Man unterscheidet grundsätzlich
zwei verschiedene Zelltypen. Bei gegenwärtig lebenden Organismen finden
sich keine Übergange.
Prokaryonten |
Eukaryonten |
Kern nicht von einer Membran umgeben |
Kern durch eine Doppelmembran begrenzt |
Ein einziges Chromosom (Gruppe von Genverbindungen) |
Mehrere Chromosomen |
Immer haploid (ausser
bei Rekombinationsphänomenen: partielle Diploidie) |
Wenn eine sexuelle Fortpflanzung besteht,
Abwechseln von haploidem und diploidem Zustand |
Weder Meiose noch Mitose |
Teilung durch Mitose, Reduktion durch
Meiose |
Zellwand im Allgemeinen
vorhanden: enthält einen Glykopeptidkomplex (Murein, ein Peptidoglykan),
der D-Aminosäuren und Diaminosäuren enthält. Die Spaltung
von Murein erfolgt durch Lysosym, seine Synthese wird durch Penicillin
gehemmt |
Zellwand abwesend (Tiere) oder anwesend
(Pflanzen, Pilze). Die Zellwand der Pflanzen ist haupt-sächlich
durch Zellulose gebildet, die der Pilze durch Chitin (selten durch
Zellulose). Kein Murein, kein Lyso-
symeffekt und keine Wirkung von Penicillin. |
Zellmembran (Plasmalemma), die in spezialisierten
Bakteriengruppen (photo-trophe, methylotrophe, nitrifizierende…)
durch Einstülpungen innere Membran- strukturen darstellen kann |
Neben der Zellmembran verschiedene innere
Zellmembranen:
- Kernmembran
- Vakuolenmembran
- Golgi-Apparat (Dictyosomen)
- Membran der Mitochondrien und
Plasten |
Meistens keine Steroide in der Membran.
Die Mycoplasmen (Bakterien ohne Zellwand) zeigen steroidreiche Zellmembran,
aber die Steroide werden nicht durch das Bakterium synthetisiert,
sondern von der Umgebung aufgenommen. |
Steroide in allen Membranen |
Bewegungsorgane, falls vorhanden, sind
durch ein einziges Filament, zusammengesetzt aus globulären
Proteinen, gebildet |
Komplexe Bewegungsorgane, die sich aus
einem zentralen Filamentpaar und 9 peripheren zusammensetzen |
Nie amöboide Bewegungen |
Amöboide Bewegung können vorhanden
sein oder auch nicht |
Atmungsfunktion (Komponenten der Atmungskette),
falls vorhanden, in der Zellmembran lokalisiert |
Atmungsfunktionen in den Membranen spezieller
autonomer Organellen (Chloroplasten) ohne Verbindung zur Zellmembran |
Photosynthese, falls vorhanden, erfolgt
in den durch die Zellmembran gebildeten Formationen (Chromatophoren:
Ventrikel, Sacculi, Tubuli) |
Photosynthese (Pflanzen, Algen) erfolgt
in spezialisierten autonomen Organellen (Chloroplasten) ohne Verbindung
zur Zellmembran |
Kleine Ribosomen (70S) |
Grössere Ribosomen (80S) |
Hydrolyse unlöslicher Nährstoffe
immer extrazellulär |
Bestimmte Zellen haben die Fähigkeit
zur Phagozytose und Pinozytose, die die interne Verdauung von Makro-
molekülen oder Partikeln ermöglicht |
Zellen üblicherweise klein (0.5-10
m m) |
Grössere Zellen (10-100 m m). Gewisse
Gruppen zeigen eine hohe morpho-logische Differenzierung. Protisten
und plurizelluläre Organismen mit morphologischer und physiologischer
Differenzierung |
Funktionelle Eigenschaften, die nur bei bestimmten Prokaryonten vorhanden
sind:
- Stickstoff-Fixation
- Photosynthese ohne Sauerstoff, mit Elektronenquelle
(› kein H20)
- Chimiolithotrophie (Produktion von biologisch nutzbarer
Energie aufgrund von Oxidation reduzierter, anorganischer Substrate)
- Anaerobe
Atmung (Nitrat, Eisen, Sulfat, Schwefel,…)
- Methanogenese (nur bei
bestimmten Archaea)
- Leben über 63°C
Die Prokaryonten werden in zwei unterschiedliche Gruppen unterteilt:
Unterteilung der Lebewesen:
Bemerkung: Archaea sind sehr alt und leben unter extremen Bedingungen
(+90°C, sehr salziges Wasser, pH<2). Sie sind verantwortlich für
die Produktion von Biogas.
Ursprung der Eukaryontenzelle
Endosymbionten-Theorie:
Man nimmt an, dass gewisse Zellorganellen
ehemalige einverleibte Bakterien mit spe-
zifischen Funktionen sind, z.B. Photosynthese (Chloroplasten) und Atmung
(Mitochondrien). Mitochondrien und Chloroplasten wären demnach mit
anderen Zellen eine Endosymbiose eingegangen.
Diese Endosymbiose wurde
derart intensiv, dass die Mitochondrien und Chloroplasten einige ihrer Eigenschaften verloren, dafür eine neue Funktion
in der Zelle übernommen haben.
Diese Hypothese scheint sehr wahrscheinlich und stützt sich auf zahlreiche
Fakten ab:
- Die Ribosomen der Mitochondrien und Chloroplasten haben die Grösse
von 70S.
- Mitochondrien und Chloroplasten haben eine eigene DNA,
die von der DNA des Kerns völlig verschieden ist.
- Die RNA – Sequenz der Ribosomen gleicht mehr derjenigen
der Bakterien als der der Zelle.
- Mitochondrien u. Chloroplasten vermehren sich wie Bakterien (durch
Teilung).
Die Rolle der Mikroorganismen in der Biosphäre
 Mineralisation: bearbeiten der Abfälle in der Biosphäre,
Abbau der organischen Elemente in anorganische Elemente.
Viele vom Mensch produzierte Substanzen stammen von Elementen, die in
der Natur nicht vorkommen (=Xenobiotika: können nicht oder nur teilweise
abgebaut werden).- Anfang der Nahrungskette
- Bioelementzyklus. Bakterien haben die Fähigkeit,
chemische Reaktionen durch-zuführen: Redox, Löslichkeit › Geochemie
- Quelle für
Wachstumsfaktoren, wichtige Substanzen zur Entwicklung anderer Organismen
- Gewisse Mikroorganismen können Antibiotika, d.h. inhibitorische
Substanzen, herstellen
- Symbionten
Bsp.: Bakterien leben von Zuckern, die von Pflanzen produziert werden.
Dafür
fixieren sie für die Pflanzen den Stickstoff.
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