Zellstrukturen und ihre Funktionen — Raues Endoplasmatisches Retikulum
rER einer Drüsenzelle: Ergastoplasma = Stapel paralleler ER-Zisternen
• besonders ausgeprägt in Drüsenzellen
• dann meist nur wenig oder kein glattes ER vorhanden
Zellstrukturen und ihre Funktionen — Glattes Endoplasmatisches Retikulum
Lipid-, Steroid-, Membransynthese
Hydroxylierungen, Biotransformationen (Cytochrom P450)
Flavonoid- und Terpenoidsynthese Leitenzym: Glucose-6-Phosphatase
= agranuläres ER
• v.a. in Zellen mit hoher Lipidstoff- wechselaktivität, steroidproduzie- rende Zellen
z.B. in einer Öldrüsenzelle der Klette (rechts)
Zellstrukturen und ihre Funktionen –
Endoplasmatisches Retikulum
Zellstrukturen und ihre Funktionen — Glattes Endoplasmatisches Retikulum
Hepatozyten mit viel glattem ER
• bilden Lipoproteinpartikel, die Lipide zu anderen Körperstellen transportieren
• mit Entgiftungsenzymen, z.B. Cytochrom P450-Familie: wasserunlösliche Metaboliten oder Gift werden ausreichend wasserlöslich (Hydroxylierung), damit sie ausgeschieden werden; z.T. erst „Giftung“ durch P450-
Hydroxylierung (Aflatoxine!) bzw. „Aktivierung“ von Arzneistoffen (Contergan® = Thalidomid); Adaptation z.B. in Gegenwart von
Phenobarbital: glattes ER wird erweitert, um „Entgiftung zu schaffen“
• Testung von Arzneistoffen nach Inkubation mit Mikrosomen = Membranpräparation aus Endoplasmatischem Retikulum
Zellstrukturen und ihre Funktionen — Glattes Endoplasmatisches Retikulum
• in quergestreifter Muskulatur:
sarkoplasmatisches
Retikulum = Calciumspeicher
Zellstrukturen und ihre Funktionen —
Sarkoplasmatisches Retikulum
Zellstrukturen und ihre Funktionen — Dictyosomen und Golgi-Apparat
Golgi-Apparat = Gesamtheit aller Dictyosomen
bei Pflanzenzellen:
• einzelne Dictyosomen,
unregelmäßig in der Zelle verteilt = dispers
• an der Produktion von Zellwandmaterial beteiligt
• in Siebröhren aufgelöst
Bildung der Plasmamembran und sekretorischer Vesikel, Bildung der Mittellamelle und primären Zellwand (Pflanzen!)
Proteinglykosylierung, -prozessierung Leitenzym: Galactosyltransferase bei tierischen Zellen:
• Dictyosomen liegen in charakteristischer Form zu
anderen Organellen = retikulär
• posttranslationale Modifikation von Proteinen
Zellstrukturen und ihre Funktionen — Dictyosomen, Golgi-Apparat
bei Algen/Wasserpflanzen:
Wassersekretion über Golgi- Vesikel (Vakuolen)
Dictyosom quer und flach geschnitten
Unterscheidung zwischen:
Cis, dem ER zugewandt Median
Trans, der Plasmamembran zugewandt
Zellstrukturen und Ihre Funktionen — Dictyosomen, Golgi-Apparat
Bildungsgewebe (Säugetiere) Sekret
Nervenzellen Neurosekrete
Bauchspeicheldrüse Enzyme
Magenschleimhaut Schleimsubstanzen
Milchdrüsen Nahrungsproteine
Hypophyse, Schilddrüse, Nebenschilddrüse,
Nebennierenmark, Plazenta
Hormone
Plasmazellen Antikörper
Zellstrukturen und Ihre Funktionen —
Endoplasmatisches Retikulum/Golgi-Apparat
Funktion:
• Sekretion von extrazellulären Proteinen, Transport der membranständigen Proteine
Unterscheidung zwischen
kontinuierlicher Sekretion: z.B. in Hepatozyten, und
regulierter Sekretion: z.B. in Pankreaszellen, wobei die Sekretion erst nach erfolgtem Stimulus von außen stattfindet, z.B. Insulinsekretion über Präproprotein: Signalpeptid – B-Kette – C-Peptid – A-Kette
• posttranslationale Modifikationen wie Glykosylierung, Sulfatierung, Phosphorylierung, Acylierung
• Endkontrolle für Richtigkeit der Protein: falsch gefaltete Proteine
werden der Autophagie zugeführt; z.T. akkumulieren Proteinmutanten (z.B. α1-Antitrypsin) im Membransystem
Zellstrukturen und Ihre Funktionen —
Endoplasmatisches Retikulum/Golgi-Apparat
Funktion:
• Transport der membran-
ständigen Proteine
Beispiel:
Cystische Fibrose (8000 bis 10000
Patienten in D)
Zellstrukturen und Ihre Funktionen — Lysosomen
Hydrolytische Enzyme (Hydrolasen) Funktion: intrazellulärer Abbau von Makromolekülen
Vorkommen: in allen tierischen Zellen, v.a. Leber, Niere, Milz, Leukozyten, selten in pflanzlichen Zellen (Vakuole!?)
Aussehen: nur von einfacher Biomembran umgeben, Matrix mit sauerem Milieu
enthalten Hydrolasen aller Art mit sauerem pH-Optimum (<—> neutraler pH im umgebenden Zytoplasma!)
Unterscheidung zwischen Heterophagie = endozytotisch
aufgenommene Fremdpartikel werden lysiert, und Autophagie = zelleigene Strukturen/Organelle werden lysiert
Zellstrukturen und Ihre Funktionen — Lysosomen
Hydrolytische Enzyme (Hydrolasen) eosinophile Granulozyten mit linsenförmigen
Lysosomen;
Kristalloid (= Internum) liegt in homogener Matrix (=
Externum)
sind an Elimination von Antikörper-Antigen-
Komplexen beteiligt
Zellstrukturen und Ihre Funktionen — Lysosomen
Enzym Abbau von
Carboxypeptidase Proteine Endopeptidase
Kathepsin
saure DNase Nukleinsäure saure RNase
Phospholipase Lipide saure Lipase
α-Glukuronidase Polysaccharide β-Galactosidase
β-Glukosidase etc.
