Zellstrukturen & Funktionen: Matrix, Zellwand, Zytoplasma & Organellen

Extrazelluläre Matrix: Aufbau & Funktionen

Das Netzwerk besteht aus Proteinfasern, die in eine Struktur eingebettet sind. Es handelt sich um ein feuchtigkeitsspendendes Gel aus Glykoproteinen. Es ist reichlich im Bindegewebe vorhanden und kann Ablagerungen von Salzen ansammeln.

Funktion: Es hält die Zelle befestigt, verleiht Konsistenz und ermöglicht die Diffusion von Stoffen aus den Geweben sowie die Zellwanderung.

Die Zellwand: Aufbau, Schichten & Funktionen

Die Zellwand ist typisch für Pflanzenzellen, die eine dicke und starre Hülle auf der äußeren Oberfläche der Plasmamembran bilden. Diese bildet lange Fibrillen.

Zellulose: Das Grundgerüst der Pflanzenzellwand

Die Cellulose-Elementarzelle ist eine Matrix. Cellulose ist ein lineares Polymer aus Glukose, das lange Ketten bilden kann. Rund 70 parallele Ketten sind durch intermolekulare H-Brücken miteinander verbunden, gruppieren sich zu Mikrofibrillen und sind in einer Matrix aus Hemicellulose, Pektin, Glykoproteinen und Wasser verschlungen. Einige Zellen lagern zusätzlich Lignin, Suberin und Wachse ein. Dies geschieht im Prozess der Verholzung und Cutinisierung.

Schichten der Zellwand

• Mittellamelle: Die äußerste Schicht, die benachbarte Zellen miteinander verbindet.
• Primäre Zellwand: Wird während des Zellwachstums abgelagert. Besteht aus Zellulose-Mikrofibrillen, die in einer Matrix aus Hemicellulose und Pektinen eingebettet sind.
• Sekundäre Zellwand: Beginnt sich zu verdicken, sobald das Zellwachstum abgeschlossen ist. Sie ist zellulosereicher und weniger elastisch.

Funktionen und Spezialisierungen der Zellwand

Die Zellwand dient als Exoskelett, das die Zelle schützt und formt. Sie ist auch ein Hindernis für das Eindringen von Krankheitserregern.

Spezialisierungen:

• Tüpfel: Dies sind die dünnsten Bereiche der Zellwände, in denen die Ablagerung von Zellulose und Matrix geringer ist.
• Plasmadesmata: Feine Kanäle, die die Zellwände durchqueren und das Zytoplasma benachbarter Zellen verbinden, was den Austausch ermöglicht.

Das Zytoplasma: Aufbau und Funktionen

Das Zytoplasma bildet eine gallertartige Masse und enthält eine große Anzahl von Organellen, von denen die meisten von Membranen umgeben sind. Dieses Gel ist ein äußerst komplexes Netzwerk, das durch Filamente organisiert ist.

Cytosol: Die wässrige Matrix der Zelle

Dies ist der wässrige Teil des Zytoplasmas, in dem die Organellen der Zelle eingebettet sind. Es enthält Proteine, Lipide, Kohlenhydrate und Mineralsalze. Es ist das Medium, in dem viele metabolische Prozesse ablaufen.

Das Zytoskelett: Dynamisches Gerüst der Zelle

Es ist ein komplexes Netzwerk aus Proteinfilamenten, das sich durch das gesamte Zytoplasma erstreckt. Es ist an allen strukturellen und zellulären Bewegungen beteiligt und organisiert enzymatische Reaktionen.

• Aktinfilamente: Zellbewegung & Struktur

  Gebildet aus einem globulären Protein, das zu Filamenten polymerisiert. Sie sind an der Zellfortbewegung, der Phagozytose, der Bildung des kontraktilen Rings beteiligt, der zur Trennung von Tochterzellen führt, sowie an der Aufrechterhaltung der Struktur und Stärkung der Mikrovilli der Plasmamembran.

• Intermediärfilamente: Strukturelle Unterstützung

  Diese Fasern haben eine strukturelle Funktion.

• Mikrotubuli: Transport, Organisation & Bewegung

  Sie sind im Zytoplasma verstreut. Es handelt sich um Hohlzylinder, die aus Tubulin-Dimeren gebildet werden, die sich zu Mikrotubuli polymerisieren. Funktion: Sie sind die bildenden Elemente von Zilien und Geißeln, ermöglichen den Transport von zytoplasmatischen Organellen und organisieren und erhalten das Zytoskelett.

Zilien und Geißeln: Bewegungsorganellen der Zelle

Zilien und Geißeln haben eine ähnliche Struktur. Sie ermöglichen die Bewegung der Zelle in extrazellulärer Flüssigkeit.

Struktur von Zilien und Geißeln

1. Axonem: Besteht aus 2 zentralen Mikrotubuli und 9 Paaren von Mikrotubuli-Dubletten, die von der Plasmamembran umgeben sind.
2. Übergangszone: Entspricht der Basis des Ziliums oder der Geißel. Hier verschwinden die zentralen Mikrotubuli und stattdessen befindet sich die Basalplatte.
3. Basalplatte: Befindet sich unterhalb der Plasmamembran und hat die gleiche Struktur wie Zentriolen.

Das Zentrosom: Mikrotubuli-Organisationszentrum

Zentriolen und Basalkörper von Zilien und Geißeln haben eine ähnliche Struktur. Mit Ausnahme von Pflanzenzellen besitzen alle eukaryotischen Zellen ein Zentrosom, das als Mikrotubuli-organisierendes Zentrum gilt. Es liegt neben dem Zellkern und besteht aus zwei senkrecht zueinander stehenden Zentriolen, die durch überlappende Strukturen gebildet werden.