Alle lebenden Organismen bestehen aus Zellen, und nach einer

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Alle lebenden Organismen bestehen aus Zellen, und nach einer allgemein verbreiteten Ansicht kann
man nichts, das kleiner ist als eine Zelle, als wirklich lebendig bezeichnen. Manche
Mikroorganismen, so Bakterien und Protozoen, bestehen aus einzelnen Zellen; Pflanzen und Tiere
dagegen sind Organismen aus vielen Millionen Zellen, die zu Geweben und Organen
zusammengelagert sind
Ein grundlegender Unterschied in Größe und innerem Aufbau besteht zwischen Prokaryonten- und
Eukaryontenzellen. Prokaryontenzellen, die man nur bei den Bakterien und Cyanobakterien (früher
blaugrüne Algen genannt) findet, sind relativ klein (Durchmesser 1 bis 5 µm) und einfach gebaut; ihr
genetisches Material (DNA) liegt gehäuft in einem Bereich, der aber nicht durch eine Membran von
der übrigen Zelle getrennt ist. Das heißt sie besitzen keinen Zellkern. Alle anderen Lebewesen,
nämlich Protozoen, Pflanzen, Pilze und Tiere, sind Eukaryonten: Ihre Zellen sind viel größer (im
typischen Fall mit einer Länge von 10 bis 50 µm), und ihr genetisches Material ist von einer
Membran umschlossen, die den Zellkern bildet, ein auffälliges, kugeliges Gebilde im Zellinneren.
Der Begriff eukaryontisch kommt aus dem Griechischen und bedeutet mit einem echten Kern;
prokaryontisch heißt vor dem Kern.
Aufbau einer Pflanzenzelle
Ein wesentlicher Unterschied zwischen den Zellen von Tieren und Pflanzen besteht darin, dass
Pflanzenzellen über eine Zellwand sowie über Chloroplasten verfügen; die letzteren Organellen sind
Ort der Photosynthese.
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Aufbau einer Pflanzenzelle
Ein wesentlicher Unterschied zwischen den Zellen von Tieren und Pflanzen besteht darin, dass Pflanzenzellen
über eine Zellwand sowie über Chloroplasten verfügen; die letzteren Organellen sind Ort der Photosynthes
Zellwand
Der Inhalt aller lebenden Zellen ist von der Plasmamembran umschlossen, einem dünnen Häutchen,
das die Grenze zwischen Zellinhalt und Umgebung bildet. Die Plasmamembran ist eine
zusammenhängende, acht bis zehn Nanometer dicke Schicht aus Lipid- und Proteinmolekülen, die als
selektive Schranke wirkt und somit verhindert das unerwünschte Fremdkörper in die Zelle eindringen
Diese Zellwand darf nicht mit der Zellmembran verwechselt werden: Tierische Zellen sind nur von
geschmeidigen, flexiblen Zellmembranen umschlossen, besitzen also keine Zellwand. Der
Anpassungsunterschied zwischen Pflanze und Tier besteht hier darin, dass Tiere ein spezielles Skelett
besitzen. Dies ist entweder endogen angelegt wie beim Menschen, durch dessen Knochengerüst die
weichen Gewebe stabilisiert werden, oder es liegt wie bei Insekten als Exoskelett vor: außen eine
starre Hülle, die in ihrem Innern die weichen Gewebe birgt. Bei den Pflanzen besitzt jede einzelne
Zelle ihr eigenes Skelett, das ganz individuell den Bedürfnissen angepasst sein kann – zart und
empfindlich wie beim Salat oder steinhart wie bei den Nüssen.
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Zellkern
Das auffälligste Organell der meisten Tier- und Pflanzenzellen ist der Zellkern, ein
membranumhülltes, in der Regel ungefähr kugelförmiges Körperchen mit einem Durchmesser von
etwa 5 µm. In seinem Inneren sind die DNA-Moleküle zusammen mit Proteinen in den
Chromosomen organisiert, die meist als Paare identischer Chromosomen vorliegen. Normalerweise
sind die Chromosomen so dünn und verworren, dass man sie nicht einzeln erkennen kann. Kurz vor
der Zellteilung kondensieren sie jedoch, d. h., sie werden so dick, dass man sie als getrennte
Strukturen im Mikroskop sichtbar machen kann. Die DNA jedes Chromosoms ist ein einziges langes,
dicht zusammengerolltes Molekül, das eine Reihe hintereinander angeordneter Gene enthält. In den
Genen ist die Information für den Aufbau der Proteine codiert, die zur Entstehung eines neuen
funktionsfähigen Abbilds der Zelle erforderlich sind.
Der Zellkern ist von einer zweischichtigen Membran umgeben; Löcher in dieser Hülle, Kernporen
genannt, gestatten den Austausch zwischen dem Zellkern und den übrigen Teilen der Zelle. In einem
besonderen Teil des Zellkernes, dem Nucleolus, werden RNA- und proteinhaltige Teilchen
zusammengesetzt, die dann durch die Kernporen ins Zytoplasma wandern und dort nach weiterer
Abwandlung zu den Ribosomen werden.
Als RNA bezeichnet man boten molekühle die der zellkern ins Zytoplasma aussendet um so die
proreinsynthese zu steuern
Zytoplasma
Das gesamte Volumen der Zelle außerhalb des Zellkernes nennt man Zytoplasma.
Die konzentrierte wässrige Lösung, in der die Organellen liegen, bezeichnet man als Zytosol. Es ist
ein Gel auf Wasserbasis, das eine gewaltige Vielfalt großer und kleiner Moleküle enthält. Bei den
meisten zellen ist das Zytoplasma der größte Bestandteil im Zellinneren. Das Zytosol ist der Ort
vieler wichtiger Lebensfunktionen der Zelle; u. a. finden hier die ersten Reaktionen des
Nährstoffabbaus statt, und auch viele der großen Moleküle, aus denen die Zelle besteht, werden im
Zytosol zusammengesetzt. Viele Moleküle liegen im Zytosol in echter Lösung vor und können sich
durch Diffusion rasch von einem Ort zum anderen bewegen; andere dagegen haben eine stärker
festgelegte Anordnung. Diese geordneten Strukturen verleihen dem Zytosol eine innere Organisation,
Mitrochondien oder zellkraftwerke
Die Mitochondrien gehören zu den auffälligsten Organellen im Zytoplasma und finden sich in fast
allen Eukaryontenzellen. Im Elektronenmikroskop erkennt man ihre charakteristische Struktur: Jedes
Mitochondrium ist ein meist wurstförmiges, mehrere Mikrometer langes Gebilde, das von zwei
unterschiedlichen Membranen umschlossen ist. Die innere dieser beiden Hüllen ist stark gefaltet.
Mitochondrien dienen der Energieerzeugung. Jede Zelle braucht Energie für Wachstum und
Fortpflanzung, und diese Energie stammt zum größten Teil aus den Mitochondrien, in denen die
letzten Stadien des Nährstoffabbaus stattfinden. Da bei diesem Vorgang Sauerstoff verbraucht und
Kohlendioxid produziert wird, bezeichnet man ihn auch als Zellatmung. Ohne Mitochondrien
könnten Tiere und Pilze den Sauerstoff nicht verwerten, um der Nahrung in vollem Umfang die für
Wachstum und Vermehrung erforderliche Energie zu entziehen.
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Chloroplasten
Chloroplasten sind große, grüne Organellen, die man nur in den Zellen von Pflanzen und Algen
findet, nicht aber bei Tieren oder Pilzen. Sie sind nicht komplizierter gebaut als die Mitochondrien:
Neben den beiden Membranhüllen besitzen sie in ihrem Inneren viele kleine Säckchen aus einer
Membran, die den grünen Farbstoff Chlorophyll enthält. Betrachtet man das Leben auf der Erde als
Ganzes, haben die Chloroplasten eine noch wichtigere Aufgabe als die Mitochondrien: In ihnen
findet die Photosynthese statt, bei der aus Kohlendioxid und Wasser mit Hilfe der Energie aus dem
Sonnenlicht kleine, energiereiche, kohlenstoffhaltige Moleküle aufgebaut werden. Gleichzeitig wird
dabei Sauerstoff frei. Die Chloroplasten erzeugen also sowohl die Nährstoffmoleküle als auch den
Sauerstoff, die von den Mitochondrien verwertet werden
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Golgi-Apparat
Der Golgi-Apparat, ein winziger Einschluss im Zytoplasma, besteht aus einer Reihe glatter,
stapelförmig angeordneter Membranhüllen. Er leitet neu synthetisierte Proteine an ihren
Bestimmungsort in der Zelle.
Sekretion und Endozytose
Eine der wichtigsten Funktionen der Membranbläschen (Vesikel) ist der Materialtransport zur
Plasmamembran und von ihr weg, also der Stoffaustausch zwischen dem Innenraum und der
Umgebung einer Zelle. Zwischen endoplasmatischem Reticulum, Golgi-Apparat, Lysosomen und
Zellumgebung werden ständig Substanzen hin- und hertransportiert. Dieser Austausch erfolgt über
kleine Membranvesikel, die sich von einer Membran abschnüren und mit einer anderen
verschmelzen. So stülpen sich z. B. an der Zelloberfläche ständig Abschnitte der Plasmamembran
ein; sie schnüren sich als Vesikel ab und befördern Material, das aus dem umgebenden Medium
aufgenommen wurde, ins Zellinnere – ein Vorgang, den man als Endozytose bezeichnet
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