Microscopy

Light microscope (LM) TEM

Microscopes

Light microscope (LM) Transmission electronmicroscope (TEM)

Scanning electronmicroscope (SEM)

Transmission electron microscope (TEM)

NucleolusNucleus

Kernmembran

rauhes ER

glattes ER

Mitochondrium

Vesikel

Cytoplasma

Golgi Apparat

Plasmamembran

Lysosom

Cytoskelettelemente

Die tierische Zelle

Dimensionen der Zelle 2 nm

25 nm

6 nm

0.4 nm

0.8 nm

6.4 nm

Haemoglobin

Aminosäure

H2O

Plasma-membran

Ribosom

Ribosom25 nm

Mitochondrium

E. coli

200 nm

1500 nm

5500 nm

500 nm

200 nmChloroplast

500 nm

CompositionComposition of of thethe cytoskeletoncytoskeleton

• stabilization• intracellular transport• signal transduction

• actin filaments(6-10 nm)• microtubules (25 nm)• intermediate filaments (11 nm)• nano filaments (2-6 nm)

FunctionFunction of of thethe cytoskeletoncytoskeleton

associated proteins

& molecular motors&

Cytoskeletal elements differ in diameter.

Cytoskeletal elements in eukaryotes

actin filaments

6-10 nm

intermediate filaments

10-13 nm

microtubules

25 nm

nano filaments

according to Alberts et al.

Distribution of different cytoskeletal elementsin the same cell

intermediate filaments (IF)(anti-vimentin)

microtubules MT)(anti-tubulin)

actin filaments (F-actin)(rhodoamin-phalloidin)

nano filaments(e.g. centrins)

actin filamentsmicrotubules myosins

kinesinsdyneins

Motility and trafficking

Molecular motors

actin actin filamentsfilaments microtubulesmicrotubulesmicrotubulesmicrotubules

intermediateintermediatefilamentsfilaments

??

nanonano filamentsfilaments

??

Nature Reviews

Gewebetypen

Epithelgewebe

Nervengewebe Muskelgewebe

Binde- und Stützgewebe

Aufbau der Darmwand

nach Krstic 1988

Aufbau der DarmwandGewebe

Epithel

Bindegewebe

EpithelBindegewebe

RingmuskelLängsmuskel

Nervengewebe

Epithelgewebe

Epithelien in der Darmwand

BasallaminaBecherzellen(Drüsenzellen)

Schleimsekret

hochprismatische Epithelienzelle

nach Krstic 1988

Epithelgewebe

einschichtig

mehrschichtig

Plattenepithelkubisches Epithelhochprismatisches

Epithel

Basallamina basal

apikal

lateral

Extrazelluläre Matrix (ECM)

freie Oberfläche

Epithelgewebe

Oberflächen-epithelien

ein-schichtig

mehr-reihig

mehr-schichtig

mit und ohne Cilien

Oberflächenepithelien(Drüsenepithel; Sinnesepithel)

einschichtig

mehrreihig

mehrschichtigmit und ohne

Mikrovilli

Plattenepithel (z.B. Epidermis der Haut)

Unterscheidungskriterien:

kubisches Epithel(z.B. Pigmentepithel der Netzhaut)

hochprismatisches Epithel(z.B. Sammelrohr der Niere)

Verhornung?Basallamina

schließt Epithel immer ab!Krstic 1988

Funktionen von Epithelen

A. Schutz (z.B. Integument)

B. Resorption (z.B. Darmepithel)

C. Motorik - Flimmerepithel(z.B. Trachea)

D. Sekretion (z.B. div. Drüsenepithel)

E. Exkretion (z.B. Nierengewebe)

F. Gleiten (z.B. Epidermis, Integument)

G. Gasaustausch (z.B. einschichtiges Plattenepithel der Lungenaveolen)

Krstic 1988

EpithelgewebeOberflächenflimmerepithel des EileitersCilien

Cilienquerschnitt

Mikrovilli

Zentrales MT-Paar

Plasmamembran

A-B Mikrotubulipaar

Innerer Dyneinarm

äußerer Dynein-arm

Basal-körper

Basallamina

Microvilli

actin filaments

glycocalyx

plasma membrane

microvilli with core filaments

villin, fimbrin

myosin I + calmodulin

Epithelgewebe

Oberflächen-spezialisierungen

BasallaminaZell-ECM-Verbindungen

Zell-Zell-Verbindungen

Exrazelluläre Matrix (ECM)

Charakteristika

Herzmuskel

Skelettmuskel

Muskelgewebe

nach Krstic 1988

glatter Muskel

& Epithelmuskelzellen

The four classes of muscle cells in mammals

SEM micrographs

SkelettmuskelQuergestreifter Muskel

Sarkomer-Organisation(Spezialfall: Schräggestreifter Muskel (Anneliden))

Die Quergestreifte Muskelzelle ist ein Syncytium:

Zelle die durch Fusion von mehreren Zellen entsteht.

Krstic 1988

Aufbau eines Sarkomers longitudinal

ddüünnes nnes ActinfilamentActinfilament

TitinM-Banden-Protein

C-Protein

dickes dickes MyosinfilamentMyosinfilamentMyosin-Dimere

Actin-Monomer

Troponin-Komplex

Tropomyosin

Nebulin

α-Actinin

Ca2+-Regulation der Muskelkontraktion

Actin filament Troponin TropomyosinI C T

HerzmuskelQuergestreifter Muskel:

echte Sarkomere (1B)

einkernige Zellen (Kein Syncytium!)Sarkoplasmabereiche (2C) um Kern

elektrische Kopplung durch Gap-Junctions

Glanzstreifen (3C): spezielle Zell-Zellkontakte

reich kapillarisiert (5)

T-Tubulus System vorhanden (T)

längsquer

Krstic 1988

Glatte Muskelzellenkeine Querstreifung:

keine Sarkomerorganisation

einkernige Zellen (Kein Syncytium!)(meist spindelförmig)

Ring- und Längsmuskulaturder Darmwand

Krstic 1988

Kontraktion von glatten Muskelzellen

KontraktionRegulation

PhosphataseMyosin LC kinase

x Ca2+-CaM

Ca2+-CaM

“dense bodies”: α-Actinin

Actinfilamente Myosin II

Bi n

de-u

n d S

t ütz

gew

ebe

Knorpel

Knochen,Zahnzement

Zahnbein (Dentin)

konstante Form

Knorpelgewebe

Knochen

Binde-

Bindegewebe:

Binde- und Stützgewebe

BlutzellenFettzellen

Stützgewebe:

faseriges Bindegewebe:lockeres („Füllmaterial“)straffes (Sehnen)

Blut

mesodermaler Ursprung, recht heterogene Zusammensetzung

Krstic 1988

Bin

d e-u

n d

S tüt

z ge w

e be1 Ectoderm

2 Endoderm

3 Mesoderm

Glatte Muskelzellen

Hämocytoblasten

Fibroblasten

Osteoblasten

Osteocyten

Odontoblasten (Ectoderm)

Chondrocyten

OsteoclastenMastzellen

Fettzellen

Macro-phagen

Endothel-zellen

Knochengewebe

Knorpelgewebe

Blutzellen

Fett

Bindegewebe

Krstic 1988

Lockeres, faseriges Bindegewebe

Bindegewebe in der Darmwand

Fettzellen

Blutkapillare mit Endothelzelleund Erythrocyten

Fibroblast

Kollagenfaser

Elastische Faser

retikuläre Faser

Nervenfaser

MonocytKrstic 1988

NervengewebeZentralnervensystem peripheres

Nervensystem

z.B. Großhirn, Kleinhirn, Rüchenmark

z.B. Spinalganglien

AUERBACHscher Plexus

MEISSNERscher Plexus

Nervengewebe in der Darmwand:

Krstic 1988

NervengewebeNervenzellen

Gliazellen

AstrozytenSchwannsche Zelle

Oligodendrocyten

Das Neuron: Perikaryon - Dendriten - Axone

nach Kandel et al. 1995