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Zellkern - Das Steuerrad der Zelle Der Zellkern bildet die Steuerzentrale der eukaryotischen Zelle. Durch eine doppelte Membran wird der Kern von Cytoplasma abgegrenzt. Diese Membran wird vom endoplasmatischen Retikulum gebildet. Die sogenannte Kernmembran wird von winzigen Kernporen durchbrochen, wodurch ein Austausch von Molekülen zwischen Kerninnerem, der Kernmatrix, und Cytoplasma möglich ist. Die Kernporen sind gerade so groß, dass RNA hindurchpasst, jedoch keine DNA. Der Zellkern enthält die chromosomale DNA, die dort bei Zellteilung verdoppelt wird.
Im Zellkern findet die Synthese der RNA statt, die danach aus dem Zellkern durch die Kernporen hinaustransportiert wird. Durch Poren in der Kernhülle steht das Kerninnere mit dem Cytoplasma in Verbindung. Mikroskopisch ist im Kern eine Verdichtung der DNA zu erkennen, die man Kernkörperchen oder Nukleolus nennt. Die DNA in diesem Bereich des Kerns enthält die Baupläne für die ribosomale RNA, also für die katalytische RNA der Ribosomen. Das endoplasmatische Retikulum und der Golgi-Apparat Diese beiden Systeme bestehen aus von Membranen begrenzten Hohlräumen und sind in den meisten Eukaryoten zu finden. Sie sind funktionell eng miteinander verknüpft.
Das Endoplasmatische Retikulum (ER) ist das schnelle Transportsystem für chemische Stoffe, weiterhin wird in der Mitose die neue Kernmembran vom ER abgeschnürt. Außerdem ist es für die Translation, Proteinfaltung, posttranslationale Modifikationen von Proteinen und Proteintransport von Bedeutung. Diese Proteine werden anschließend vom Golgi-Apparat \"verteilt\". Im Golgi-Apparat werden die Proteine modifiziert, sortiert und an den Bestimmungsort transportiert. Defekte Proteine werden dabei aussortiert und abgebaut. Schematische Darstellung von Zellkern, ER und Golgi-Apparat.
(1) Zellkern. (2) Kernpore. (3) Raues ER. (4) Glattes ER. (5) Ribosom auf dem rauen ER. (6) Proteine, die transportiert werden.
(7) Transport-Vesikel. (8) Golgi-Apparat. (9) Cis-Seite des Golgi-Apparates. (10) Trans-Seite des Golgi-Apparates. (11) Zisternen des Golgi-Apparates. Ribosomen - Die Proteinfabrik Die Ribosomen sind aus RNA und Protein bestehende Komplexe in Pro- und Eukaryoten.
Sie sind für die Synthese von Proteinen aus Aminosäuren verantwortlich. Die mRNA dient dafür als Information für die Reihenfolge der Aminosäuren in den Proteinen. Die Proteinbiosynthese ist sehr wichtig für alle Zellen, weshalb die Ribosomen in vielfacher Zahl in den Zellen vorliegen, zum Teil hunderte bis tausende von Ribosomen pro Zelle. Die Größe der Ribosomen wird durch ihr Sedimentationsverhalten charakterisiert das in Svedberg-Einheiten angegeben wird. Die Mitochondrien - Die Kraftwerke der Zelle Die Mitochondrien gehören zu den selbstvermehrenden Organellen und sind nur in Eukaryoten in unterschiedlicher Anzahl zu finden. Sie enthalten ein eigenes Genom, das viele aber nicht alle der für die Mitochondrien wichtigen Gene enthält.
Die anderen Gene befinden sich auf den Chromosomen im Zellkern. Deshalb sind die Mitochondrien semiautonom. Mitochondrien werden als \"Energiekraftwerke\" der Zelle bezeichnet. In ihnen findet die Oxidation organischer Stoffe mit molekularem Sauerstoff statt, wobei Energie freigesetzt und in Form von chemischer Energie (als ATP) gespeichert wird. Chloroplasten Die Chloroplasten sind Organellen der Zellen von Grünalgen und höheren Pflanzen, die Photosynthese betreiben. Chloroplast bezeichnet einen Plastiden aus der grünen Evolutionslinie der Viridiplantae (= grünen Pflanzen), zu der die Chlorophyta (= Grünalgen) und die Streptophyta (= mit den Landpflanzen näher verwandte Grünalgen und die Landpflanzen selbst) gehören.
Chloroplast bezeichnet bei den Landpflanzen den photosynthetisch aktiven Plastiden im Gegensatz zu Chromoplasten, Etioplasten, Gerontoplasten und Leukoplasten. Lichtinduzierte Entwicklung eines Chloroplasten aus einem Proplastiden A - Der Proplastid aus unbelichteten Pflanzen besteht lediglich aus einer Innen- und einer Außenmembran B - Licht induziert die Synthese von Chlorophyll, Phospholipiden und Thylakoid-Proteinen. Von der Innenmembran schnüren sich Vesikel in den Matrixraum ab C - Während der Vergrößerung der Proplastiden bilden sich einzelne Thylakoide durch Fusion von Vesikeln. Durch ein Protein der Lichtsammelkomplexe kommt es dann zur Verklebung (Stapelung) von Thylakoiden. D - Durch Ausbau der Membransysteme, wobei die Grana-Thylakoidstapel durch (ungestapelte) Stroma-Thylakoide miteinander verbunden werden, entsteht der Chloroplast
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