Benutzer:Luziferase/Spielwiese
aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Dies ist meine Spielwiese, hier bearbeite ich meine Artikel.
[Bearbeiten] Bearbeitung meiner Hauptseite
zur Zeit nicht notwendig
[Bearbeiten] Tabellenbeispiele
| bla1 | bla2 | bla3 | bla4 |
|---|---|---|---|
| inhalt bla1 sogar mit Zeilenumbruch |
inhalt bla2 | inhalt bla3 | inhalt bla4 |
| 2. inhalt bla1 | 2. inhalt bla2 | 2. inhalt bla3 | 2. inhalt bla4 |
| 3. inhalt bla1 | 3. inhalt bla 2 und 3 | 3. inhalt bla4 | |
| 10 % | 20 % | 40 % |
|---|---|---|
| A | B | C |
| Links | Zentriert | Rechts | |
|---|---|---|---|
| Oben | xx | xxx | xx |
| Mitte | x | x | x |
| Unten | x | x | x |
| Column 1 | Column 2 | Column 3 |
|---|---|---|
| A | B | |
| C | D | |
| E | F | |
| G | ||
| H | ||
[Bearbeiten] Zelle (Biologie)
Achtung! Dieser Artikel befindet sich derzeit im Umbau. Bitte keine großen Änderungen vornehmen, ohne das auf der Diskussionsseite anzukündigen.
Die Zelle (lateinisch cellula = kleine Kammer, Zelle) ist die strukturelle und funktionelle Einheit aller Lebewesen. Es gibt Einzeller, die aus einer Zelle bestehen, und Mehrzeller, bei denen mehrere Zellen einen Verband bilden. Der menschliche Körper beispielsweise besteht aus rund 220 verschiedenen Zell- und Gewebetypen und insgesamt aus 10 bis 100 Billionen Zellen. Dabei haben die Zellen ihre Selbständigkeit durch Arbeitsteilung (Spezialisierung) aufgegeben und sind einzeln oft nicht mehr vollständig lebensfähig.
[Bearbeiten] Grundlagen
Jede Zelle stellt ein in sich geschlossenes, eigenständiges und selbsterhaltendes System dar. Sie ist in der Lage, Nährstoffe aufzunehmen, diese in Energie umzuwandeln, verschiedene Funktionen zu übernehmen und vor allem sich zu reproduzieren. Die Zelle enthält die Informationen für all diese Funktionen bzw. Aktivitäten. Alle Zellen haben gemeinsame grundlegende Fähigkeiten, die als Merkmale des Lebens bezeichnet werden:
- Vermehrung durch Zellteilung (Mitose oder Meiose)
- Stoff- und Energiewechsel (Nahrungsaufnahme, Aufbau von Zellstrukturen oder Energieumsatz)
- Reaktion auf Reize (externe oder interne Reize, auf abiotische Faktoren wie Temperatur oder Nahrungsangebot, auf biotische Faktoren wie Fressfeinde und viele andere)
- Möglichkeit der Bewegung (bei Bakterien zum Beispiel durch die Geißel, bei Tieren durch die Extremitäten, auch in der Zelle bewegen sich Proteine und Vesikel)
Im Laufe der Evolution haben sich verschiedene Arten von Zellen gebildet: zum einen die Prokaryoten, die einfach gebaut sind und keinen Zellkern aufweisen, und zum anderen die Eukaryoten, welche sich vom Aufbau stark von den Prokaryoten unterscheiden. Prokaryoten treten immer als Einzeller auf, dass heißt jede Zelle für sich ist selbständig lebens- und funktionsfähig. Eukaryoten können sowohl als Einzeller als auch als Mehrzeller auftreten. Bei den Mehrzellern bilden Zellen sogenannte Zweckverbände. Sie teilen sich Funktionen und sind oft einzeln nicht mehr lebensfähig.
[Bearbeiten] Anatomie der Zelle
1. Nukleolus. 2. Zellkern (Nukleus). 3. Ribosomen. 4. Vesikel. 5. Raues Endoplasmatisches Reticulum (ER). 6. Golgi-Apparat. 7. Mikrotubuli. 8. Glattes ER. 9. Mitochondrien. 10. Lysosom. 11. Zytoplasma. 12. Mikrobodies. 13. Zentriolen
Jede Zelle, egal ob Prokaryot oder Eukaryot, hat eine Membran, die die Zelle von der Umgebung abgrenzt. Durch diese Membran wird kontrolliert, was in die Zelle aufgenommen und was hinaustransportiert wird. Auf jeder Seite der sogenannten Zellmembran befinden sich Ionen, elektrostatisch geladene Moleküle, unterschiedlicher Konzentrationen, die durch die Zellmembran aufrecht erhalten werden. Dadurch wird ein Konzentrationsgefälle oder auch elektrochemischer Gradient aufgebaut. Das durch die Zellmembran umschlossene Medium wird Cytoplasma genannt. Alle Zellen besitzen Desoxyribonukleinsäure (DNA), in der die Erbinformationen gespeichert sind, Ribonukleinsäure (RNA), die zum Aufbau von Proteinen wie den Enzymen notwendig ist, und Proteine, die die meisten Reaktionen in der Zelle katalysieren oder Strukturen in der Zelle bilden. Im folgenden sind die wichtigsten Zellkomponenten aufgelistet und kurz beschrieben:
[Bearbeiten] Zellmembran - die schützende Hülle
siehe Hauptartikel: Zellmembran
Jede Zelle ist von einer Zellmembran oder auch Plasmamembran umschlossen. Diese Membran trennt die Zelle von der Umgebung ab und nimmt auch eine schützende Rolle ein. Sie besteht hauptsächlich aus einer Doppellipidschicht und verschiedenen Proteinen, die unter anderem den Austausch von Ionen oder anderen Molekülen möglich machen.
[Bearbeiten] Zellskelett - das Gerüst der Zelle
siehe Hauptartikel: Cytoskelett
Das Zellskelett ist ein wichtiges, komplexes und auch dynamisches Zellelement. Es besteht aus Proteinen, den Mikrofilamenten. Es ist verantwortlich für die mechanische Stabilisierung der Zelle und ihrer äußeren Form, für aktive Bewegungen der Zelle als Ganzes, sowie für Bewegungen und Transporte innerhalb der Zelle.
[Bearbeiten] Das genetische Material
siehe Hauptartikel: DNA und RNA
In der Zelle existieren zwei Arten von gentischen Material: die Desoxyribonukleinsäure (DNA) und die Ribonukleinsäure (RNA). Für die Speicherung der Informationen über lange Zeit wird die DNA von den Organismen genutzt. Die RNA wird häufig zum Transport der Information (z.B. mRNA) und für enzymatische Reaktionen (z.B. rRNA) verwendet.
Bei Prokaryoten liegt die DNA in einfacher, ringförmiger (circulär) Form vor, die man Bakterienchromosom nennt. In eukaryotischen Zellen ist die DNA an verschiedenen Orten verteilt: im Zellkern und in den Mitochondrien und Plastiden, Zellorganellen mit doppelter Membran. In den Mitochondrien und den Plastiden liegt die DNA wie in Prokaryoten circulär vor. Die DNA im Zellkern ist linear in sogenannten Chromosomen organisiert. Die Anzahl der Chromosomen variiert von Art zu Art. Die menschliche Zelle besitzt 46 Chromosomen.
[Bearbeiten] Die Organellen
siehe Hauptartikel: Organell
Bei mehrzelligen Organismen sind die Zellen auf bestimmte Funktionen spezialisiert, dass heißt sie teilen die Gesamtfunktion auf mehrere Zelltypen auf. Oft bilden viele Zellen mit der gleichen Funktion und unterstützende Zellen einen Komplex, den man Organ nennt. Beim Menschen ist zum Beispiel die Lunge für den Gasaustausch von Kohlendioxid und Sauerstoff verantwortlich. In den Zellen selbst gibt es Strukturen, die bestimmte Aufgaben übernommen haben. Diese Strukturen nennt man Organellen, "kleine Organe". Solche Organellen sind immer von einer Membran umschlossen und somit fast nur in Eukaryoten zu finden. Die Zusammensetzung der Organellen ist allerdings in Pflanzen- und in tierischen Zellen unterschiedlich. Im folgenden werden wichtige Organellen aufgeführt.
[Bearbeiten] Zellkern - Das Steuerrad der Zelle
siehe Hauptartikel: Zellkern
Der Zellkern bildet die Steuerzentrale der eukaryotischen Zelle. Durch eine doppelte Membran wird der Kern von Cytoplasma abgegrenzt. Diese Membran wird vom endoplasmatischen Retikulum gebildet. Die sogenannte Kernmembran wird von winzigen Kernporen durchbrochen, wodurch ein Austausch von Molekülen zwischen Kerninnerem, der Kernmatrix, und Cytoplasma möglich ist. Die Kernporen sind gerade so groß, dass RNA hindurchpasst, jedoch keine DNA. Der Zellkern enthält die chromosomale DNA, die dort bei Zellteilung verdoppelt wird. Im Zellkern findet die Synthese der RNA statt, die danach aus dem Zellkern durch die Kernporen hinaustransportiert wird. Durch Poren in der Kernhülle steht das Kerninnere mit dem Cytoplasma in Verbindung. Diese Kernporen sind so groß, das RNA (Ribonukleinsäure), ein Makromolekül, aber keine DNA hindurch treten kann. Im mikroskopischen Bild des Kernes ist eine Verdichtung der DNA zu erkennen, die man Kernkörperchen oder Nukleolus nennt. Die DNA in diesem Bereich des Kerns kodiert für die ribosomale RNA, also für die katalytische RNA der Ribosomen.
[Bearbeiten] Die Mitochondrien - Die Kraftwerke der Zelle
siehe Hauptartikel: Mitochondrium
Die Mitochondrien gehören zu den selbstvermehrenden Organellen und sind in Eukaryoten in unterschiedlicher Anzahl zu finden. Sie enthalten ein eigenes Genom, das viele aber nicht alle der für die Mitochondrien wichtigen Gene enthält. Die anderen Gene befinden sich auf den Chromosomen im Zellkern. Deshalb sind die Mitochondrien semiautonom. Mitochondrien werden als "Energiekraftwerke" der Zelle bezeichnet. In ihnen findet die Oxidation organischer Stoffe mit molekularem Sauerstoff statt, wobei Energie freigesetzt und in Form von chemischer Energie (als ATP) gespeichert wird.
[Bearbeiten] Die Plastiden
Plastiden existieren in eukaryotischen Zellen, die Fotosynthese betreiben, also Pflanzen und Algen. Wie die Mitochondrien besitzen die Plastiden ihr eigenes Genom und sind semiautonom, also auch selbstvermehrend. Es gibt verschiedene Plastiden, die alle von dem sogenannten "Proplastiden" abstammen. Sie sind in der Lage sich in eine andere Plastidenform umzuwandeln. Der Chloroplast ist der am häufigsten rezitierte. Er enthält viele Farbstoffe wie das Chlorophyll, welches unter anderem in die Fotosynthese involviert ist. Ein anderer Plastid ist zum Beispiel der Amyloplast, der in der Lage ist Stärke, ein Fotosynthese-Endprodukt, zu speichern.
[Bearbeiten] Das endoplasmatische Retikulum und der Golgi Apparat
siehe Hauptartikel: endoplasmatisches Retikulum und Golgi-Apparat
Diese beiden Systeme bestehen aus von Membranen begrenzten Hohlräumen und sind in den meisten Eukaryoten zu finden. Sie sind funktionell eng miteinander verknüpft. Das Endoplasmatische Retikulum (ER) ist das schnelle Transportsystem für chemische Stoffe, weiterhin wird in der Mitose die neue Kernmembran vom ER abgeschnürt. Außerdem ist es für die Translation, Proteinfaltung, posttranslationale Modifikationen von Proteinen und Proteintransport von Bedeutung. Diese Proteine werden anschließend vom Golgi Apparat "verteilt". Im Golgi Apparat werden die Proteine modifiziert, sortiert und an den Bestimmungsort transportiert. Defekte Proteine werden dabei aussortiert und abgebaut.
[Bearbeiten] Lysosomen und Peroxisomen - der Verdauungsschnaps der Zelle
siehe Hauptartikel: Lysosom und Peroxisom
Lysosomen sind winzige, von einer Membran umschlossene Zellorganellen in Eukaryoten. Sie enthalten hydrolytische Enzyme und Phosphatasen. Ihre Hauptfunktion besteht darin, aufgenommene Fremdstoffe mittels der in ihnen enthaltenen Enzyme zu verdauen. Bei Pflanzen nehmen Zellsaftvakuolen die Aufgaben der Lysosomen wahr. Peroxisomen (Glyoxisomen im Speichergewebe von Pflanzensamen), auch Microbodies genannt, sind evolutionär sehr alte Zellorganellen in eukaryotischen Zellen. Sie fungieren als Entgiftungsapparate. In den Peroxisomen befinden sich ca. 60 Monooxygenasen und Oxidasen genannte Enzyme, die den oxidativen Abbau von Fettsäuren, Alkohol und anderen schädlichen Verbindungen katalysieren.
[Bearbeiten] Die Vakuole - Speicher- und Entgiftungsorgan
siehe Hauptartikel: Vakuole
Vakuolen sind große von Membranen umschlossene Reaktionsräume vorwiegend in Pflanzen, aber zum Beispiel auch im Pantoffeltierchen (Euglena). Sie erfüllen die vielfältigsten Aufgaben, unter anderem Aufrechterhaltung des Zelldrucks (Turgor), Lager für toxische Stoffe, Farbgebung der Zelle, Verdauung von Makromolekülen und im Falle der kontraktilen Vakuole der Wasserausscheidung.
[Bearbeiten] weitere wichtige Zellkomponenten &
[Bearbeiten] Ribosomen - Die Proteinfabrik
siehe Hauptartikel: Ribosom
Die Ribosomen sind große aus RNA und Protein bestehende Komplexe in Pro- und Eukaryoten. Sie sind für die Synthese von Proteinen aus Aminosäuren verantwortlich. Die mRNA dient dafür als Vorlage. Die Proteinbiosynthese ist sehr wichtig für alle Zellen, weshalb die Ribosomen in vielfacher Zahl in den Zellen vorliegen, zum Teil hunderte bis tausende von Ribosomen pro Zelle.
[Bearbeiten] Zentriolen
siehe Hauptartikel: Zentriolen
Zentriolen sind zylinderförmige Strukturen im Ausmaß von etwa 170 x 500 Nanometern. Sie sind an der Bildung des MTOC (Mikrotubuli-organizing centers) beteiligt, das während der Mitose den Spindelapparat zur Trennung der Chromosomen bildet, aber auch während der Interphase zur Organisation und physikalischen Stabilisierung der Zelle beiträgt. Zentriolen kommen in den meisten tierischen Zellen und den Zellen niederer Pflanzen vor, nicht jedoch bei den höheren Pflanzen (Angiospermen).
[Bearbeiten] Die prokaryotische Zelle
Auf der Erde existieren zwei Grundtypen von Zellen, die prokaryotischen und die eukaryotischen Zellen Prokaryoten besitzen keinen echten Zellkern (altgriechisch eu = echt, karyon = Kern) und weisen eine einfachere innere Organisation im Gegensatz zu den Eukaryoten auf. Zu den Prokaryoten gehören die Bakterien und die Archaebakterien. Sie treten meist als einzellige Organismen auf. Prokaryoten kann man im Allgemeinen durch folgende Punkte von den Eukaryoten unterscheiden:
- morphologisch nicht sehr komplex, d.h. sie bilden keine Kompartimente
- die DNA liegt frei im Cytoplasma als Nucleoid vor
- meist nur ein einzelnes Chromosom, welches nicht durch Histone, spezielle Proteine, stabilisiert wird
- oft Chromosom ringförmig geschlossen (Bakterienchromosom)
- die Zellhüllen sind häufig klomplex aufgebaut, u. U. sogar mit zwei Membranen
- immer kleinere Ribosomen als in Eukaryoten (70-S-Ribosomen)
Prokaryotische Zellen zeichnen sich durch hohe physiologische Flexibilität aus.Sie sind teilweise auch unter extremen Bedingungen lebensfähig (Temperaturbereich bis über 100 °C; oxisches oder anoxisches Milieu; saures Milieu (pH-Wert 1 -4); hohe hydrostatische Drücke (1000 bar)). Viele leben parasitisch, symbiontisch oder saprovorisch, einige sind pathogen (krankheitserregend). Häufig enthalten sie Plasmide (extrachromosomale DNA-Elemente, ringförmig oder linear).
Weiterhin besitzen Prokaryoten nur beschränkt die Fähigkeit sich zu differenzieren, wie zum Beispiel bei der Sporulation von Bacillus subtilis
[Bearbeiten] Die eukaryotische Zelle &
und die eukaryotischen Zellen, die eine komplexere innere Struktur und einen echten Zellkern haben.
| prokaryotische Zelle | eukaryotische Zelle |
|---|---|
| sind die Zellen von Bakterien (Bacteria und Archaea) | sind tierische und pflanzliche Zellen sowie Pilze und Protisten, also sowohl Einzeller als auch Mehrzeller |
| besitzen keinen Zellkern, die DNA liegt als in sich geschlossenes Molekül (als Bakterienchromosom oder Plasmid) frei im Cytoplasma vor | besitzen einen Zellkern, der die DNA in Form von Chromosomen enthält |
| besitzen keine membranumgebenen Zellorganellen | besitzen neben dem Zellkern weitere membranumschlossene Zellorganellen wie Mitochondrien, Endoplasmatisches Reticulum, Golgi-Apparat und Vesikel, Peroxisomen, Lysosomen; bei Pflanzen auch Vakuolen und Plastiden |
| es gibt nur eingeschränkt die Fähigkeit zur Differenzierung (siehe Sporulation, Myxobakterien) |
Zellen von Mehrzellern haben die Fähigkeit zur Differenzierung |
|
|
|
Früher wurde angenommen, dass das Cytoskelett eine spezielle Struktur der eukaryotischen Zelle sei. Prokaryotischen Proteine bilden aber Strukturen, die Ähnlichkeit mit dem eukaryotischen Cytoskelett in Aufbau und Funktion aufweisen. Dadurch wurde diese Hypothese verworfen.
[Bearbeiten] Unterscheidung von pflanzlicher und tierischer Zellen
Unterschiede zwischen tierischen und pflanzlichen Zellen
Tierische Zellen und pflanzliche Zellen gehören beide zu den eukaryotischen Zellen, aber es gibt einige Unterschiede in ihrem Aufbau. Im Folgenden werden die wichtigsten Unterschiede tabellarisch aufgelistet.
| pflanzliche Zellen | tierische Zellen |
|---|---|
| sind von einer Zellwand umschlossen | besitzen keine Zellwand |
| enthalten Chloroplasten und andere Plastiden | besitzen keine Chloroplasten oder andere Plastiden |
| besitzen Vakuolen | besitzen nur in Ausnahmefällen Vakuolen |
| in pflanzlichen Geweben stehen die Zellwände benachbarter Zellen durch eine Mittellamelle miteinander in Kontakt (Tüpfel) | in tierischen Geweben stehen die Zellmembranen benachbarter Zellen über eine Extrazelluläre Matrix in Kontakt |
| die einzelnen Zellen sind teilweise über Plasmodesmen miteinander verbunden | die einzelnen Zellen sind über Desmosomen und verschiedene andere Strukturen ("Celljunctions") miteinander verbunden |
| noch keine Lysosomen gefunden | besitzen Lysosomen, die in vielen Fällen die Aufgaben der lytischen Vakuolen übernehmen |
Besonderheiten pflanzlicher Zellen
- Die Zellwand umgibt die Zelle und verleiht dem Pflanzenkörper Festigkeit. Sie ist durchlässig für Wasser, gelöste Nährstoffe und Gase. Sie besteht hauptsächlich aus Cellulose. Bei Zellen mit dicken Zellwänden, durch die dennoch Stoffe transportiert werden, gibt es in den Zellwänden Tüpfel. Das sind Öffnungen in der Zellwand, durch die benachbarte Zellen - nur durch eine dünne Membran getrennt - untereinander in Kontakt stehen und durch die der Austausch von Stoffen erleichtert wird.
- Die Chloroplasten enthalten den grünen Farbstoff Chlorophyll und betreiben die Photosynthese. Dabei wird die Energie des Sonnenlichtes eingefangen (absorbiert), in chemische Energie in Form von Traubenzucker (Glucose) umgewandelt und in Form von Stärke gespeichert.
- Die Vakuolen sind Räume im Cytoplasma, die mit Farbstoffen, Giftstoffen, Duftstoffen und anderen gefüllt sein können.
- Der Tonoplast ist die semipermeable Membran, die die Vakuole gegen das Plasma abgrenzt.
[Bearbeiten] Funktionen der Zelle
[Bearbeiten] Wachstum und Stoffwechsel
[Bearbeiten] Zellteilung
[Bearbeiten] Proteinsynthese
[Bearbeiten] Krebs - eine Zellkrankheit
[Bearbeiten] Herkunft der Zelle
[Bearbeiten] Die Entstehung der ersten Zelle
[Bearbeiten] Entwicklung der eukaryotischen Zelle
[Bearbeiten] Die Entdeckungsgeschichte der Zelle
[Bearbeiten] Literatur
- Klaus Werner Wolf, Konrad Joachim Böhm: Organisation von Mikrotubuli in der Zelle. Biologie in unserer Zeit 27(2), S. 87 – 95 (1997), ISSN 0045-205X
- May-Britt Becker, Armin Zülch, Peter Gruss: Von der undifferenzierten Zelle zum komplexen Organismus: Konzepte der Ontogenie. Biologie in unserer Zeit 31(2), S. 88 - 97 (2001), ISSN 0045-205X
- Friedrich Marks: Datenverarbeitung durch Proteinnetzwerke: Das Gehirn der Zelle. Biologie in unserer Zeit 34(3), S. 159 - 168 (2004), ISSN 0045-205X
[Bearbeiten] Weblinks
- Zellaufbau und Zellfunktion - Graphik zu allen Organellen
[Bearbeiten] Siehe auch
Proliferationsgrad, Glia, Perfusionskultur, Zellwachstum, Mitochondrium
