Die Zelle: Struktur, Funktionen und Prozesse

Die Zelle: Grundbaustein des Lebens

Zellen sind die strukturellen und funktionalen Grundeinheiten, aus denen sich alle lebenden Organismen zusammensetzen.

Zellstruktur und Organellen

• Centriolen: Bestehen aus neun Gruppen von je drei Mikrotubuli. Jede Zelle besitzt ein Zentrosom, das zwei senkrecht zueinander stehende Centriolen enthält.
• Geißel: Eine lange Zellanhängsel, die der Fortbewegung der Zelle dient.
• Golgi-Apparat: Ein Membransystem aus abgeflachten Säcken, das Proteine und Lipide modifiziert, sortiert und verpackt.
• Zellmembran: Die äußere Hülle der Zelle, die sie von ihrer Umgebung abgrenzt und den Stoffaustausch reguliert.
• Zytoskelett: Ein Netzwerk aus drei Arten von Proteinfasern (Mikrofilamente, Intermediärfilamente, Mikrotubuli), das der Zelle Halt gibt und für Bewegungen verantwortlich ist.
• Mitochondrien: Die Kraftwerke der Zelle. Sie bestehen aus fünf Teilen: Matrix, Cristae, innere und äußere Membran.
• Ribosomen: Kleine Strukturen, die für die Proteinsynthese zuständig sind.
• Raues endoplasmatisches Retikulum: Ein System aus abgeflachten Säcken mit vielen angelagerten Ribosomen, wichtig für die Proteinbiosynthese.
• Lysosomen: Membranumschlossene Organellen, die Verdauungsenzyme enthalten.
• Glatte endoplasmatische Retikulum: Ein Netzwerk aus Tubuli, das eine wichtige Rolle bei der Lipidsynthese und der Entgiftung spielt.
• Wimpern (Cilien): Kurze, zahlreich vorkommende Zellfortsätze, die der Bewegung von Flüssigkeiten oder anderen Zellen dienen.

Der Zellkern

Der Zellkern ist die Steuerzentrale der Zelle. Er speichert die genetische Information und steuert alle zellulären Aktivitäten. Der Kern besteht aus der Kernhülle, dem Nucleolus und dem Chromatin.

Ernährung und Stoffwechsel

Ernährung bezeichnet die Gesamtheit der Prozesse, durch die die Zelle Materie und Energie mit ihrer Umgebung austauscht.

Stoffwechsel umfasst alle chemischen Umwandlungen von Materie und Energie, die in der Zelle stattfinden. Er gliedert sich in:

• Abbau (Katabolismus): Reaktionen, bei denen komplexe Moleküle abgebaut werden.
• Aufbau (Anabolismus): Reaktionen, bei denen aus einfacheren Molekülen komplexe Moleküle synthetisiert werden. Diese Prozesse verbrauchen Energie in Form von ATP.

Zelluläre Reaktionen und Fortbewegung

Die Beziehungsfunktion umfasst die Fähigkeit der Zellen, Reize wahrzunehmen und darauf zu reagieren. Zelluläre Reaktionen können sein:

• Ruhe: Keine Bewegung.
• Dynamisch: Die Zelle bewegt sich (z. B. durch Zilien, Geißeln oder amöboid durch das Zytoskelett).

Zellteilung und Differenzierung

Zellvermehrung ist der Prozess, bei dem aus einer Mutterzelle neue Tochterzellen entstehen. Es gibt zwei Hauptarten der Zellteilung:

• Mitose und Cytokinese: Zwei Prozesse, die zusammen eine Zellteilung bewirken.
• Meiose: Eine spezielle Art der Zellteilung, bei der die Tochterzellen (haploid) nur die Hälfte der Chromosomen der Mutterzelle (diploid) erhalten.

Zelldifferenzierung ist ein Prozess der Spezialisierung, bei dem eine undifferenzierte Zelle eine spezifische Form und Funktion annimmt.