Zelldifferenzierung [Stammzellen, totipotent, pluripotent, unipotent) - [Biologie, Oberstufe]

In diesem Video werden wir uns mit der Zelldifferenzierung beschäftigen - einem Vorgang, bei dem sich aus ursprünglich identischen Zellen sehr unterschiedliche Zelltypen differenzieren - bzw. entwickeln. Welche Zellen sind es, die in der Lage sind, sich zu unterschiedlichen Zelltypen zu differenzieren und welche verschiedenen Zelltypen gibt es überhaupt und welche Funktion erfüllen sie?
Die Zellen von uns Menschen - sowie auch die von allen anderen Wirbeltieren - sehen keinesfalls alle gleich aus. Im Gegenteil: Je nachdem, wo wir uns im menschlichen Körper die Zellstruktur von Gewebe angucken, fällt auf, wie unterschiedlich diese Zellen in ihrem Aufbau sind. Wie ihr gleich noch sehen werdet: Die Struktur einer Zelle ist eng an ihre Funktion geknüpft. Oder anders formuliert: Der ganz bestimmte Aufbau einer Zelle ermöglicht überhaupt erst ihre Funktion.
Schauen wir uns die spezialisierten Zelltypen und ihre Funktionen mal genauer an. Muskelzellen sind die Motoren unseres Körpers. Eine Muskelzelle ist in der Lage, zu kontrahieren - sich zusammenzuziehen. Egal, ob ihr mit einer Hantel trainiert oder einfach nur aus einem Glas trinkt - bei beiden Vorgängen ziehen sich die Zellen der quergestreiften Skelettmuskulatur zusammen und verkürzen sich - dadurch ermöglichen sie Bewegung und Kraft. Skelettmuskelzellen, die auch als Muskelfasern bezeichnet werden, sind nicht nur langgestreckt, sie sind auch vollgepackt mit sogenannten Myofibrillen - dünnen Fasern aus spezialisierten Proteinen, unter anderem Aktin und Myosin, die für die Kontraktion verantwortlich sind. Immer dann, wenn ihr mit einer Hantel euren Arm beugt und den Bizeps anspannt, gleiten die Aktinfilamente über die Myosinfilamente, wodurch sich das Sarkomer - die funktionelle Einheit einer Myofibrille verkürzt und der Muskel zusammenzieht. Genau die gegenteilige Bewegung der Aktinfilamente sorgt wiederum dafür, dass sich die Muskelzellen auch wieder entspannen. Ihr seht also: Der ganz spezifische Aufbau der Muskelzelle ermöglicht also ihre Funktion, sich zu kontrahieren und wieder zu entspannen.
Ein weiterer Zelltyp sind Nervenzellen, auch Neuronen genannt. Nervenzellen sind die Informationsüberträger im Körper. Euer Gehirn ist in der Lage, in Sekundenschnelle die Informationen dieses Videos zu verarbeiten, sodass ihr euch theoretisch währenddessen Notizen machen könnt. Betrachten wir uns die Nervenzellen in unserem Gehirn, fällt ihr länglicher Aufbau auf. Die Struktur einer Nervenzelle, mit einer Vielzahl an Dendriten ausgestattet zu sein, ermöglicht ihr, dass sie mit einer Vielzahl weiterer Nervenzellen in Kontakt treten kann und damit auch sehr effektiv Informationen von diesen aufnehmen kann. Denn durch die vielen Verzweigungen der Dendriten wird die Oberfläche in diesem Bereich der Nervenzelle um ein Vielfaches erhöht - eine große Oberfläche, die die Kontaktaufnahme erheblich vereinfacht.
Die bikonkave Form von Erythrozyten erlaubt es ihnen, Sauerstoff sehr effektiv aufzunehmen und die Fähigkeit, sich zu verformen, erlaubt es ihnen, auch kleinste Kapillaren - die kleinsten Blutgefäße - zu durchqueren und so das Gewebe mit Sauerstoff und Nährstoffe zu versorgen.
Zellen, die den Dünndarm auskleiden, haben eine stark vergrößerte Oberfläche durch ihre zahlreichen Zellfortsätze, den sogenannten Mikrovilli. Aber auch der Dünndarm selbst ist nicht glatt, sondern besteht aus fingerförmigen Ausstülpungen, den Darmzotten, die die Oberfläche vergrößern. Darmzotten und Mikrovilli bewirken eine Oberflächenvergrößerung des Dünndarms auf etwa 200 Quadratmetern, was in etwa das zwanzigfachem unserer Körperoberfläche entspricht. Die Struktur des Dünndarms, stark gefaltet zu sein und damit seine Oberfläche stark zu vergrößern, trägt zu einer sehr effizienten Nährstoffaufnahme bei - Nährstoffe können sehr effizient resorbiert und damit dem Körper wieder zugeführt werden.
All diese unterschiedlichen Zelltypen - der Mensch verfügt über ca. 200 verschiedene Zelltypen - entstammen aus ursprünglich identischen, undifferenzierten Zellen - den sogenannten Stammzellen. Stammzellen sind wahre Alleskönner - wobei alle Tiere von dieser Fähigkeit mit zunehmender Differenzierung etwas einbüßen. Im Frühstadium des Embryos sind seine Zellen noch totipotent - sie besitzen die Fähigkeit, sich in alle Zelltypen zu differenzieren, ebenso weiterer embryonaler Zellen. Diese Zellen besitzen also die Fähigkeit, sich zu einem gesamten Organismus entwickeln zu können.
In der weiteren Phase der Embryonalentwicklung verlieren Stammzellen einen Teil dieser Fähigkeit. Sie sind zwar noch pluripotent - besitzen also die Fähigkeit, sich in die meisten anderen Zelltypen zu differenzieren, aber sie können keine neuen Embryonen mehr herstellen. In einem adulten, erwachsenen Organismus, sind viele Zellen unipotent - sie können lediglich einen einzigen Zelltyp hervorbringen, und zwar den eigenen.

[@vio7ett]

Dankee!

[@bigbanana4351]

Toby du bist der beste kannst du mein Abi schreiben?

[@l_eoo]

Hast du auch nächste Woche?

[@bigbanana4351]

@@l_eoo ich schreibe nächste Woche

[@l_eoo]

@@bigbanana4351 Same. Baden Württemberg?

[@PvEdog]

@@l_eoowie war es ?

[@l_eoo]

@@PvEdog eigentlich echt sehr entspannt!

[@OffiziellerdeutscherStuk-gx9ce]

👌