Campbell Biologie für die gymnasiale Oberstufe

6 Die Struktur von Zellen
MERKE!
Bei eukaryotischen Zellen ist die DNA von
ei nem Zellkern umgeben. In prokaryotischen
Zellen kommt die DNA frei in einem Bereich
des Cytoplasmas vor, dem Nucleoid.
enthalten alle Zellen Ribosomen, supramolekulare Komplexe, in denen die
Proteinbiosynthese stattfindet. Ein Unterschied zwischen pro- und eukaryotischen
Zellen be steht in der Lokalisation der zellulären DNA, was sich in der
Namensgebung der Zelltypen widerspiegelt. In eukaryotischen Zellen ist der
Großteil der DNA in einem Organell, dem Zellkern, eingeschlossen, der von
einer Doppelmembran umgeben ist (⇒ Abbildung 6.6). (Das Wort eukaryotisch
leitet sich aus dem Griechischen ab: eu-, wahr und + karyon, Kern.) In
prokaryotischen Zellen (gr. pro-, vor und + karyon, Kern) liegt die DNA
in einem als Nucleoid bezeichneten Bereich der Zelle konzentriert vor, ist
aber nicht von einer eigenen Membran umgeben (⇒ Ab bildung 6.5). Das
Innere einer prokaryotischen Zelle wird als Cytoplasma bezeichnet. Derselbe
Begriff bezeichnet den Inhalt einer eukaryotischen Zelle ohne den Zellkern. Das
Cytoplasma einer eukaryotischen Zelle (= Eucyte) enthält zahlreiche Or ganellen
mit jeweils charakteristischen Formen und Funktionen. Diese von Membranen
umgebenen Gebilde fehlen in prokaryotischen Zellen (Procyten). Das Vorliegen
oder Fehlen eines Zellkerns ist mithin nur ein Beispiel für die strukturellen
Un ter schiede beider Zelltypen und die deutlich unterschiedliche Kom plexität
ihrer inneren Organisation.
Eucyten sind im Allgemeinen viel größer als die Zellen von Prokaryoten
(Abbildung 6.1). Die Größe ist ein Aspekt der Zellstruktur, der mit der Funktion
im Zusammenhang steht. Die Logistik des Zellstoffwechsels begrenzt die
Zellgröße. Am unteren Ende der Größenskala bekannter Lebensformen liegt
eine Gruppe von Bakterien, die Mycoplasmen heißen. Sie haben Zell durchmesser
von 0,1–1,0 µm. Sie stellen vielleicht die kleinsten Einheiten mit genügend
DNA dar, um einen Stoffwechsel betreiben zu können, und enthalten ausreichend
Enzyme und andere Zellausstattung zum Lebenserhalt und für die
Fortpflanzung. Typische Bakterien haben Größen von 1–5 µm – sind also etwa
zehnmal größer als die Mycoplasmen. Typische Eucyten haben Größen von
10–100 µm, allerdings mit erheblichen Ab wei chungen.
Die Erfordernisse des Stoffwechsels setzen der Zellgröße ebenfalls eine Grenze.
Als Abgrenzung zur Umgebung dient bei jeder Zelle die Plasmamembran. Sie
bildet eine selektive Barriere, die den hinreichenden Durchtritt von Sauerstoff,
Nährstoffen und Abfall produkten gewährleist, um die gesamte Zelle zu versorgen
(⇒ Abbildung 6.7). Nimmt eine Zelle (oder ein beliebiger anderer Körper)
an Größe zu, wächst das Volumen proportional stärker als die Oberfläche (die
Zellaußenseite
(a) TEM-Bild einer Plasmamembran.
Die Plasmamembran – hier die einer
roten Blutzelle – erscheint als Paar
dunkler Linien, die durch eine
dazwischenliegende helle Linie
getrennt sind.
Zellinneres
0,1 µm
Kohlenhydratseitenketten
hydrophiler
Bereich
Abbildung 6.7: Die Plasmamembran.
Beschreiben Sie die Komponenten eines Phospho
lipidmoleküls (siehe ggf. Abbildung 5.13),
die es zu einem Haupt bestandteil der Plasmaund
anderer Zellmem bra nen machen.
6
hydrophober
Bereich
hydrophiler
Bereich
Phospholipidmolekül
Proteine
(b) Struktur der Plasmamembran.