Zelle: Aufbau, Organellen, Zellzyklus und Reproduktion

Zelle: Struktur und Funktion

Zelle: Die Zelle ist die strukturelle und funktionelle Einheit lebender Organismen. Alle Zellen stammen von einer anderen Zelle, die durch Zellteilung entstanden ist.

Mikroskop

Mikroskop: Bei der Elektronenmikroskopie trifft ein Elektronenstrahl auf die Präparation und liefert zweidimensionale, schwarz-weiße Bilder; so können wir die Struktur der Zelle sehen.

Viren

Name: Viren bestehen aus einer Nukleinsäure (RNA oder DNA) und Proteinen. Sie besitzen keinen eigenen Stoffwechsel und benötigen eine Wirtszelle, um Kopien von sich selbst herzustellen. Viren sind Parasiten und verändern häufig die Wirtszelle.

Tierische Zelle: Membran und Organellen

Plasmamembran

Plasmamembran: Selektiv permeabel (semipermeabel) und besteht aus Lipiden, Proteinen und Kohlenhydraten.

Endoplasmatisches Retikulum

• Raues ER (rER): Am rER sitzen Ribosomen; es ist an der Synthese und Modifikation von Proteinen beteiligt und steht oft mit der Kernhülle in Verbindung.
• Glattes ER (sER): Besteht aus glatten Kanälen; beteiligt am Lipidstoffwechsel und am Abbau von Alkohol und Stoffwechselprodukten.

Ribosomen

Ribosomen: Bestehen aus zwei Untereinheiten, aufgebaut aus Proteinen und ribosomaler RNA (rRNA); sie lesen mRNA und synthetisieren Proteine.

Golgi-Apparat

Golgi-Apparat: Besteht aus flachen Membranstapeln. Er empfängt Vesikel vom ER, modifiziert und verpackt Proteine, die dann an ihren Bestimmungsort gesendet werden. Er ist auch an der Bildung von Lysosomen beteiligt.

Nukleolus und Zellkern

Nukleolus: Ort der rRNA-Synthese und der Ribosomenbildung.

Kern (Nukleus): Enthält die Gene in Form von DNA.

Kernmembran

Kernmembran (Nuklearmembran): Doppelmembran, die kontrolliert, welche Stoffe in den Kern ein- und aus dem Kern austreten.

Zytoskelett und Transport

Mikrotubuli: Teil des Zytoskeletts; geben der Zelle Form und dienen als Schienen für den Transport von Organellen.

Mitochondrien

Mitochondrien: Produzieren ATP und sind die Organellen der Zellatmung; sie liefern Energie für die Zelle.

Zentriolen

Zentriolen: Zylindrische Strukturen, die bei der Ausbildung des mitotischen Spindelapparates eine Rolle spielen.

Lysosomen

Lysosomen: Membranumschlossene Organellen mit saurem pH-Wert, die hydrolytische Enzyme enthalten und Makromoleküle abbauen.

Pflanzliche Zelle: Spezielle Strukturen

Vakuole

Vakuole: Große Organellen, die Abfallstoffe, Enzyme, Öle und andere Stoffe speichern; wichtig für Speicherung und Turgor in Pflanzenzellen.

Thylakoid

Thylakoid: Membranen innerhalb der Chloroplasten, die Chlorophyll enthalten und an der Photosynthese beteiligt sind.

Chloroplast

Chloroplast: Ovale Organellen mit Doppelmembran. Die innere Membran bildet Grana, also Stapel von Thylakoiden, die für die Lichtreaktionen der Photosynthese wichtig sind.

Zellwand

Zellwand: Feste Struktur in pflanzlichen Zellen, die ihnen Festigkeit und Form verleiht.

Prokaryoten: Aufbau und Besonderheiten

Plasmamembran und Zellwand

Plasmamembran: Selektiv permeabel.

Zellwand: Bei Prokaryoten besteht die Zellwand typischerweise nicht aus Cellulose (wie bei Pflanzen); bei Bakterien besteht sie meist aus Peptidoglycan.

Kapsel und Mesosom

Kapsel: Außere Schicht aus Polysacchariden oder anderen Substanzen, die die Zelle schützt.

Mesosom: Histologisch beschriebene Einstülpungen der Plasmamembran, denen früher Funktionen bei der Zellteilung zugeschrieben wurden.

Zytoplasma und Fortbewegung

Zytoplasma: Besteht aus Cytosol und den darin enthaltenen Organellen.

Mikrovilli, Cilien, Geißeln: Zellstrukturen, die der Fortbewegung dienen oder die Oberfläche vergrößern.

Chromosomen und Chromatiden

Chromatid

Chromatid: Eine Kopie eines Chromosoms nach der DNA-Verdopplung.

Zentromer

Zentromer: Bereich, an dem zwei Schwesterchromatiden verbunden sind.

Chromosom

Chromosom: Trägt die DNA im Zellkern; die Gesamtzahl der Chromosomen variiert je nach Art.

Zellzyklus und Mitose

Zellzyklus: Das Leben einer Zelle besteht aus zwei Hauptphasen: der Interphase und der Mitose (Mitosephase bzw. M-Phase).

Interphase

Interphase: Besteht aus G1, S und G2. In G1 wächst die Zelle; in der S-Phase erfolgt die DNA-Replikation; in G2 bereitet sich die Zelle auf die Teilung vor und sammelt Energie in Form von ATP. Im Kern sind die Chromosomen weniger kondensiert, und Paar-Zentriolen sind oft beobachtbar.

Mitose (Zellteilung)

Mitose: Prozess, bei dem das genetische Material gleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt wird:

• Prophase: Der Nukleolus verschwindet, Chromatin kondensiert zu sichtbaren Chromosomen, und der Spindelapparat bildet sich.
• Metaphase: Die Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene an.
• Anaphase: Schwesterchromatiden werden getrennt und zu den entgegengesetzten Polen gezogen.
• Telophase: Die Kernmembran bildet sich wieder, und die Chromosomen dekondensieren.

Asexuelle Reproduktion: Formen

Asexuelle Reproduktion: Einfach und schnell. Beispiele:

• Bipartition (Zweiteilung): Der Körper teilt sich in zwei Tochterzellen.
• Gemmation (Knospung): Es entsteht eine kleine Tochterzelle (Knospung).
• Fragmentation (Fragmentierung): Teile des Elternorganismus entwickeln sich zu neuen Individuen.