Icon klein 2.jpg (16591 Byte)                                 www.biologe.de

 

Cytologie:

Protoplasma: Cytoplasma und Kern; Substanz der Zelle

Mitoplasma: artfremdes Plasma in den Mitochondrien (Endosymbionten-Hypothese)

Plasmamembran: (Plasmalemma).ca. 10 nm dick. Zwischen den Membranen versch. Organellen besteht ein enger Zusammenhalt (Membranfluß); z.B. Kernmembran, ER, Golgi-Apparat, Vesikel; Plasmalemma

Grundlegender Bestandteil ist eine Doppelschicht polarer Lipidmoleküle (Phospholipide, Glykolipide, Cholesterin). Kurze oder stark ungesättigte Fettsäuren vermindern die Viskosität der Membran, da sie keine Bindungen zu den Kohlenstoffketten benachbarter Lipidmoleküle aufbauen und dadurch die Viskosität der Membran erhöhen. Ca. 50% der Membranmasse machen Proteine aus. Am weitesten verbreitet unter den Lipidmolekülen sind die Phospholipide (Phosphatidylcholin, Sphingomyelin, Phosphatidylserin, Phosphatidylethanolamin). Sie bestehen aus einer polaren Kopfgruppe und zwei hydrophoben Kohlenwasserstoff-Schwänzen. Einer der Schwänze besitzt normalerweise eine oder mehrere cis-Bindungen, der andere hingegen nicht. Durch diese Doppelbindungen kommt es im hydrophoben Schwanz zu einem Knick. Die hydrophoben Schwänze haben auch unterschiedliche Länge, meist enthalten sie 14 bis 24 Kohlenstoffatome. Die Unterschiede in Länge und Sättigungsgrad der Fettsäuren-Schwänze sind von besonderer Bedeutung, weil sie die Fähigkeit der Phospholipid-Moleküle beeinflussen, sich dicht aneinanderzulagern. Sie verändern dadurch die Fluidität der Membran. Lipidmoleküle können in folgender Weise in der Membran bewegt werden. Lateral können sich die Moleküle sehr schnell bewegen. Außerdem kann es zu Rotationen und zu Krümmungen der einzelnen Moleküle kommen. Ein sogenannter Flip-Flop, also ein Wechsel eines Moleküls von der einen Schicht in die andere kommt äußerst selten vor. Da das ER bei der Herstellung neuer Membranen nur eine Einzelschicht erzeugt, ist dieser Vorgang aber nötig. Durch die Phospholipid-Translokatoren, einer Klasse membrangebundener Enzyme im ER, wird dieses Problem gelöst. Die Fluidität der Lipid-Doppelschicht hängt sowohl von der Temperatur als auch von ihrer Zusammensetzung ab. Durch Anbindung der starren planaren Steroidringe des Cholesterols an die hydrophoben Kohlenstoffketten der Lipidmoleküle kommt es zu einer Verminderung deren Beweglichkeit. Die Lipidzusammensetzung beider Schichten ist unterschiedlich. So findet man bei menschlichen Erythrozyten nahezu alle Lipidmoleküle, die in ihrer Kopfgruppe Cholin besitzen in der äußeren Hälfte (Phosphatidylcholin, Sphingomyelin). All jene, die eine terminale primäre Aminogruppe besitzen, (Phosphatidylethanolamin und Phosphatidylserin) in der inneren Hälfte der Doppelschicht. Da sich das negativ geladene Phosphatidylserin in der inneren Einzelschicht befindet, gibt es zwischen den beiden Hälften der Doppelschicht einen deutlichen Ladungsunterschied. Diese Polarität wird bei der Membransynthese im ER durch die Proteintranslokatoren aufgebaut. Glykolipide sind ausschließlich auf der Außenseite zu finden. Die Zuckergruppen liegen auf der Zelloberfläche frei. Diese Asymmetrie kommt dadurch zustande, daß sich diese Zuckermoleküle im Lumen des Golgi-Apparates an die Lipide heften. Bei der Exocytose gelangen diese dadurch an die Zelloberfläche. Zu den Glykolipiden gehören auch die Ganglioside, welche Oligosaccharide mit einem oder mehreren Sialinsäureresten besitzen. Durch diese erhalten die Ganglioside eine negative Gesamtladung. Ganglioside sind vor allem bei Nervenzellen zu finden und dienen möglicherweise der elektrischen Isolierung.

Hohe [Ca2+] erhöhen die Packungsdichte der Lipide und bewirken so eine Abnahme der Fluidität und Permeabilität der Membran.

Membranproteine: Der Gehalt an Membranproteinen kann sehr stark variieren (25% bei Myelinmembranen und 75% bei der inneren Mitochondrienmembran). Ebenso wie die Membranlipide, sind auch die Membranproteine sehr häufig mit Oligosacchariden versehen. Die äußere Zelloberfläche besteht somit zu einem großen Teil aus Kohlenhydraten, die eine sogenannte Glykokalyx (Cell Coat) um die Zelle bilden. Periphere Proteine sind über eine oder mehrere kovalente Bindungen an der Membran verankert. Es kann auch vorkommen, daß periphere Proteine über nicht-kovalente Bindungen mit integralen Proteinen verknüpft sind. Von integralen Proteinen glaubt man, daß die Membran-durchspannenden Polypeptidketten-Segmente in Form einer a -Helix die Membran durchspannt wird. Durchspannt das Polypeptid die Membran nur einmal, so spricht man von "single-pass"-Transmembranproteinen. Wird die Lipidschicht dagegen mehrfach durchquert, so nennt man sie "multi-pass"-Transmembranproteine.

Carrier: Molekül, das die zu transportierende Substanz auf der einen Membranseite bindet, unter Konformationsänderung zur anderen transportiert und dort in das wäßrige Medium entläßt. Manche Carrier transportieren Moleküle eines Typs in einer Richtung (Uniports), andere arbeiten als Co-Transport-Systeme, d.h. der Transport einer Molekülart hängt vom gleichzeitigen oder nachfolgenden Transport einer zweiten Molekülart ab. Diese beiden Moleküle können in gleicher Richtung (Symport) oder entgegengesetzt (Antiport) transportiert werden. Alle Kanalproteine und viele Carrier-Proteine gestatten gelösten Molekülen den Membrandurchtritt nur passiv, entlang des Gefälles, ein Vorgang, den man Passiven Transport nennt. Entgegen einen Gradienten funktioniert der Transport nur aktiv, also ATP-abhängig. Diese Art des Transportes wird nur von Carriern vollzogen.

Kernhülle: Die Kernhülle besteht aus 2 Doppelmembranen. Die innere Kernmembran enthält spezifische Proteine, die als Bindestelle für die filzähnliche Kernlamina dienen, die die Kernmembran stützt. Die äußere Kernmembran umgibt die innere und ähnelt sehr der Membran des rauhen ER. Auch die Kernmembran ist mit Ribosomen bestückt. Die Kernmembran geht in das ER über. Über die Kernporen kommt es zu einem starken Austausch von Substanzen, die im oder außerhalb des Kernes gebildet werden. Jede Kernpore besteht aus einer komplizierten Struktur, die als Kernporenkomplex bezeichnet wird. Jeder Porenkomplex enthält einen oder mehrere offene wäßrige Kanäle, durch die wasserlösliche Moleküle, die nicht zu groß sind, passiv diffundieren können. Moleküle, die für den Transport durch diese Poren zu groß sind, aber für die Funktion der Zelle unerläßlich sind (z.B. Ribosomenuntereinheiten/RNA-Polymerase), werden über spezifische Rezeptormoleküle, die sich im Kernporenkomplex befinden gebunden und mit Hilfe dieses Komplexes aktiv durch die Kernmembran transportiert. Proteine besitzen oft Lokalisierungssignale, die ihnen erhalten bleiben und aus einer Peptidsequenz bestehen. Durch diese Signale kommt es dann zu einem gezielten Transport dieser z.B. in den Kern. Da die Signale erhalten bleiben, können die Proteine mehrmals zum Zielort transportiert werden, was zum Beispiel nach der Mitose im Falle des Kerns nötig ist.

Moleküle, die die Membran nicht passieren können entfalten ihre Wirkung zum Teil über Transmembranrezeptorproteine. Diese stehen im Allgemeinen in Zusammenhang mit einem 2., in der Membran befindlichen Molekül, das ein Enzym ist und intrazelluläre Vorgänge auslöst. Oft liegt der Fall vor, daß ein Rezeptorprotein durch die Einwirkung des Liganden durch einen bestimmten Endocytosevorgang ins Innere der Zelle verlagert wird.

Weitere Bestandteile der Membran sind Kohlenhydrate, oft Komponenten von Glykoproteinen und Glykolipiden. In der Membran verankerte große Glykoproteine können aus ihr herausragen und an ihrer Oberfläche eine besondere Schicht aufbauen (Glykocalyx), die eine Rolle spielt beim Aneinanderhaften von Zellen, bei ihrem gegenseitigen Erkennen, bei immunologischen Vorgängen, bei der Bindung von Stoffen usw. .

Grundcytoplasma: Konzentrierte wäßrige Lösung vorwiegend globulärer Proteine, die zum großen Teil Enzyme darstellen. In das Grundcytoplasma können Reservestoffe (Glykogen, Lipide) eingelagert sein, in ihm findet die Synthese wichtiger Stoffe wie Aminosäuren, Fettsäuren und Monosaccharide statt, in ihm befindet sich das Cytoskelett, schließlich enthält es Ribosomen, die Orte der Proteinbiosynthese.

Endoplasmatisches Reticulum: Lockeres Netzwerk von Zisternen, die einen Durchmesser von 40-70 nm besitzen und von einer Membran begrenzt werden. Das rauhe ER ist außen mit zahlreichen Ribosomen besetzt, an denen die Synthese für Membran- und Exportproteine stattfindet. Diese Ribosomen haben einen Durchmesser von 30 nm, sind membrangebunden oder liegen frei im Cytoplasma vor. Im Grundplasma tierischer Zellen treten sie als 80-S-Ribosomen auf (S = Sedimentationskonstante in Svedberg), in Mitochondrien sind sie kleiner (70 S). Sie bestehen aus 2 Untereinheiten, die unter Mitwirkung von Mg2+ zusammengehalten werden. Polypeptidketten werden während ihres Wachstums durch die ER-Membran in das Innere der Zisternen geschoben, wo sie dann weitertransportiert werden. Proteine, die entweder während der Translation (co-translational), bzw. nach der Translation (post-translational) in das Lumen der ER transportiert werden, falten und assoziieren sich im Lumen des ER. Nur Proteine mit einem speziellen hydrophoben Signalpeptid werden in das Lumen des ER transportiert.

Das glatte ER ist in Leberzellen der Wirbeltiere für Entgiftungsvorgänge sowie den Lipidstoffwechsel von Wichtigkeit. In den Gonaden sowie der Nebennierenrinde ist das glatte ER mit dem Aufbau von Steroidhormonen eng verknüpft und bildet schließlich in den resorbierenden Zellen des Darmepithels ein Transportsystem für Lipide und in den Belegzellen des Magens für Chloridionen.

Proteine, die vom ER über den Golgi-Apparat zur Zelloberfläche gelangen brauchen hierfür kein besonderes Signal. Jedes Protein, das ins ER gelangt, wird unkontrolliert durch den Golgi-Apparat zur Zelloberfläche transportiert; es sei denn, das Protein trüge Signale, die es umleiten würden.

Golgi-Apparat: Membransystem aus Ansammlung flacher Zisternen, die von unterschiedlich großen Vesikeln umgeben sind. Jedes einzelne dieser Systeme wird Dictyosom genannt. Diese liegen i.a. morphologisch und funktionell zwischen dem ER und der Plasmamembran. Diese meist proximal (cis/Bildungsseite) konvex aufgebauten Organellen dienen der Weiterverarbeitung der durch das rauhe ER aufgebauten Substanzen, welche über Vesikel in die Dictyosomen gelangen. Von der distalen, meist konkaven Seite (trans/Reifungsseite) werden membranumschlossene Vesikel abgeschnürt. Die Membran der Dictyosomen ist proximal meist dünner (6nm), distal dagegen dicker (10nm). In vielen Zellen sind die Zisternen um die Centriolen herum ausgebildet, die zusammen mit Mikrotubuli und Filamenten die Centrospäre bilden. Eine Hauptfunktion des Golgi-Apparates liegt in seiner Beteiligung am Sekretionsvorgang. Im ER synthetisierte Produkte können zum und durch den Golgi-Apparat hindurch transportiert werden (Vesikelfluß) und schließlich auf der distalen Seite kondensiert und in Sekretgranula verpackt werden. Diese wandern dann auf die Plasmamembran zu, mit der ihre Membran verschmilzt. Während der Wanderung durch den Golgi-Apparat werden die Produkte des ER verändert. Das große Proinsulin wird zum kleineren Insulin umgewandelt, Zuckerkomponenten von sekretorischen Glykoproteinen können verändert werden, Zuckerverbindungen oder Sulfatgruppen können an Proteine angefügt werden, Phosphorylierung kann erfolgen. Im Golgi-Apparat werden die im ER synthetisierten lysomalen Enzyme aussortiert und in Lysosomen verpackt.

Mitochondrien: Rundlich oder fädig, oft 0,3 - 5 µm lang. Sie werden von einer äußeren Membran begrenzt. Auf einen 8nm breiten Spalt folgt nach innen die innere Mitochondrienmembran, die sich in Form von Röhren (Tubuli), Falten (Cristae) oder Säckchen (Sacculi) in das Lumen wölbt. Der Durchmesser beider Membranen beträgt ca. 6nm. Der Raum zwischen beiden Membranen wird intermembranöser Raum genannt. Innen- und Außenmembran sind deutlich verschieden. Erstere ist z.B. Träger der Atmungskette und der an diese gekoppelten oxidativen Phosphorylierung und enthält Cardiolipin, letztere besitzt Cholesterin, welches der Innenseite fehlt. Die äußere Membran enthält u.a. Monoaminoxidase, welches Catecholamine inaktiviert. Sie ist relativ starr und durchlässig, während die Durchlässigkeit der inneren gering ist und speziellen Kontrollmechanismen unterliegt; an ihr bauen sich mittels der Elektronentransportkette ein Protonengradient und ein elektrisches Potential auf, die einem zeitweiligen Energiespeicher entsprechen, der gebraucht wird, um ATP aufzubauen. In aktiven Zellen kommt eine größere Anzahl an Mitochondrien vor. Dabei erkennt man auch eine größere Komplexität an Einfaltungen.

Lysosomen: Von einer Membran umgebene Organellen, die durch ihren niedrigen pH sowie ihre Enzyme, insbesondere saure Hydrolasen, charakterisiert sind. Ihre Hauptfunktion besteht im Abbau von in die Zelle aufgenommenen Partikeln, z.B. Bakterien (Heterophagie), sowie in der Verdauung eigener, verbrauchter Zellorganellen (Autophagie). Sie entstehen typischerweise im Golgi-Apparat. Wenn die neugebildeten Lysosomen (primäre Lysosomen) mit abzubauenden Substanzen zusammentreffen bzw. sich mit einer Vakuole (Phagosom) verbinden, die einen Fremdkörper aufgenommen hat, verändert sich ihre Binnenstruktur (sekundäre Lysosomen). Von einigen Substanzen (z.B. Vitamin A) ist bekannt, daß sie die Durchlässigkeit der Lysosomenmembran beeinflussen können. In der Schilddrüse erfolgt in Lysosomen die Freisetzung von T3 und T4 aus dem Thyroglobulin. In vielen Zellen spielt das lysosomale System eine regulierende Rolle im Stoffwechsel, indem es die mit Liganden besetzten Endozytosebläschen aufnimmt, die Liganden weiterverarbeitet und die Rezeptoren mit der zugehörigen Membran in Form von kleinen Bläschen wieder zur Plasmamembran entläßt.

Peroxisomen: Von einer Elementarmembran umgebene Zellorganellen, die besonders häufig in der Leber und der Niere von Wirbeltieren vorkommen. Sie sind vermutlich selbstreplizierend und enthalten verschiedene Enzyme (z.B. die Katalase, welche H2O2 zerstört), die an freien Ribosomen gebildet werden. Peroxisomen führen Oxidationsreaktionen mit molekularem Sauerstoff aus, d.h. sie entziehen organischen Substanzen mit Hilfe von molekularem Sauerstoff Wasserstoffatome. Dabei entsteht Wasserstoffperoxid, das für weitere Oxidationen verwendet wird. Solche Oxidationen sind insbesondere in Leber und Niere im Rahmen von Entgiftungsprozessen von Bedeutung. Der Überschuß von H2O2 wird von der Katalase beseitigt, die bis zu 40% des Proteins in den Peroxisomen ausmacht.

Centriolen: Centriolen sind zylinderförmige Körper, die meist in Zweizahl vorkommen und mit ihren Längsachsen senkrecht zueinander stehen. Die Wände bestehen aus 9 Sätzen von Mikrotubuli; die einzelnen Sätze enthalten meist drei eng miteinander verbundene Mikrotubuli (Tripletts). Von Centriolen geht die Bildung der Basalkörper von Cilien und der Mikrotubuli der Kernteilungsspindel aus. Centriolen sind mit einer amorphen Masse assoziiert; die Gesamtheit wird als Centrosom bezeichnet.

Pinocytose: Beginnt in spezialisierten Bereichen der Plasmamembran, den Clathrin-coated Pits, welche in der Regel ca. 2% der Gesamtfläche der Plasmamembran einnehmen. So entstehen durch Einstülpung Clathrin-coated Vesicles. Dabei handelt es sich also um auf der Cytoplasmaseite von einem feinen Belag aus dem Protein Clathrin bedeckte Vesikel der Pinocytose. Nach Ausbildung der Bläschen löst sich das Clathrin von der Vesikelmembran und kehrt zur Zellmembran zurück. Solche clathrinbedeckten Bläschen transportieren Stoffe in die Zelle, die zuvor an bestimmte Rezeptormoleküle der Plasmamembran gebunden wurden. Die coated Pits dienen der Anreicherung bestimmter extrazellulärer Makromoleküle vor der Aufnahme.

Cytoskelett: Die vielfältigen Aktivitäten des Cytoskeletts hängen von 3 Haupttypen von Proteinfilamenten ab: den Actin-Filamenten, den Mikrotubuli und den Intermediärfilamenten. Jeder Filamenttyp setzt sich aus anderen Protein-Monomeren zusammen. Actin bildet die Actin-Filamente, Tubulin baut die Mikrotubuli auf, und eine Familie verwandter fibrillärer Proteine, darunter Vimentin und Lamin, liefert die Bausteine für die Intermediärfilamente. Actin und Tubulin sind in der Evolution der Eukaryonten besonders stabil geblieben; ihre Proteinfilamente binden vielfältige Zubehör-Proteine, die das gleiche Filament in die Lage versetzen, in einzelnen Bereichen der Zelle verschiedene Aufgaben zu erfüllen. Einige dieser Zubehörproteine koppeln die Filamente untereinander oder mit anderen Zellbestandteilen wie der Plasmamembran. Andere steuern Geschwindigkeit und Ausmaß der Polymerisation und legen auf diese Weise fest, wann und wo Actin-Filamente und Mikrotubuli in der Zelle zusammengebaut werden. Wieder andere sind Bewegungsproteine, die ATP hydrolysieren und dabei Kraft und gerichtete Bewegung entlang dem Filament erzeugen.

Tight junctions (Zonula occludens): Nur im Bereich der tight junction, einem typischen Zellkontakt in Epithelien, liegen die benachbarten Zellmembranen direkt aneinander, und zwar in Form von Leisten, die anastomosieren können und mehr oder weniger parallel zur Epitheloberfläche verlaufen. Die benachbarten Membranen werden durch Stränge von Transmembranverbindungsproteinen zusammengehalten. An einer Zonula occludens wird der Interzellularraum versiegelt, so daß der Stofftransport durch diesen Raum hindurch unterbunden wird.

Desmosom (Macula adhaerens): Die punktförmigen Desmosomen dienen dem mechanischen Zusammenhalt der Zellen (Zell-Zell-Adhäsion) und der Verankerung intermediärer Filamente. Die Zellmembranen der benachbarten Zellen bleiben im Bereich dieser Zellkontakte annähernd durch den üblichen oder etwas erweiterten Interzellularspalt getrennt, der hier Transmembran-Glykoproteine (Cadherine) enthält. Wahrscheinlich sind die benachbarten Zellmembranen im Bereich einer Macula adhaerens sogar durch komplizierte Filamente verbunden. Zellumenwärts sind diese Zellkontakte durch das Protein Desmoplakin gekennzeichnet, nach den Cytokeratinen in verschiedenen Epithelien das häufigste Protein. Die Zonula adhaerens (intermediäre Junktion) läuft als Band um die Zellen. Sie koppelt Aktinfilamente der Zelle über Integrine an die extrazelluläre Matrix. Gürteldesmosomen liegen in der Nähe der Zellspitzen, unmittelbar unterhalb der Tight junction.

Gap junctions (Macula communicantes, Nexus): Diese sind physiologisch von besonderer Bedeutung. Die Zellmembranen nähern sich hier auf 2-4 nm (normaler Abstand zwischen 2 Zellen ca. 20nm). In dieser Zone der Annäherung findet man punktförmige Regionen, in denen die benachbarten Zellen direkt in Kontakt kommen und über freie Kanäle miteinander kommunizieren. Über diese etwa 1,5 nm weiten Kanäle können kleine Moleküle ausgetauscht werden. Die Kanäle bestehen aus Transmembranproteinen, welche Strukturen bilden, die man Connexone nennt. Man findet gap junctions u.a. zwischen glatten Muskelzellen, Herzmuskel- und vielen Epithelzellen. Gap junctions können rasch auf- und abgebaut werden.

Basales Labyrinth: Das basale Labyrinth besteht aus schmalen, tiefen Einfaltungen der basolateralen Plasmamembran und findet sich insbesondere in Epithelzellen, in denen sich ein aktiver Flüssigkeitstransport abspielt. Die apikale Zellmembran vieler resorbierender, aber auch anderer Zellen, besitzt z.T. dicht stehende, fingerförmige Plasmaausstülpungen, die Mikrovilli genannt werden. Sie enthalten in vielen Zellen Aktin und basal Myosin und vermögen wohl geringe Bewegungen auszuführen. Kinocilien (=Cilien, Wimpern, Geißeln) sind lange, bewegliche Fortsätze der Zelloberfläche, die in allen Tiergruppen ähnlich aufgebaut sind. Ihre Oberfläche wird vom Plasmalemma gebildet, im Inneren liegen peripher meist 9 Mikrotubuluspaare. Ein Partner (A-Tubulus) besteht aus 13, der andere (B-Tubulus) aus 10 Protofilamenten; im Zentrum finden sich zwei getrennte Mikrotubuli, die von einer Zentralscheide umgeben werden. Diese stehen über Radialspeichen mit den A-Tubuli in Verbindung. Die Dynein-Arme treten mit dem nächsten Mikrotubulus-Paar in Wechselwirkung und bewirken die Krümmung der Cilie. Die Nexine verbinden die Tubuluspaare und setzen ihrem Gleiten elastischen Widerstand entgegen. Basal laufen die peripheren Tubuli meist in den Zellkörper und bilden einen zylinderförmigen Basalkörper (=Kinetosom), während die zwei zentralen Tubuli oft an einer horizontal gestellten Basalplatte enden. Basalkörper gehen aus Centriolen hervor und bestehen wie diese aus neun Sätzen zu je drei Mikrotubuli.

Kohlenhydrate: Glykosaminoglykane, Proteoglykane (Mucopolysaccharide) Hyaluronsäure bilden komplizierte Kohlenhydrate, die die nicht-fibrillären Komponenten der interzellulären Grundsubstanz aufbauen. Hyaluronsäure, ein lineares Polysaccharid von hohem Molekulargewicht, kann in Lösung auftreten, z.B. in der Gelenkflüssigkeit, wo sie für deren Viskosität verantwortlich ist. Sie kann auch zentrale fädige Strukturen von hochmolekularen Komplexen sein, in denen ihr zahlreiche Proteoglykane seitlich angelagert sind. Solche Komplexe bauen wesentliche Teile der Grundsubstanz von Binde- und Knorpelgewebe auf. Die Proteoglykane bestehen ihrerseits aus einer zentralen Polypeptidkette, der seitlich Glykosaminoglykane (z.B. Chondroitinsulfat) anliegen.

Proteine: Es werden 2 Protein-Gruppen unterschieden: Skleroproteine und globuläre Proteine. Zu den Skleroproteinen gehören die unlöslichen Stütz- und Gerüstproteine, z.B. das Keratin der Haare, Nägel und Federn sowie Kollagen, Myosin und Seidenfibroin. Diese Proteine besitzen eine Faserstruktur und bestehen oft aus Ketten, z.B. a -Helices, die, wie beim a -Keratin der Haare, geordnet nebeneinander liegend, zu einem Seil verdreht sind. Die Globulären Proteine (=Sphaeroproteine) sind lösliche und oft mehr oder minder kugelige Gebilde mit vielen hydrophilen Seitenketten an ihrer Oberfläche. Hier liegen polare geladene Gruppen, so daß diese Proteine in wäßriger Lösung mit einer Hydrathülle umgeben sind. Zu den globulären Proteinen gehören auch die Histone. Proteine können mit einem Nichtproteinanteil (prosthetische Gruppe) Komplexe bilden. Beispiele sind Lipo- und Glykoproteine.

Lipide: Unter diesem Begriff vereint man Stoffe, die in nicht- oder schwach polaren Reagentien löslich sind. Zu den Lipiden kann man zählen: Glyceride (z.B. Triglyceride als Brennstoffspeicher, aus Glycerin und drei Fettsäuren verestert), freie Fettsäuren (zirkulierende Brennstoffe), Lipoproteine (Transportkomplexe von Lipiden und Proteinen), Phospholipide (Bestandteile von Zellmembranen und oberflächenaktiven Filmen, wie z.B. in den Lungenalveolen, Ester des Glycerins, die 2 Fett- und eine Phosphorsäure enthalten), Sphingolipide (Membranbestandteile), Sterole (Membranbestandteile und mit Hormonfunktionen, Cholesterin, Nebennierenrindensteroide, Geschlechtssteroide, Vitamin D), Carotinoide (Pigmente, Vitamin A), Prostaglandine (Regulatormoleküle). Nach einer anderen Einteilung lassen sich nichtpolare und polare Lipide unterscheiden. Um in Mitochondrien zu gelangen, benötigen langkettige nichtpolare Fettsäuren ein Transportsystem (Carnitin-Transferase), kurz- und mittelkettige Fettsäuren durchdringen die Mitochondrienmembran ohne solche Träger. Freie Fettsäuren sind an Albumine gebunden, für Vitamin A existiert ein spezielles Träger-Protein. Triglyceride, Cholesterinester und Carotinoide (nichtpolare Lipide) befinden sich im Inneren von große kugeligen Lipoproteinen; sie werden von einer Schicht polarer Lipide (meist Phospholipide und Cholesterin) sowie Proteinen bedeckt.

Calmodulin: Calcium-bindendes Protein. Cytoplasmatischer Calciumrezeptor, der, je nach Beladung mit Ca2+, unterschiedliche Konformationen einnehmen und dadurch mit unterschiedlichen Proteinen interaggieren kann.

Prinzipien der zellulären Signalübermittlung: Die Kommunikation zwischen Zellen ermöglicht unter anderem die genaue Lokalisation von Zellen in mehrzelligen Lebewesen und die Bestimmung und Anpassung der Aufgabenverteilung beteiligter Zellen. Höhere Zellen verfügen über Hunderte verschiedener Signalmolekül-Arten. Dazu gehören Proteine, kleinere Peptide, Aminosäuren, Nukleotide, Steroide, Retinoide, Fettsäurederivate und sogar lösliche Gase (NO oder CO). Die meisten Signalmoleküle verlassen die signalisierende Zelle über Exozytose, andere über Diffusion durch die Plasmamembran. Andere bleiben an der Zelloberfläche gebunden und sind somit auf Zellkontakte zur Signalübermittlung angewiesen. Die Zielzelle antwortet auf die Signale mit Hilfe eines spezifischen Rezeptors. Dabei handelt es sich um Transmembranproteine, die bei einer Aktivierung durch den Liganden eine Signalkaskade auslöst, welche zu einer Verhaltensänderung der Zelle führt. Es kommt auch vor, daß sich der entsprechende Rezeptor innerhalb der Zelle befindet. Der Ligand muß also die Zellmembran passieren um ihn zu aktivieren. Aus diesem Grund muß er hydrophob und klein genug sein, um sie zu passieren. Signalmoleküle, die aus einer Zelle ausgeschleust werden, können an einen weit entfernten Wirkort gebracht werden, oder, als sogenannte lokale Mediatoren, nur auf Zellen wirken, die sich in unmittelbarer Nähe der signalisierenden Zelle befinden. Dieser Prozeß wird als parakrine Signalübertragung bezeichnet. Weitere Signalprozesse sind der synaptische und der endokrine Signalübertragungsweg. Der letztere Weg beschreibt die Übertragung von Hormonen in den Blutkreislauf. Die hier genannten Möglichkeiten der Signalübermittlung spielen sich zwischen verschiedenen Zelltypen ab. Es ist aber auch möglich, daß Zellen Signale an Zellen des gleichen Typen übermitteln. In diesem Fall spricht man von autokriner Übertragung.

Gewebe: Verbände gleichartig differenzierter Zellen und ihre Abkömmlinge. Es werden 4 Grundgewebe unterschieden: Epithel-, Binde-, Nerven- und Muskelgewebe

Epithelgewebe: Alle zellulären Schichten, die Oberflächen und Hohlräume auskleiden, werden Epithelien genannt. Sie bestehen aus dicht beieinanderliegenden Zellen, die durch Kontaktstrukturen miteinander verbunden sind, und die eine polare Differenzierung in Zellapex und Zellbasis aufweisen. Sie enthalten keine Blutgefäße.