Zellbiologie: Eukaryoten, Prokaryoten und Plasmamembranen
Eukaryotische und prokaryotische Zellen
Eukaryoten (Tiere und Pflanzen) zeichnen sich durch eine hoch entwickelte und komplexe Zellstruktur aus. Prokaryoten hingegen sind sehr einfach und primitiv aufgebaut und besitzen kaum innere Strukturen.
Unterschiede zwischen Eukaryoten und Prokaryoten
- Größe: Eukaryoten sind etwa 10 µm groß, Prokaryoten etwa 1 µm.
- Zellkern: Prokaryoten besitzen keinen echten Zellkern (das genetische Material ist nicht durch eine Membran vom Zytoplasma isoliert), während Eukaryoten einen echten Zellkern aufweisen.
- Zellorganellen: Eukaryoten besitzen Zellorganellen (z. B. Golgi-Apparat, Mitochondrien), die bei Prokaryoten fehlen.
- Zellwand: Prokaryoten besitzen eine stabile Zellwand (aus Proteinen), bei Eukaryoten ist diese nur in Pflanzenzellen vorhanden.
Unterschiede zwischen tierischen und pflanzlichen Zellen
- Zellwand: Vorhanden in Pflanzenzellen, fehlt in tierischen Zellen.
- Zentriolen: Vorhanden in tierischen Zellen, fehlen in Pflanzenzellen.
- Zellkernposition: Zentral in tierischen Zellen, seitlich in pflanzlichen Zellen.
- Größe: Pflanzenzellen sind in der Regel deutlich größer als tierische Zellen.
- Chloroplasten: Vorhanden in Pflanzenzellen, fehlen in tierischen Zellen.
Plasmamembranen
Die Plasmamembran findet sich in allen Zellorganellen, mit Ausnahme der Zentriolen und des Zytoskeletts. Ihre Struktur besteht zu 50 % aus Phospholipiden (Lipid-Doppelschicht) und zu 50 % aus Proteinen, bei einer Dicke von ca. 100 Å.
Modell der Plasmamembran
Das Fluid-Mosaik-Modell beschreibt, dass sich Phospholipide in ständiger Bewegung befinden und Proteine darin „schwimmen“. Die Membran ist asymmetrisch aufgebaut; Proteine befinden sich meist auf der äußeren Oberfläche. Nur in tierischen Zellen ist der Glykokalyx (aus Oligosacchariden, Proteinen und Phospholipiden) vorhanden.
Funktionen der Plasmamembran
- Stoffaustausch (selektive Permeabilität): Die Membran reguliert die Aufnahme von Nährstoffen und die Abgabe von Abfallprodukten.
- Rezeptorfunktion: Glykokalyx und Proteine an der Außenseite dienen dem Empfang von Substanzen, wie z. B. Hormonen.
- Immunologische Funktion: Proteine und Glykokalyx identifizieren Zellen, um eine Zerstörung durch das Immunsystem (Leukozyten) zu vermeiden.