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Zelle (Biologie)
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Von Johann Klempner
Veröffentlicht am 23.09.08
 
Die Zelle ist die grundlegende, strukturelle und funktionelle Einheit aller Lebewesen.

Allgemeines
Es gibt Lebewesen, die nur aus einer einzigen Zelle bestehen, und die deshalb Einzeller genannt werden. Zellen, die aus mehr als einer Zelle bestehen, heißen Mehrzeller.

Zellen werden außerdem in prokayotische und eukaryotische Zellen unterteilt. Einzeller können Prokaryoten (Bacteria, Archaea) oder Eukaryoten (Protisten) sein. Mehrzeller (Pflanzen, Pilze, Tiere) sind dagegen ausschließlich Eukaryoten.

Die Zellbiologie befasst sich mit der Lehre der Zellen.

Aufbau von Zellen
Alle bekannten Zellen, mit Ausnahme einiger spezialisierter Zelltypen, haben bestimmte Komponenten gemeinsam:

  • Die DNA, die genetische Information, die als Bauplan für die Proteine dient, die alle Zellvorgänge steuern
  • Proteine, die als Strukturproteine für den Bau der Zelle oder als Enzyme für sämtliche Stoffwechselprozesse oder als Signalproteine für die Kommunikation der Zelle zuständig sind
  • Membranen, die die Zelle von ihrer Umgebung abgrenzen, als Barriere fungieren, den Kontakt mit der Außenwelt aufrecht erhalten und komplexere Zellen in verschiedene Reaktionsräume, die so genannten Kompartimente aufteilen.
  • die Prozesse im Zellinneren laufen in einem wässrigen Milieu, dem Cytosol ab.
  • alle Zellen besitzen RNA und Ribosomen, die für die Proteinsynthese benötigt werden
Zellen haben auch gemeinsame grundlegende Fähigkeiten:

  • sie können sich durch Zellteilung reproduzieren und durchlaufen dabei einen Zellzyklus
  • sie betreiben Stoffwechsel: die Aufnahme von Nahrungsmolekülen und Spurenelementen, deren Umwandlung in Energie und neue Zellkomponenten und die Entsorgung von Abfallprodukten
Der menschliche Körper beispielsweise besteht aus rund 220 verschiedenen Zell- und Gewebetypen.


Unterschiede zwischen prokaroytischen und eukaroytischen Zellen
Auf der Erde existieren zwei Grundarten von Zellen, die prokaryotischen Zellen, die keinen richtigen Zellkern besitzen und die eine einfachere innere Organisation aufweisen, und die eukaryotischen Zellen, die eine komplexere innere Struktur und einen Zellkern haben. Im folgenden werden die wichtigsten Unterschiede tabellarisch aufgelistet:

prokaryotische Zelle eukaryotische Zelle
  • sind Bakterienzellen (Bacteria und Archaea) und daher Einzeller
  • besitzen keinen Zellkern, die DNA liegt frei im Cytoplasma vor
  • bestehen aus nur einem Kompartiment und besitzen keine Zellorganellen*besitzen kein Cytoskelett
  • es gibt nur eingeschränkt die Fähigkeit zur Differenzierung (Beispiele: Sporulation, Myxobakterien)
  • sind tierische und pflanzliche Zellen sowie Pilze und Protisten, also sowohl Einzeller als auch Mehrzeller
  • besitzen einen Zellkern, der die DNA enthält
  • bestehen aus verschiedenen Kompartimenten und besitzen neben dem Zellkern weitere Zellorganellen wie Mitochondrien, Plastiden (nur Pflanzen), Endoplasmatisches Reticulum, Golgi-Apparat und Vesikel, Peroxisomen, Lysosomen, Vakuolen (nur Pflanzen)
  • besitzen ein Cytoskelett
  • Zellen von Mehrzellern haben die Fähigkeit zur Differenzierung

Unterschiede zwischen tierischen und pflanzlichen Zellen
Tierische 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
  • haben Zellwände
  • haben Chloroplasten und andere Plastiden
  • haben Vakuolen
  • in pflanzlichen Geweben stehen die Zellwände benachbarter Zellen durch eine Mittellamelle in Kontakt
  • die einzelnen Zellen sind teilweise über Plasmodesmen miteinander verbunden
  • haben keine Zellwände
  • haben keine Chloroplasten oder andere Plastiden
  • haben nur in Ausnahmefällen Vakuolen
  • in tierischen Geweben stehen die Zellmembranen benachbarter Zellen über eine Extrazelluläre Matrix in Kontakt
  • die einzelnen Zellen sind über Desmosomen und verschiedenen Zelljunctions miteinander verbunden

Aufbau der pflanzlichen Zelle

  • Die Zellwand umgibt die Zelle und verleiht dem Pflanzenkörper Festigkeit. Sie ist durchlässig für Wasser, gelöste Nährstoffe und Gase. Sie besteht hauptsächlich aus Cellulose.
  • Die Tüpfel sind Öffnungen in der Zellwand, sie verbinden die Zelle