Zellkomponenten und Zellulärer Transport: Funktionen und Mechanismen

Zellkomponenten und ihre Funktionen

Zytoplasma: Aufbau und Funktion

Das Zytoplasma befindet sich direkt hinter der Plasmamembran und zwischen den Zellkomponenten. Es besteht hauptsächlich aus Wasser, das als Lösungsmittel fungiert, sowie aus gelösten Stoffen, darunter Proteine, die als Enzyme wirken.

Chloroplasten und Photosynthese

Die Hauptaufgabe der Chloroplasten ist die Produktion von Nährstoffen aus der Strahlungsenergie der Sonne mittels Photosynthese. Sie besitzen zwei Membranen: eine äußere und eine glatte innere. Die innere Membran bildet Falten, die als Lamellen bezeichnet werden und in denen sich die Grana befinden.

Mitochondrien: Kraftwerke der Zelle

Die Funktion der Mitochondrien ist die Oxidation von Nährstoffen durch die Zellatmung und die Speicherung der dabei freigesetzten Energie. Sie sind von zwei Membranen umgeben: einer glatten äußeren und einer inneren, die Falten oder Cristae (Leisten) bildet.

Endoplasmatisches Retikulum (ER)

Das Endoplasmatische Retikulum (ER) besitzt eine einfache Membran, die mit der Kernmembran verbunden ist, und enthält Kammern, die als Zisternen bezeichnet werden. Der Komplex besteht aus dem rauen (RER) und dem glatten (SER) Endoplasmatischen Retikulum. Eine Hauptfunktion des RER ist die Synthese von Proteinen.

Golgi-Apparat: Verpackung und Versand

Der Golgi-Apparat befindet sich in der Nähe des Zellkerns. Seine Funktion besteht darin, Vesikel vom glatten Endoplasmatischen Retikulum zu empfangen und Produkte wie Enzyme und Membranen zu verpacken. Hier finden wir Strukturen wie Sekretvesikel (Bläschen vom RER) und die Golgi-Zisternen.

Lysosomen: Zelluläre Verdauung

Lysosomen sind in tierischen Zellen sehr zahlreich. Sie enthalten viele Verdauungsenzyme, die von der Zelle aufgenommene Nahrung abbauen. Ihre Funktion ist die zelluläre Verdauung, das Angreifen und Zersetzen von Bakterien etc.

Vakuolen (Pflanzenzellen)

Vakuolen sind spezifisch für pflanzliche Zellen. Es handelt sich um große Bläschen, die durch eine strukturierte Membran, den Tonoplasten, vom Zytosol getrennt sind. Es werden drei Typen unterschieden:

• Verdauungsvakuolen
• Kontraktile Vakuolen
• Reservevakuolen

Zellulärer Transport: Mechanismen

Der Zelluläre Transport beschreibt die Passage von Stoffen von innerhalb nach außerhalb der Zelle oder umgekehrt, entweder mit oder ohne Energieaufwand.

Passiver Transport (Ohne Energieaufwand)

Der Passive Zelluläre Transport ist der Übergang von Stoffen in die Zelle, der keinen Energieaufwand erfordert. Zum passiven Transport gehören Diffusion, Osmose und Dialyse.

Diffusion

Diffusion ist die spontane Bewegung von Molekülen von einem Bereich höherer Konzentration zu einem Bereich niedrigerer Konzentration.

Osmose

Osmose ist eine Form des passiven Transports, bei der Lösungsmittelmoleküle (meist Wasser) von einem Bereich geringerer gelöster Konzentration zu einem Bereich höherer gelöster Konzentration wandern.

Lösungen im Osmose-Transport

Im Zusammenhang mit der Osmose unterscheidet man drei Arten von Lösungen:

• Isotonische Lösung: Die Konzentration der gelösten Stoffe in der Lösung entspricht der Konzentration im Zellinneren. Es herrscht ein osmotisches Gleichgewicht.
• Hypertone Lösung: Die Konzentration der gelösten Substanz ist größer als die Konzentration im Zellinneren. Bei Zellen tritt das Phänomen der Plasmolyse auf.
• Hypotone Lösung: Die Konzentration der gelösten Substanz ist geringer als die Konzentration im Zellinneren. Bei Zellen tritt das Phänomen der Schwellung oder Lyse auf.

Dialyse

Die Dialyse ist eine Art des passiven Transports, bei der gelöste Moleküle durch eine semipermeable Membran von einem Bereich höherer Konzentration zu einem Bereich niedrigerer Konzentration wandern.

Aktiver Transport (Mit Energieaufwand)

Der Aktive Zelluläre Transport ist eine Transportart, die den Verbrauch zellulärer Energie (ATP) erfordert, um Moleküle in die Zelle hinein oder aus ihr heraus zu bewegen.