Zellbiologie Grundlagen: Struktur, Organellen und Transport
Die Zelle: Grundlegende Einheit
Die Zelle ist die grundlegende Einheit der Struktur und Funktion (vitale Einheit).
Zelluläre Spezialisierung und Diversität
Der Unterschied zwischen Zellen besteht im Grad der Spezialisierung, den jede Zelle erreicht. Alle Zellen haben eine ähnliche chemische Zusammensetzung und Struktur, aber einige bleiben undifferenziert, während andere sich zur Durchführung spezifischer Funktionen spezialisieren.
Gemeinsame Zellstrukturen
Die Strukturen, die in allen Zellen vorhanden sind, ermöglichen die Autoduplikation und die Weitergabe der Merkmale an die Nachkommen:
- Plasmamembran
- Zytoplasmatische Matrix
- Genetisches Material
Eukaryoten vs. Prokaryoten
Der Eukaryotische Kern und Organellen
Eukaryoten besitzen einen wahren Kern und enthalten zusätzlich zur Plasmamembran verschiedene Organellen. Eukaryotische Zellen enthalten molekulare Aggregate im Zytoplasma, die in einer bestimmten Weise geordnet sind und die Organellen sowie den Kern bilden. Der Kern wird von einer doppelten Membran, der Kernhülle, umgeben.
Merkmale Prokaryotischer Zellen
Prokaryoten sind kernlose Zellen, bei denen die Plasmamembran einzigartig ist. Prokaryotische Zellen sind kleiner und besitzen keinen Zellkern oder andere spezifische Organellen. Das Chromatin ist in der Regel nicht an Histone gebunden und liegt in zirkulärer Form vor.
Zellorganellen im Überblick
Organellen in Tierischen Zellen
Zu den Organellen in tierischen Zellen gehören:
- Plasmamembran
- Kern
- Endoplasmatisches Retikulum
- Dictyosomen (Golgi-Apparat)
- Mitochondrien
- Ribosomen
- Lysosomen
- Zentriolen
- Vakuolen
- Zytoskelett
Spezifische Strukturen in Pflanzenzellen
In pflanzlichen Zellen finden sich zusätzlich oder anstelle einiger tierischer Organellen:
- Chloroplasten (anstelle der Lysosomen)
- Leukoplasten
- Dictyosomen
- Zellwand
Zelluläre Transportmechanismen
Passiver Transport (Ohne Energieaufwand)
Der passive Transport erfolgt ohne Energieaufwand, wobei sich Stoffe zugunsten eines Konzentrationsgradienten bewegen.
- Erleichterte Diffusion: Der Transport wird durch spezielle Transporterproteine verstärkt.
Aktiver Transport (Mit Energieaufwand)
Der aktive Transport erfordert Energieaufwand. Er tritt auf, wenn sich Stoffe gegen einen Konzentrationsgradienten bewegen, unlöslich sind oder die Moleküle sehr groß sind.
- Je nach Energiequelle unterscheidet man primäre oder sekundäre Transportsysteme.
- Wenn Moleküle die Membran chemisch verändert überqueren, spricht man von Gruppentranslokation.
- Wenn die Moleküle sehr groß sind, wird der Transportmechanismus als Massentransport (Endo-/Exozytose) bezeichnet.