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4.5: Zytoplasma
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PROTOKOLLE

4.5: Zytoplasma

Das Cytoplasma besteht aus Organellen, einer wässrigen Lösung, die als Zytosol bezeichnet wird, und einem Gerüst aus Proteingerüsten. Dieses Proteingerüst stellt das so genannte Zytoskelett dar. Das Zytosol ist eine reichhaltige Mischung aus Ionen, kleinen organischen Molekülen wie Glucose und Makromolekülen wie Proteinen.Im Cytoplasma finden verschiedene zelluläre Prozesse wie die Proteinsynthese statt.

Die Zusammensetzung des Cytosols fördert die Proteinfaltung so, dass hydrophobe Aminosäureseitenketten von der wässrigen Lösung weg und zum Proteinkern hin ausgerichtet sind. Jedoch verursachen zelluläre Stressoren wie Alterung und Veränderungen des pH-Wertes, der Temperatur oder der Osmolarität Fehlfaltungen der Proteine. Falsch gefaltete Proteine können sich zu unlöslichen Ablagerungen im Cytoplasma aggregieren. Unlösliche Proteinaggregate sind an neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson und amyotropher Lateralsklerose beteiligt.

Die Zusammensetzung und Funktion des Zytoskeletts

Das eukaryontische Zytoskelett besteht aus drei Arten von Filamentproteinen: Mikrotubuli, Mikrofilamente und Zwischenfilamente.

Mikrotubuli stellen den größte Filamenttyp dar. Sie bestehen aus dem Protein Tubulin. Mikrotubuli sind dynamische Strukturen, die durch Hinzufügen oder Entfernen von Tubulinmolekülen an den Enden ihrer Stränge wachsen oder schrumpfen können. Sie sorgen für strukturelle Stabilität und bieten Spuren für den Transport von Proteinen und Vesikeln innerhalb der Zelle. Darüber hinaus spielen Mikrotubuli bei der Zellteilung eine entscheidende Rolle, indem sie einen Rahmen bilden, der die Chromosomen zu den gegenüberliegenden Enden der Zelle führt.

Die Mikrofilamente sind der kleinste Typ von Zytoskelettfilamenten und bestehen aus einem Protein namens Aktin. Aktin-Filamente können sich schnell zusammensetzen und wieder auseinanderbauen. Daher ermöglichen sie die Bewegung in Einzellern wie Amöben oder die Wanderung von weißen Blutkörperchen zu Infektionsorten. In Skelettmuskelzellen gleiten die Aktin-Filamente entlang der Myosin-Filamente und sorgen für die Muskelkontraktion.

Zwischenfilamente sind nicht so dynamisch wie Mikrotubuli oder Aktin-Filamente. Sie bieten eine strukturelle Unterstützung und bestehen aus verschiedenen Arten von Proteinen, die auf den spezifischen Zelltyp abgestimmt sind. Zum Beispiel enthalten Zwischenfilamente in Haaren und Nägeln Keratin, während Muskelzellen Desmin enthalten.


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