Zellbiologie at Universität Tübingen

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Voraussetzungen für die Untersuchung von Zellen

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Welche Aussagen sind richtig?

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Proteine

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Wo werden Proteine synthetisiert?

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Wo werden Proteine glykosyliert?

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Endoplasmatisches Retikulum - ER

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Rauhes ER

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Glattes ER


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Lipidaustausch mit anderen Organellen

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Calcium-Speicherung des ER

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Funktionen des Golgi-Apparats

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Was wird im Lysosomen verdaut?

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Zellbiologie

Voraussetzungen für die Untersuchung von Zellen

  • Zellen müssen aus Organen isoliert und in Kultur gehalten werden können
  • Kulturschalen, Medien, Wachstumsfaktoren müssen verfügbar sein
  • primäre Zellen haben eine begrenzte Lebensspanne
  • differenzierte Zellen teilen sich nicht mehr
  • viele früher etablierte Zelllinien sind Fibroblasten
  • viele Zelllinien sind "transformiert", d.h. sie stammen aus Tumoren oder wurden permanisiert (z.B. durch Virusinfektion, Telomerase)

 neu: Organkultur

Zellbiologie

Welche Aussagen sind richtig?

Differenzierte Zellen teilen sich besonders häufig

Zellbiologie

Proteine

  • kodiert im Zellkern oder in Mitochondrien
  • synthetisiert an Ribosomen
  • glykosyliert in ER und Golgi
  • modifiziert zur Signalübertragung / (In-)Aktivierung
  • enthalten Signale für ihren Bestimmungsort

Zellbiologie

Wo werden Proteine synthetisiert?

An den Ribosomen

Zellbiologie

Wo werden Proteine glykosyliert?

An den Ribosomen

Zellbiologie

Endoplasmatisches Retikulum - ER

  • kontinuierliches Membran-Kanal-System in der Zelle
  • 50% der gesamten Membranen einer Zelle
  • schließt den Zellkern ein: zum Cytoplasma wie normale ER-Oberfläche; zum Kern mit Proteinen, die mit der Kernlamina reagieren; Kernporen
  • Bleibt in der Mitose bis auf die Kernhülle erhalten
  • Lumen ist oxidierend (bildet S-S-Brücken)
  • glattes und rauhes Er
  • Protein-Prozessierung: 1/3 aller Zellproteine werden im oder am ER prozessiert; 2-13x10e6 Proteine/min
  • Proteindegradierung (ERAD)
  • Lipid-Biosynthese, Ca-Speicher
  • in allen Zellen außer reifen Erythrozyten


Zellbiologie

Rauhes ER

  • stark vorhanden in exokrinen Zellen
  • Protein-Translokation
  • Protein-Faltung
  • Protein-Oligomerisierung
  • Protein-Glykosylierung
  • ER-Degradierung

Zellbiologie

Glattes ER


  • Ca-Regulation
  • Fettstoffwechsel
  • stark vorhanden in endokrinen und Muskelzellen
  • Entgiftung (>Leber)

Zellbiologie

Lipidaustausch mit anderen Organellen

  • (laterale Diffusion)
  • (Flippasen)
  • per Vesikeltransport (überwiegend)
  • lipid transfer proteins: CERT > Ceramide vom ER zum Golgi geschieht an Orten, an denen die Organellen benachbart sind

Zellbiologie

Calcium-Speicherung des ER

  • Ca wird nicht synthetisiert wie andere Botenstoffe, sondern Freisetzung kontrolliert
  • 2 Arten von Kanälen, je 3 Gene + Splice-Varianten IP3-Rezeptoren: aktiviert durch IP3, geschlossen wenn [Ca] <0,1 µM oder >100 µM Ryanodin-Rezeptoren - Ca-akt. Ca-Kanäle
  • Stimulus reicht von msec bis min
  • Ca-Konzentration erreicht lokal µM Werte
  • im Lumen ~mM Konzentration an Ca, im Cytosol 0,1 µM
  • Bindungsproteine: Calmodulin > CaM Kinase, Adenylatcyclase, Calpain, Proteinkinasen, Ca-Kanäle
  • Ca ist im Cytosol ein "second messenger": Enzymhemmung/-aktivierung, Sekretion, Muskelkontraktion

Zellbiologie

Funktionen des Golgi-Apparats

  • Sortierung der Proteine (ER, PM, sekr. Vesikel, Lysosomen)
  • Glykosylierung (Proteine und Fette)
  • Prohormon-Convertasen (z.B. Proopiomelanocortin=POMC wird gewebeabhängig in verschiedene Hormone gespalten)
  • Lipidstoffwechsel: Sphingomyeline und Glycosphingolipide werden neu synthetisiert
  • Membrandicke des GA nimmt mit Abstand zum ER zu, da Sphingomyelin und Glycosphingolipide größer sind als Phosphatidylserine und Phosphatidylethanolamine
  • Glycosphingolipide und Cholesterine bilden Schlauchboote (raft) in der inneren Membran, binden "raft proteins"
  • Sortierung von Membranproteinen beruht auf Lipid- Membranzusammensetzung und Targetsequenzen in den Proteinen

Zellbiologie

Was wird im Lysosomen verdaut?

vorsortiert Bestandteile von Endosomen

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