Zellorganellen

Der Zellkern (Nucleus)

Im Zellkern befindet sich ein Großteil der Erbinformation, die in der DNA (Desoxyribonucleinsäure) gespeichert ist. Im Zellkern auch die Replikation der DNA statt. Der Zellkern ist bei den meisten eukaryotischen Zellen das größte Organell. Er kann je nach Zelltyp einen Durchmesser von 5µm haben und ist somit größer als manche Bakterien. Der Zellkern hat neben der Schutz der DNA noch weitere Aufgaben.

  • genetische Kontrolle der Zellaktivitäten

  • Innerhalb des Zellkerns, im sog. Nucleolus beginnt der Zusammenbau der Ribosomen aus ribosomaler RNA (rRNA) und Proteinen

Der Zellkern ist von einer Kernhülle umgeben, die aus zwei Membranen besteht. Durch kleine Löcher in der Kernhülle (Kernporen) findet der Stoffaustausch zwischen dem Inneren des Zellkerns und dem Zytoplasma statt. 

Das Endomembransystem

Das Endomembransystem ist ein System aus Komponenten, die mit einer Membran umschlossen sind. Der umschlossene Raum beinhaltet kein Zytoplasma, sondern ähnelt eher dem extrazellulärem Raum. 

 

Das raue Endoplasmatische Retikulum (rER):

Das rER unterscheidet sich von dem sER, darin, dass viele Ribosomen auf ihm sitzen. Dadurch erscheint es unter dem Mikroskop rau. Die Ribosomen sorgen dafür, dass Proteine in das rER translatiert werden. Das rER hat aber neben dem Anteil an der Proteinbiosynthese noch eine Vielzahl von weiteren Funktionen.

  • Transport von Proteinen durch die Zelle zum Funktionsort des Proteins. 

  • Chemische Modifikation der Proteine (Faltung)

  • Synthese von Proteinen, die in der Membran eingebettet sind. 

Ribosomen:

Ribosomen kommen bei Eukaryoten und Prokaryoten vor. An den Ribosomen wird die genetische Information in Aminosäuren übersetzt und es entsteht eine Polypeptidkette. Die Ribosomen sitzen entweder auf dem rauen Endoplasmatischen Retikulum oder liegen geteilt in einer großen und kleinen Untereinheit im Zytoplasma vor. Ribosomen bestehen aus ribosomaler RNA. 

Das Glatte Endoplasmatische Retikulum (sER):

Im sER (smooth/glatt) werden die Proteine aus dem rER weiter chemisch verändert. Außerdem werden dort Lipide und Steroide synthetisiert. 

Je nach Zelltyp ist das Endoplasmatische Retikulum stärker oder schwächer ausgeprägt. Drüsenzellen haben demnach ein ausgeprägteres ER, da die Ausschüttung von Molekülen wie Hormonen, die Hauptaufgabe der Zelle ist. 

Golgi-Apparat

Der Golgi-Apparat ist ein weitere Bestandteil des Endomembransystem. Er ist nach seinem Entdecker dem Italiener Camillo Golgi benannt. Der Golgi-Apparat ist zweigeteilt in Zysternen und Vesikeln, die von Membranen umschlossen sind. 

Aufgaben des Golgi-Apparats in der Zelle:

  • Proteine, die aus dem Endoplasmatischen Retikulums kommen, werden weiter modifiziert. Kohlenhydrat-Seitenketten werden an das Protein angehängt (Glykosylierung)

  • Proteine werden in Vesikel verpackt und können aus der Zelle über Exozytose transportiert werden

Man unterteilt den Golgi-Apparat in 3 Bereiche. Die cis-Region ist zum Zellkern und dem ER orientiert. Die trans-Region richtet sich zur Biomembran. Die mediale Region liegt dazwischen. 

Mitochondrien

Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle. Hier findet ein Großteil des Zellstoffwechsels statt. Die Herstellung von Energie in Form von ATP steht im Vordergrund. Auch hier sind die Größe und die Anzahl der Mitochondrien für jeden Zelltyp unterschiedlich. Leberzellen haben bis zu 1000 Mitochondrien, während eine Eizelle auch nur ein Mitochondrium haben kann. Mitochondrien sind von einer doppelten Membranschicht umgeben (Endosymbiontentheorie). Die innere Membran ist die wichtigste Barriere zwischen Zytoplasma und den mitochondrialen Enzymen. Die Mitochondrienmatrix, die von der inneren Membran umgeben ist enthält die wichtigsten Enzyme und Stoffe des Energiestoffwechsels. Die innere Membran grenzt an einigen Stellen direkt an die äußere Membran an. An anderen Stellen ist die innere Membran eingestülpt und faltet sich. Das sorgt für eine größere Austauschfläche der Mitochondrienmatrix mit dem Membranzwischenraum. Dieser Bereich bezeichnet man als Cristae.

Weiterführende Literatur

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