Zelltheorie: Struktur, Typen und Organellen
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Die Zelle: Grundbaustein des Lebens
Die Zelle ist die strukturelle und funktionelle Grundeinheit aller Lebewesen. Alle Organismen bestehen aus einer oder mehreren Zellen. Jede Zelle ist in der Lage, selbstständig zu leben. Jede Zelle stammt von einer anderen Zelle ab (Zelltheorie).
Gemeinsame Merkmale aller Zellen
Alle Zellen besitzen:
- Eine Zellmembran
- Zellorganellen
- Genetisches Material
Zelltypen: Prokaryoten und Eukaryoten
Basierend auf der Organisation ihres genetischen Materials können Zellen in zwei Haupttypen unterteilt werden:
- Prokaryoten: Primitive und einfach aufgebaute Zellen. Ihr genetisches Material (DNA) liegt frei im Zytoplasma, ohne von einer Kernmembran umgeben zu sein. Sie besitzen nur wenige Zellorganellen und bilden keine Gewebe oder Organe.
- Eukaryoten: Weiterentwickelte Zellen. Ihr genetisches Material ist von einer Kernmembran umgeben und bildet den Zellkern. Sie besitzen viele verschiedene Zellorganellen und können Gewebe und Organe bilden. Zu den Eukaryoten gehören Pflanzen- und Tierzellen.
Unterschiede zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen
| Merkmal | Prokaryoten | Eukaryoten |
|---|---|---|
| Zellkern | Nicht vorhanden | Vorhanden |
| DNA | Frei im Zytoplasma | Im Zellkern |
| Organellen | Wenige | Viele |
| Größe | Klein | Größer |
| Komplexität | Einfach | Komplex |
| Beispiele | Bakterien | Pflanzen, Tiere, Pilze |
Besondere Strukturen von Pflanzen- und Tierzellen
- Pflanzenzellen: Besitzen eine Zellwand und Chloroplasten.
- Tierzellen: Besitzen Lysosomen, Zentriolen, Zilien und Geißeln.
Funktionen der Zellorganellen
- Zellwand (nur Pflanzen): Bietet Schutz, Steifigkeit und Form.
- Chloroplasten (nur Pflanzen): Ort der Photosynthese.
- Lysosomen (hauptsächlich Tiere): Verantwortlich für die intrazelluläre Verdauung und den Abbau alter Zellbestandteile.
- Zilien und Geißeln (hauptsächlich Tiere): Dienen der Fortbewegung der Zelle oder der Bewegung von Flüssigkeiten um die Zelle herum.
- Zytoplasma: Enthält die Zellorganellen und den Zellkern.
- Ribosomen: Ort der Proteinsynthese.
- Mitochondrien: Ort der Zellatmung.
- Zellmembran: Äußere Begrenzung der Zelle, kontrolliert den Stoffaustausch.
- Zellkern: Enthält die genetische Information (DNA) in Form von Chromatin.
- Endoplasmatisches Retikulum (ER): Netzwerk von Membranen im Zytoplasma, dient dem Transport und der Speicherung von Stoffen.
- Golgi-Apparat: Membransystem, das an der Sekretion von Stoffen beteiligt ist.
- Vakuolen: Speichern Chemikalien, in Pflanzenzellen sehr groß.
Nukleinsäuren: Die Moleküle des Lebens
Die wichtigsten Moleküle für die Funktion der Zelle sind die Nukleinsäuren: DNA (Desoxyribonukleinsäure) und RNA (Ribonukleinsäure). Sie befinden sich hauptsächlich im Zellkern.
Ernährungstypen von Zellen
- Autotrophe Ernährung: Zellen, die ihre Nährstoffe selbst herstellen (z. B. Pflanzen durch Photosynthese).
- Heterotrophe Ernährung: Zellen, die ihre Nährstoffe aus anderen Quellen aufnehmen müssen (z. B. Tiere).
Lebensphasen eines bakteriellen Virus
- Die Nukleinsäure des Virus dringt in die Zelle ein.
- Die Virus-DNA kann sich in das Chromosom der infizierten Zelle integrieren und dort für einige Zeit inaktiv bleiben. Sie kann sich auch mit der Zelle vermehren.
- Die Gene des Virus können aktiv werden und die zellulären Strukturen nutzen, um virale Nukleinsäuren und Proteine zu synthetisieren.
- Neue Viren werden gebildet, was zum Tod oder zu schweren Störungen der Zelle führt.
- Die neu gebildeten Viren infizieren andere Zellen.