Die wichtigsten Zellorganellen und ihre Funktionen

Kern

Der häufig kugelförmige Zellkern ist das größte Zellorganell in einer Zelle. Die begrenzende Kernhülle ist von zahlreichen Kernporen unterbrochen. Durch diese Poren können Moleküle zwischen dem Zellplasma und dem Inneren des Zellkerns (Karyoplasma) ausgetauscht werden. Das Karyoplasma enthält RNA, Proteine und DNA. Mithilfe der DNA steuert der Zellkern alle Lebensvorgänge innerhalb der Zelle. Das Karyoplasma enthält einen oder mehrere Nucleonen. Sie besitzen einen hohen RNA-Gehalt und sind an der Bildung der Ribosomen beteiligt.

ER

Das endoplasmatische Retikulum ist ein röhren- und blaschenformiges Membransystem. Es tritt in zwei Formen auf, das raue ER und das glatte ER. Das raue ER trägt auf seinen Membranflächen Ribosomen und ist im Wesentlichen für die Proteinsynthese verantwortlich. Das glatte ER ist ribosomenfrei. Dort werden Lipide hergestellt und körperfremde Stoffe unschädlich gemacht.

Der Golgi-Apparat

Der Golgi-Apparat besteht aus Stapeln von Membranzisternen. Einen einzelnen Membranstapel bezeichnet man als Dictyosom, während die Gesamtheit aller Dictyosomen einer Zelle den Golgi-Apparat bildet. Über die Verbindungen mit den Membranen des ER oder über Vesikel gelangen die Proteine, die im ER hergestellt worden sind in die Membranen des Golgi-Apparates. Dort werden sie weiter bearbeitet. Proteine, die in anderen Bereichen des Körpers gebraucht werden, werden durch Exozytose ausgeschieden. Proteine, die in anderen Bereiche der Zelle gebraucht werden, werden mit Hilfe von Vesikeln zu den entsprechenden Organellen transportiert.

Vesikel

Die Vesikel sind kleine Zellorganellen, die von einer Membran umgeben sind. Je nach Inhalt bekommen sie einen besonderen Namen:

• Lysosomen: Vesikel, die hydrolysierende Enzyme enthalten, um Biopolymere in ihre Monomere zu zersetzen. Die Zersetzung von fremden Polymeren bezeichnet man als Heterophagie, die von eigenen Polymeren (z.B. veraltete Mitochondrien) nennt man Autophagie.
• Peroxisomen: Vesikel, die Oxidationsenzyme enthalten (Umwandlung von H2O2 zu Sauerstoff und Wasser).
• Vakuolen: Vakuolen sind Vesikel, die nur in pflanzlichen Zellen vorkommen. Sie sind von einer Membran umgeben, dem sogenannten Tonoplast, und enthalten Wasser und verschiedene darin gelöste Speicher- oder Abfallstoffe.

Chloroplasten

Chloroplasten sind auch von zwei Membranen begrenzt. In ihrem Stroma befinden sich flache Membranzisternen, die Thylakoide. An verschiedenen Stellen falten sich mehrfach und werden übereinander geschichtet. Solche geldrollenartig dicht gestapelten Thylakoidbereiche nennt man Grana. Grana können sich über Lamellen miteinander verbinden. In den Thylakoiden läuft mit Lichtenergie die Photosynthese ab. Sowohl das Mitochondrium als auch die Chloroplasten besitzen zusätzlich kleine DNA-Moleküle, Enzyme und Ribosomen. Dadurch werden sie als semiautonom bezeichnet, weil sie manche Proteine selbst herstellen können und sich unabhängig von der Zelle können.

Mitochondrien

Jedes Mitochondrium wird von zwei Membranen begrenzt. Innerhalb der inneren Membran befindet sich die Matrix. Die innere Membran bildet Einstülpungen in die Matrix hinein, die so genannten Cristae. Jede Zelle benötigt zur Aufrechterhaltung ihres Stoffwechsels Energie. Die Aufgabe der Mitochondrien ist die Energie, die in die Zelle kommt, in verwertbarer Form umzuwandeln.

Cytoskelett

Das Cytoskelett ist von einem Netzwerk feiner Proteinstrukturen durchzogen, das in seiner Gesamtheit als Cytoskelett bezeichnet wird. Es sorgt für die Festigkeit der Zellen und hält die Organellen an ihrem Platz. Es besteht aus Mikrotubuli (röhrenförmig) und Mikrofilamenten (fadenartig). Aus Mikrotubuli besteht auch das Centrosom, eine Struktur, die eine wichtige Rolle bei der Mitose spielt.

Zellwand

Die Zellwand besteht aus Zellulosefasern und ist nur in pflanzlichen Zellen vorhanden.