Zellbestandteile: Aufbau einer Zelle (Tier + Pflanzen)

Die Zelle kann mit einer Fabrik verglichen werden. Diese
Fabrik
stellt verschiedene Produkte her:

Dazu benötigt sie Maschinen, Arbeiter, Rohstoffe und Baupläne nach denen die Stoffe hergestellt werden.

Die Maschinen sind die Zellorganellen.

Die Arbeiter sind die Enzyme.

Die Rohstoffe sind in der Nahrung enthalten, die die Zelle aufnimmt.

Die Baupläne sind als Erbinformation im Zellkern in den Chromosomen in Riesenmolekülen (Makromoleküle) genannt: DNA gespeichert.

Wir wollen uns nun die “Maschinen” (= Zellorganellen)
genauer ansehen.


Tierzelle

Zellorganell

nuc3

Zellkern
(Nukleus)
: Träger der Erbinformation

mito3
Mitochondrien: Kraftwerke der Zelle

ga3
Golgi-Apparat: Stoffwechsel und Syntheseorganell

er3
Endoplasmatisches Retikulum (ER) : Transportkanäle

ribos3
Ribosomen: Proteinsynthese

ves3
LysosomenPeroxisomenOxidationszentren

cent5
Centriol (nur in Tierzellen): Zellteilung

csk3
MikrotubuliStützfunktion

cm3
Zellmembran, Cytoplasma: Zellhülle

Pflanzenzelle

Zellorganell

cellw8

Fast alle anderen Zellorganellen
wie bei Tierzellen und zusätzlich:


ZellwandZellform und Festigkeit


vac
VakuoleSpeicherplatz

chlop
Plastiden: Photosynthese

Apoptose (= programmierter Zelltod)

So merkwürdig es klingt, Zellen sind nicht nur dazu
da, in bestimmten Organen bestimmte Aufgaben zu übernehmen und bestimmte Stoffe herzustellen, sondern müssen zum Wohle des gesamten Organismus auch gezielt getötet werden. Dazu besitzen alle Zellen im Zellkern Erbgut, das diesen Zelltod auslöst, sobald das Erbgut aktiviert wird. Man nennt diesen programierten Zelltod Apoptose.

Am bekanntesten sind in der Haut die Epidermiszellen.
Sie wandern von den unteren Hautschichten bis an die Oberfläche und
sterben dort durch gezielte Apoptose.
Hier bilden sie die oberste Hautschicht verhornter, toter Zellen, genannt
Epidermis.

Bei der Differenzierung (= Individualentwicklung) der
Organismen machen diese normalerweise verschiedene Stadien durch. Beispiele sind beim Mensch:

Embryo – Kleinkind – Kind – Erwachsener,

beim Frosch:
Ei – Kaulquappe – Frosch.

Dabei werden bestimmte Zellen, wenn sie Ihre Aufgabe erfüllt haben
und im nächsten Entwicklungsstadium nicht mehr gebraucht werden gezielt durch Apoptose getötet. Beim Frosch sind das z.B. bei der Metamorphose von der Kaulquappe zum Frosch die Zellen des Schwanzes. Beim Menschen in der Embryonalentwicklung die Zellen zwischen den Fingern.

apop1

Apoptose ist ist ein genetisch gesteuertes Selbstmordprogramm, das entweder durch äußere Signale wie UV-Strahlung oder bestimmte chemische Stoffe wie Lymphotoxin (= Botenstoff von weißen Blutkörperchen) oder zellinnere Faktoren ausgelöst wird. Jede Zelle hat dazu spezielle Rezeptoren an der Außenmembran.

Werden diese Gene aktiviert, entstehen proteinverdauende Enzyme namens Caspasen, die in einer Kaskade von zellinternen Vorgängen die Zelle auflösen. Die Überreste werden dann von einer benachbarten Zelle aufgenommen und verdaut.


apop2

 


Abb. 25

ELMI-Bilder von Zellen

renalccPolygonale Nierenzellen aus
einem Carcinom mit Zellkern und definierter Zellmembran
(TEM)algencAllgenzelle mit Zellkern, Vakuole, Mitochondrien u. a. (TEM)cellwz

Wurzelzellen der Zwiebel bei der Zellteilung mit Zellkkern, Nucleolus,
Zellwand usw.
(lichtmikroskop. Bild)

clltw

Tierzelle mit allen Zellorganellen
(ELMI verändert)

pcell4

Pflanzenzellen mit Chloroplasten im Lichtmikroskop

 

 

 

 

 

 

 


Abb. 26

Apoptose bei Hautzellen
 
epid3

1 Keratinozyte mit Melanin
2 Melanozyte
3 sich teilende Melanozyte
4 Basalmembran zur Dermis
(= Unterhaut)
5 Blutgefäß

 

 

 


Abb. 27

Apoptose während der Entwicklung
bei Fröschen und Menschen

 

 

 


Abb. 28

Prinzip der Apoptose
 

2002 wurde für Aufkärung der genetischen Regulation der
Apoptose im Zusammenhang mit der Organentwicklung der Nobelpreis
in Physiologie und Medizin an die drei Wissenschaftler S. Brenner,
H. Horvitz und J. E. Sulston vergeben

 

 

Weiterführende
Quellen:
http://www.critpath.org/aric/library/art006.htm
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/A/Apoptosis.html
http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/special/apoptosis.htm
http://www.nobel.se/medicine/laureates/2002/
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