiert werden.

Details:

• Hochdurchsatz-Zellanalyse
• Messung von Zellgröße, Granularität und Fluoreszenzintensität
• Nutzt fluoreszenzmarkierte Antikörper zur Identifikation spezifischer Zelltypen
• Anwendung in Immunologie, Onkologie und Zellbiologie
• Parameter: Vorwärtsstreulicht (FSC), Seitwärtsstreulicht (SSC)
• Fluoreszenzintensität: Typischerweise mit mehreren fluoreszierenden Markern
• Fähigkeit zur Zelltrennung (Fluoreszenz-aktivierte Zellsortierung, FACS)

Membranpotential und Ionenkanäle

Definition:

Elektrisches Potential, das über die Plasmamembran entsteht; beruht auf ungleicher Verteilung von Ionen.

Details:

• Ruhemembranpotential: typisch -70 mV bei Neuronen
• Kationen (Na⁺, K⁺): Hauptakteure
• Konzentrationsgradient und elektrische Gradient bestimmen Ionenbewegung
• Goldman-Gleichung zur Berechnung des Membranpotentials
• Ionenkanäle: spannungsgesteuert, ligandengesteuert, mechanisch gesteuert
• Selektivität und Leitfähigkeit: Schlüsselfaktoren
• Wichtig für Aktionspotential und Zellkommunikation

Mitochondrien und Energieproduktion

Definition:

Zentral für Zellatmung und ATP-Produktion.

Details:

• Ort für oxidative Phosphorylierung und Elektronentransportkette
• ATP-Bildung durch ATP-Synthase
• Glucose+O\textsubscript{2} \rightarrow CO\textsubscript{2} + H\textsubscript{2}O + ATP
• Schlüsselrollen: Citratzyklus, Fettsäureoxidation
• Besitzen eigene DNA (mtDNA)