Das Zytoskelett einer Zelle ist ein Netzwerk intrazellulärer Proteinfilamente, das die mechanische Stabilität unterstützt, Organellen verankert und an der intra- und extrazellulären Migration beteiligt ist. Das Zytosol ist die von der Zellmembran umschlossene Flüssigkeit, die die Organellen und das Zytoskelett umgibt. Es enthält zahlreiche chemische Substanzen und ist Reaktionsort vieler biochemischer Prozesse.
Das Zytoskelett besteht aus verschiedenen Proteinfilamenten, die das Zytosol durchziehen. Drei verschiedene Arten von Filamenten bilden das Gerüst, entlang dem sich molekulare Motorproteine bewegen.
Proteinfilamente
Mikrofilamente (Aktinfilamente):
Struktur:
Dünne Filamente
7 nm Durchmesser
Häufigstes intrazelluläres Protein
Doppelhelix aus zwei umeinander gewickelten Aktinpolymeren (F-Aktin)
Gerichtetes Wachstum (positives und negatives Ende)
Funktion:
Dynamische Verlängerung und Verkürzung (Treadmilling) → Zellmigration
Transportstrecke für Kurzstreckentransport durch Myosine
Mechanische Stabilität
Beispiele:
Muskelkontraktion
Zellteilung (Aktinfilamente lagern sich kreisförmig zusammen und trennen die beiden Tochterzellen voneinander durch Kontraktion)
Zellmigration von Makrophagen
Intrazelluläre Plasmaströmungen
Intermediärfilamente:
Struktur:
Mitteldicke Filamente
10 nm Durchmesser
Verschiedene Faserproteine
Funktion:
Erhaltung der Zellform
Verankerung von Organellen
Strukturkomponenten der Kernlamina
Beispiele:
Keratinfilamente schützen vor mechanischer Belastung.
Zell-Zell-Verbindungen und interzelluläre Kommunikation
Stabiler als Mikrofilamente
Stärkere Zugfestigkeit
Mikrotubuli:
Struktur:
Dickere Filamente
25 – 100 nm Durchmesser
Spiralförmige Struktur aus Alpha- und Betatubulin
Funktion:
Verankerung an den Zentriolen in der Nähe des Zellkerns
Gerichtetes Wachstum: Addition und Subtraktion von Tubulin-Untereinheiten
Intrazelluläre Transportstrecken für Motorproteine
Beispiele:
Ausbildung des Spindelapparats während der Zellteilung
Ausbildung von Zilien und Geißeln, die die Bewegung durch die extrazelluläre Matrix ermöglichen
Filamente des Zytoskeletts
Bild von Lecturio.
Fasern des Zytoskeletts
Bild von Lecturio.
Anordnung der Mikrotubuli in Geißeln und Zilien
Bild von Lecturio.
Motorproteine
Spezialisierte Proteine wandern entlang der Mikrotubuli und transportieren Organellen, Substrate oder Chromosomen innerhalb der Zelle.
Struktur:
Proteinkomplexe:
Transportvesikel
Verbindungsprotein
Motorprotein
Unterschiedliche Motorproteine je nach Transportrichtung:
Dynein bewegt sich von der Peripherie in Richtung des Zellkerns.
Kinesin bewegt sich vom Zellkern in Richtung Peripherie.
Funktion:
Umwandlung chemischer Energie in kinetische Energie
Transport von Substanzen entlang der Mikrotubuli-Transportstrecken
Wanderung des Proteinkomplexes entlang der Mikrotubuli durch ATP-Hydrolyse
Beispiele:
Wanderung entlang des Spindelapparats, um die Schwesterchromatiden während der Kernteilung voneinander zu trennen
Transport von mit Neurotransmittern gefüllten Vesikel über die Axone von Neuronen
Motorprotein, das sich entlang der Mikrotubuli bewegt
Bild von Lecturio.
Zytosol
Das Zytosol ist eine Flüssigkeit, die sich im Inneren von Zellen befindet (Flüssigkeitsmatrix):
Wasser (70 %)
Gelöste Ionen (pH 7,0 – 7,4)
Kleine Proteine
Große, wasserlösliche Makromoleküle
Umgeben von der Zellmembran
Flüssiger Bestandteil des Zytoplasmas (das Zytoplasma setzt sich aus Zytosol und Zytoskelett zusammen)
Ort verschiedener eukaryontischer Zellprozesse:
Signaltransduktion
Zytokinese
Glykolyse
Pentosephosphatweg
Proteinbiosynthese
Gluconeogenese
Transport von Metaboliten und Vesikeln
Organisationsbereiche innerhalb des Zytosols (Komponenten vermischen sich nicht zufällig):
Konzentrationsgradienten: (z. B. Calcium) können in der Nähe eines geöffneten Kanals erzeugt werden
Proteinkomplexe: Weitergabe von Substraten entlang eines Stoffwechselweges
Proteinkompartimente: räumliche Trennung von Substanzen vom Zytosol durch die Ausbildung spezifischer Proteinstrukturen (z. B. Proteasen innerhalb des Proteasoms)
Ausbildung von Mikrodomänen durch das Zytoskelett: eingeschränkte Diffusion größerer Proteine innerhalb der Zelle aufgrund des Zytoskeletts (Zytoskelett-Siebung)
Quellen
Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. (2002). Molecular Biology of the Cell. 4. Auflage. New York: Garland Science. How Cells Regulate Their Cytoskeletal Filaments. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26809/
Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. (2002). Molecular Biology of the Cell. 4. Auflage. New York: Garland Science. The Cytoskeleton and Cell Behavior. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26930/
H. Lodish, A. Berk, SL Zipursky et al. (2000). Molecular Cell Biology. 4. Auflage. New York: WH Freeman. Abschnitt 18.1, The Actin Cytoskeleton.
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Simon Veiser beschäftigt sich seit 2010 nicht nur theoretisch mit IT Service Management und ITIL, sondern auch als leidenschaftlicher Berater und Trainer. In unterschiedlichsten Projekten definierte, implementierte und optimierte er erfolgreiche IT Service Management Systeme. Dabei unterstützte er das organisatorische Change Management als zentralen Erfolgsfaktor in IT-Projekten. Simon Veiser ist ausgebildeter Trainer (CompTIA CTT+) und absolvierte die Zertifizierungen zum ITIL v3 Expert und ITIL 4 Managing Professional.
B2B Award 2022
Für herausragende Kundenzufriedenheit wurde Lecturio von der Deutschen Gesellschaft für Verbraucherstudien (DtGV) mit dem deutschen B2B-Award 2022 ausgezeichnet. In der Rubrik Kundenservice deutscher Online-Kurs-Plattformen belegt Lecturio zum zweiten Mal in Folge den 1. Platz.
B2B Award 2020/2021
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Comenius-Award 2022
In der Kategorie “Lehr- und Lernmanagementsysteme” erhielt die Lecturio Learning Cloud die Comenius-EduMedia-Medaille. Verliehen wird der Preis von der Gesellschaft für Pädagogik, Information und Medien für pädagogisch, inhaltlich und gestalterisch herausragende Bildungsmedien.
IELA-Award 2022
Die International E-Learning Association, eine Gesellschaft für E-Learning Professionals und Begeisterte, verlieh der Lecturio Learning Cloud die Gold-Auszeichnung in der Kategorie “Learning Delivery Platform”.
Comenius-Award 2019
Die Lecturio Business Flat erhielt 2019 das Comenius-EduMedia-Siegel, mit dem die Gesellschaft für Pädagogik, Information und Medien jährlich pädagogisch, inhaltlich und gestalterisch herausragende didaktische Multimediaprodukte auszeichnet.
Alexander Plath
Alexander Plath ist seit über 30 Jahren im Verkauf und Vertrieb aktiv und hat in dieser Zeit alle Stationen vom Verkäufer bis zum Direktor Vertrieb Ausland und Mediensprecher eines multinationalen Unternehmens durchlaufen. Seit mehr als 20 Jahren coacht er Führungskräfte und Verkäufer*innen und ist ein gefragter Trainer und Referent im In- und Ausland, der vor allem mit hoher Praxisnähe, Humor und Begeisterung überzeugt.