Die Zelle: Struktur, Klassifizierung und Organellen

Die Zelle: Eine Einführung

Die Zelle ist die lebendige, anatomische, funktionelle und genetische Grundeinheit aller Lebewesen.

Grundlegende Bausteine

• Atom: Kleinste Teilchen, bestehend aus Elektronen.
• Molekül: Entsteht durch die Verbindung mehrerer Atome.

Bioelemente und Biomoleküle

• Bioelemente: Elemente, die in Lebewesen vorkommen.
  • Hauptbioelemente: Kommen in größerem Anteil vor.
  • Sekundäre Bioelemente: Kommen in geringerem Anteil vor.
  • Spurenelemente: Kommen in sehr geringem Anteil vor.
• Biomoleküle: Moleküle, die in Lebewesen gebildet werden.

Wichtige Biomoleküle

• Kohlenhydrate: Moleküle aus C, H und O, die Energie liefern.
  • Monosaccharide: Einfache Zuckermoleküle, z.B. Glukose.
  • Disaccharide: Bestehen aus zwei Zuckermolekülen.
  • Polysaccharide: Bestehen aus mehr als zehn Zuckermolekülen.
• Lipide: Makromoleküle aus C, H, O und P, z.B. Fette und Öle.
• Nukleinsäuren: Moleküle, die genetische Informationen speichern (DNA, RNA).
• Proteine: Bestehen aus Aminosäuren und setzen die genetische Information der DNA um.
• Enzyme: Verantwortlich für chemische Bindungen und den Abbau von Stoffen.

Klassifizierung von Zellen

Prokaryonten

• Besitzen Zellmembran und Zytoplasma.
• Haben nur Ribosomen als Zellorganellen.
• Ringförmige, einzelsträngige DNA.
• DNA liegt frei im Zytoplasma, nicht in einem Zellkern.
• Viele Enzyme im Zytoplasma für chemische Reaktionen.

Eukaryonten

• Bestehen aus Zellmembran, Zytoplasma und Zellkern.
• Doppelsträngige DNA in schraubenförmiger Anordnung.
• DNA befindet sich im Zellkern.

Bestandteile der eukaryotischen Zelle

Zellmembran:

• Struktur aus einer Lipid-Doppelschicht mit selektiver Durchlässigkeit.
• Wichtigste Barriere zwischen extrazellulärem und intrazellulärem Raum.
• Besteht aus:
  • 55% Proteinen
  • 25% Phospholipiden
  • 13% Cholesterin
  • 4% anderen Lipiden
  • 3% Kohlenhydraten
• Lipid-Doppelschicht aus Phospholipiden.
• Cholesterin in der Doppelschicht verteilt.
• Protein-Membrankomponenten:
  • Integrale Proteine: Durchqueren die Phospholipid-Doppelschicht.
  • Periphere Proteine: Befinden sich auf der Oberfläche der Membran.
• Kohlenhydrate meist auf der Außenseite der Zelle.

Zytoplasma:

• Innerer Teil der Zelle mit intrazellulärer Umgebung und Zellorganellen (außer dem Zellkern).

Zellkern:

• Kugelförmiges Organell mit Kernhülle.
• Enthält die DNA (genetische Information).

Zellorganellen

• Plastiden (Chloroplasten):
  • Charakteristisch für Pflanzenzellen.
  • Ort der Photosynthese.
  • Besitzen eigene DNA.
• Mitochondrien:
  • Zylindrische, längliche Organellen.
  • Besitzen eigene DNA.
  • Verantwortlich für die Energieproduktion (ATP).
• Endoplasmatisches Retikulum (ER):
  • Kanäle und Tubuli im Zytoplasma.
  • Einfache Membran, die mit der Kernmembran verbunden ist.
  • Unterscheidung zwischen glattem und rauem ER.
• Golgi-Apparat:
  • Reihe von flachen Säckchen (Sacculi).
  • Entstehen aus Einstülpungen der Kernmembran oder des rauen ER.
• Lysosomen:
  • Vesikel im Zytosol, getrennt durch eine einzelne Membran.
• Vakuolen:
  • Hohlräume, umgeben von einer Membran.
  • Hauptsächlich in Pflanzenzellen.