Entdeckung und Aufbau der Zelle: Eukaryotische Zellen

Die Entdeckung der Zelle

Robert Hooke beobachtete mit einem von ihm selbst gebauten, einfachen Mikroskop kleine Hohlräume bzw. Kämmerchen (Zellchen), die er als Zellen bezeichnete. Im Jahr 1674 beobachtete und beschrieb Antonie van Leeuwenhoek zum ersten Mal lebende Zellen und Mikroorganismen im Wasser, welche er als Animaculos (Tierchen) benannte.

Der Botaniker Robert Brown entdeckte im Inneren pflanzlicher Zellen ein rundliches Korpuskel, das er als Zellkern (Nukleus) bezeichnete. Der Mediziner Johannes Evangelista Purkyně führte den Begriff Protoplasma ein, um die Flüssigkeit zu bezeichnen, welche die lebende Zelle ausfüllt. Der Botaniker Matthias Schleiden und der Zoologe Theodor Schwann stellten schließlich fest, dass alle Pflanzen und Tiere aus Zellen aufgebaut sind (Zelltheorie).

Modelle eukaryotischer Zellen

Tierzelle und Pflanzenzelle im Vergleich

• Tierzelle: Besitzt ein Zentrosom, das aus zwei zylinderförmigen Strukturen, den sogenannten Zentriolen, besteht, sowie kleine Vakuolen.
• Pflanzenzelle: Besitzt eine feste Zellwand, die dem Schutz und der Stabilität der Zelle dient. Sie weist verbindende Kanäle auf, die als Plasmodesmen bezeichnet werden und über die Zellen miteinander in Kontakt stehen. Zudem verfügen Pflanzenzellen über sehr große Vakuolen und Chloroplasten.

Struktur eukaryotischer Zellen

Eukaryotische Zellen zeichnen sich durch einen echten Zellkern sowie durch verschiedene membranumhüllte Zellorganellen aus.

Grundstrukturen der Zelle

• Plasmamembran (Zellmembran): Eine Schicht, welche die Zelle umhüllt, sie isoliert und den gezielten Austausch von Stoffen reguliert.
• Zellkern (Nukleus): Enthält das genetische Material (DNA) und ist durch eine poröse Doppelmembran (Kernhülle) vom Rest der Zelle getrennt.
• Zytoplasma: Ein wässriges Medium, das von einem Netzwerk aus Proteinfasern durchzogen ist. Dieses Zytoskelett ermöglicht die Bewegung und Teilung der Zelle; im Zytoplasma befinden sich die verschiedenen Zellorganellen.
• Zentrosom: Kontrolliert die Bewegungen der Fasern des Zytoskeletts und greift entscheidend in die Zellteilung ein.

Wichtige Zellorganellen und ihre Funktionen

Zellorganellen sind zelluläre Funktionselemente, die für unterschiedliche Aufgaben zuständig sind:

• Endoplasmatisches Retikulum: Ein Netzwerk aus abgeflachten Membransäcken und Röhren bzw. Kanälen. Trägt es angelagerte Ribosomen, erhält es die Bezeichnung raues endoplasmatisches Retikulum; fehlen diese, nennt man es glattes endoplasmatisches Retikulum.
• Golgi-Apparat: Besteht aus mehreren gestapelten, abgeflachten Zisternen. Er sammelt und modifiziert Substanzen, die aus dem endoplasmatischen Retikulum stammen, und schnürt sie in kleinen Vesikeln nach außen ab.
• Ribosomen: Sehr kleine Partikel, die aus Ribonukleinsäure (RNA) und Proteinen aufgebaut sind.
• Mitochondrien: Kugel- oder länglich geformte Organellen, an denen die Zellatmung stattfindet.
• Lysosomen: Membranvesikel, die aus dem Golgi-Apparat hervorgehen. Sie dienen dazu, komplexe Moleküle durch Hydrolyse in einfache Moleküle abzubauen.
• Vakuolen: Von einer Membran umschlossene Bläschen, in deren Innenraum verschiedene Produkte und Stoffe gespeichert bzw. akkumuliert werden.