Eukaryotische Zellen

Die Zelle ist die grundlegendste Einheit aller bekannter lebender Organismen (Abbildung 1). Alle Zellen bestehen aus Zytoplasma in einer Zellmembran, die auch Plasmamembran genannt wird. Darüber hinaus können sich die Zellen stark voneinander unterscheiden. Die größten Unterschiede kommen zwischen prokaryotischen (Bakterien und Archäen) und eukaryotischen (Pflanzen, Tiere, Pilze) Zellen vor. Sie unterscheiden sich in ihrer Struktur und den Organellen, die sie enthalten. Selbst Zellen innerhalb eines Organismus können sich stark voneinander unterscheiden und so unterschiedliche physiologische Funktionen ausüben, die für das Überleben des Organismus erforderlich sind.

• Zellmembran: Die Zellmembran umgibt das Zytoplasma der Zelle, grenzt die Zelle von ihrer Umgebung ab und schützt sie. Die Membran besteht aus einer Phospholipid-Doppelschicht, die sie sehr flexibel macht. Sie enthält ebenfalls unterschiedliche Proteine und ist semipermeabel.

• Zytoplasma: Das Zytoplasma enthält, außer dem Zellkern, alle Organellen der Zelle. Es besteht aus dem Zytosol, einer gelartigen Substanz, die von der Zellmembran umgeben ist, und allen anderen Organellen.

• Zellkern: Der Zellkern ist einer der wichtigsten Organellen einer Zelle. Zellen enthalten normalerweise alle einen Zellkern, obwohl manche spezialisierte Zellen viele Zellkerne enthalten können. Hierzu zählen zum Beispiel Muskelzellen. Andere hingegen enthalten keinen Zellkern, zum Beispiel die roten Blutkörperchen. Der Zellkern enthält den Großteil der DNA-Moleküle einer Zelle, die in linearen Molekülen oder Chromosomen organisiert sind. Der Zellkern ist durch eine Zellkernmembran vom Zytoplasma getrennt, einer weiteren Phospholipid-Doppelschicht. Diese Membran enthält viele kleine Poren.

• Mitochondrien: Mitochondrien sind das Kraftwerk der Säugerzelle, welches Adenosintriphosphat (ATP), die chemische Energie der Zelle, liefert. Die Anzahl der Mitochondrien einer Zelle lässt auf ihren Energiebedarf schließen. Zum Beispiel haben rote Blutkörperchen keine Mitochondrien, die Leber enthält hingegen tausende.

• Raues endoplasmatisches Retikulum: Das raue endoplasmatische Retikulum ist mit proteinproduzierenden Ribosomen besetzt und stellt so den Hauptort für die Proteintranslation in der Zelle dar.

• Golgi-Apparat: Der Golgi-Apparat ist eine Organelle, die in den meisten Zellen vorkommt. Sie ist ein Fortsatz des Endomembransystems. Der Golgi-Apparat dient der Verpackung der Proteine für den Transport durch, und sogar aus der Zelle (mit Hilfe sekretorischer Vesikel).

• Lysosom und Peroxisom: Das Lysosom und das Peroxisom stellen die Recycling-Zentren der Zelle dar. Sie besitzen beide viele Proteine, die für die Zersetzung von Biomolekülen in ihre einzelnen Bestandteile verantwortlich sind. Diese Bestandteile können später weiterverwendet werden. Peroxisomen sind die Recycling-Zentren für Gefahrenstoffe, da sie gefährliche reaktive Sauerstoffspezies in harmlose Abfallprodukte zersetzen.

Abbildung 1: Allgemeine Struktur einer tierischen Zelle

Tierische Zellen unterscheiden sich massiv in Größe, Aussehen und Funktion, aber einige Faktoren sind einheitlich. Alle Zellen bestehen aus einem Zytoplasma, das von einer Zellmembran umgeben ist. Die meisten Zellen enthalten auch einen Zellkern, der eine vollständige Kopie der DNA eines Individuums enthält, sowie andere Strukturen wie die Energie produzierenden Mitochondrien und das Protein produzierende raue endoplasmatische Retikulum.