Aufbau von Zellen

Zellen sind die Grundeinheiten des Lebens und alle Organismen bestehen daraus. Man unterscheidet in der Biologie zwischen Prokaryoten und Eukaryoten.​

Prokaryotische Zellen

Zu den Prokaryotischen Zellen gehören die Archaeen und die Bakterien. Die Grundstruktur dieser Zellen ist meistens identisch. 

  1. Die DNA/Erbinformation liegt in dieser Zelle frei im Zellinneren dem Zytoplasma (Kernäquivalent). 

  2. Sie haben keinen Zellkern

  3. Eine mehrschichtige Zellwand aus Murein (Peptidoglykan). Hier differenziert man zwischen Gram-Positiven und Gram-Negativen Zellen. Die sich in der Zellwand nochmals unterscheiden.

  4. Können sich aktiv fortbewegen, sofern sie eine Geißel besitzen. 

Eukaryotische Zellen

Zu den Eukaryoten gehören die Zellen der Tiere und der Pflanzen, die aus einem Verbund von vielen Zellen bestehen, aber auch Einzeller (Protisten) und Pilze. Sie können die 10-fache Größe eines Bakteriums haben.

Der Hauptunterschied sind die Zellorganellen, die nur bei Eukaryoten zu finden sind.

  1. Zellkern

  2. Mitochondrien

  3. Chloroplasten

  4. Endoplasmatisches Retikulum

  5. Vakuolen und Lysosom​

Kennzeichen des Lebens

Alle lebenden Organismen erfüllen eine Reihe von Kriterien, die sich von nicht lebenden Dingen abgrenzen. Dadurch werden Eukaryoten und Prokaryoten auch klar von den Viren abgegrenzt, bei denen es sich nach Definition nicht um lebende Organismen handelt, obwohl sie aus Proteinen und Nukleinsäuren bestehen. 

1. Stoffwechsel

Lebende Organismen interagieren mit der Umwelt, indem sie Stoffe und Energie mit der Umgebung austauschen. Pflanzenzellen können durch die Sonnenenergie Glucose aufbauen und Säugetierzellen verstoffwechseln den Zucker wieder, um Energie zu gewinnen. Energiegewinnung durch Synthese von ATP ist essentiell für viele lebende Organismen. Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel. Sie können allerdings den Stoffwechsel einer lebendigen Zelle übernehmen.

2. Wachstum

Lebende Organismen wachsen, entwickeln sich und können sich anpassen. Das Bakterium E.Coli kann unter den richtigen Umständen eine Generationszeit von 20 min haben. In dieser Zeit verdoppelt das Bakterium also seine gesamte Biomasse. 

3. Reizbarkeit

Reizbarkeit von Zellen kann dadurch im kleinsten Maßstab dadurch erfolgen, dass die Zellen auf einen chemischen Gradienten reagieren und sich auf ihn zu bewegen oder toxische Stoffe in der Umgebung erkennen und sich von ihm wegbewegen. Im größeren Maßstab kann das auch die Ausrichtung eines größeren Säugetiers zu einem Sexualpartner, der durch Pheromone gesteuert wird, sein. 

4. Bewegung

Bakterien können sich durch Geißeln aktiv fortbewegen. Es gibt jedoch auch Bakterien, die sich nur passiv bewegen können. So gibt es in diesem Punkt keine Unterscheidung zu Viren, die sich auch nur passiv bewegen können und keinen aktiven Bewegungsapparat haben. Bewegung kann schnell und langsam erfolgen. Ein Gepard bewegt sich genauso wie eine Schnecke, nur mit einer deutlich höheren Geschwindigkeit.

5. Fortpflanzung

Erbinformationen weiterzugeben und so das Überleben der Art zu sichern ist ein grundlegendes biologisches Prinzip. Fortpflanzung kann schnell, wie bei E.Coli erfolgen, aber auch langsam über eine Schwangerschaft, die 9 Monate dauert. Der Erhalt einer Art steht hierbei im Vordergrund. Auch hier gibt es eine Kontroverse mit den Viren. Viren sind in der Lage sich durch einen Wirt zu vermehren.

6. Evolution

Überleben kann nur dann gesichert werden, wenn ein Organismus sich an wechselnde Umweltbedingungen anpassen kann. Viele Anpassungen können zufällig durch Mutationen in der DNA entstehen. Manche Bakterien haben die Fähigkeit DNA aus der Umgebung aufzunehmen und können sich so weiterentwickeln. Man nennt diese Zellen dann "kompetent". ​

Endosymbiontentheorie

Die Endosymbiontentheorie ist eine sehr anerkannte und weit verbreitete Theorie. Die Theorie besagt, sich komplexere Zellorganellen wie Mitochondrien und Chloroplasten aus einer Symbiose von zwei Vorläuferzellen entwickelt hat. Demnach hat die erste Eukaryotische Zelle ein Bakterium aufgenommen und anstatt es zu verdauen integriert. 

Über die Zeit wurden verschiedene Belege für diese Theorie aufgestellt.

  1.  Sowohl Mitochondrien und Chloroplasten haben ihre eigene ringförmige DNA wie sie auch bei Bakterien zu finden ist.

  2.  Die Teilung bei der Zytokinese erfolgt eigenständig und unabhängig vom Rest der Zelle

  3. Beide Zellorganellen sind von 2 Membranen umgeben. Sie können also über Endozytose durch die Eukaryotische Zelle aufgenommen worden sein. 

  4.  Die Ribosomen von Bakterien und den Zellorganellen ähneln sich stark. 

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Weiterführende Literatur

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