Die Zelle: Aufbau, Organisation und wichtige Organellen

Das Mikroskop: Ein optisches Instrument

Ein optisches Instrument, das entwickelt wurde, um extrem kleine Objekte zu beobachten, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind.

Die Zelltheorie und ihre Entdecker

Im Jahre 1665, nach Beobachtungen mit einem zusammengesetzten Mikroskop, stellte Robert Hooke fest, dass Korkpflanzenmaterial, das scheinbar homogen war, unzählige Löcher oder Zellen enthielt, die zusammen an eine Bienenwabe erinnerten. Der Begriff „Zelle“ wurde seitdem weit verbreitet. Bald darauf machte Antoni van Leeuwenhoek mit Hilfe selbstgebauter einfacher Mikroskope eine Reihe von Beobachtungen und Beschreibungen von Zellproben, wie zum Beispiel roten Blutkörperchen und Spermien. All dies führte zu seiner Anerkennung als Entdecker der Welt der Mikroben.

Modelle der zellulären Organisation

• Plasmamembran: Diese Membranschicht umgibt die Zelle und ermöglicht den Austausch von Materie, Energie und Informationen mit der Umgebung.
• Zytoplasma: Dies ist das wässrige Material, das durch die Plasmamembran vom Äußeren getrennt ist. Im Zytoplasma befinden sich Organellen und Moleküle, die an verschiedenen chemischen Reaktionen beteiligt sind.
• Genetisches Material: Dies sind die zellulären Komponenten, die für die Kontrolle und Steuerung der Zellfunktion verantwortlich sind.

Das eukaryotische Organisationsmodell

Dieses Modell beschreibt Funktionen in einzelligen Organismen wie Protozoen sowie in mehrzelligen Pflanzen- und Tierzellen. Alle eukaryotischen Zellen enthalten einen Zellkern, der das genetische Material mit mehr als einem DNA-Molekül enthält. Dieser Kern ist von einer doppelten Membran, der Kernmembran, umgeben, die ihn vom Zytoplasma trennt und isoliert. Eukaryotische Zellen haben ein wesentlich komplexeres Zytoplasma als Prokaryoten und enthalten zahlreiche Organellen, die bestimmte und spezifische Funktionen in der Zelle ausführen.

Wichtige Zellorganellen

Zentrosom

Das Zentrosom ist ein einzigartiges Organell in tierischen Zellen, das sich in der Nähe des Zellkerns befindet, insbesondere wenn sich die Zelle auf die Zellteilung vorbereitet. Innerhalb des Zentrosoms befindet sich das Diplosom, das aus zwei senkrecht angeordneten Strukturen, den Zentriolen, besteht. Diese sind von einer Reihe von Mikrotubuli umgeben, die den Aster bilden und dem Ganzen ein sternförmiges Aussehen verleihen.

Ribosomen

Ribosomen befinden sich im Zytosol oder sind an den Membranen des endoplasmatischen Retikulums oder an anderen Organellen wie Mitochondrien oder Chloroplasten angeheftet.

Endoplasmatisches Retikulum

Das endoplasmatische Retikulum ist ein Membransystem mit einer ähnlichen Zusammensetzung wie die Plasmamembran. Es bildet ein kompliziertes Netzwerk aus Tubuli und flachen Säcken, die miteinander verbunden und an den Golgi-Apparat sowie die Kernmembran angeschlossen sind.

Golgi-Apparat

Der Golgi-Apparat besteht aus einer Reihe von membranumhüllten Säcken (Zisternen), die in der Nähe des Zellkerns gestapelt sind, sowie einer Reihe kleinerer Vesikel. Die Vesikel sind auf der Seite, die dem Kern zugewandt ist, kleiner und werden zur Plasmamembran hin größer.

Peroxisomen

Peroxisomen sind membranumhüllte Vesikel, in denen Oxidationsreaktionen stattfinden, um giftige Stoffe abzubauen und zu eliminieren.

Vakuolen

Vakuolen sind membranumhüllte Organellen, die in fast allen Arten von Pflanzenzellen vorhanden sind. In Pflanzenzellen üben sie Druck auf die Zellwand aus, wodurch der Turgor aufrechterhalten und das Welken der Pflanze verhindert wird.

Der Zellkern: Steuerzentrale der Zelle

Der Zellkern ist eine gut sichtbare Struktur, die von einer doppelten Membran, der Kernmembran, umgeben ist. Diese Membran enthält Poren, die den Austausch von Stoffen zwischen dem Kern und dem Zytoplasma ermöglichen. Der Kern kann in mehreren Bereichen dargestellt werden, die im Ruhezustand einen zentralen Teil und eine granuläre, faserige Rinde aufweisen. Im Kern werden Ribosomen hergestellt.