3B Scientific Animal cell model - Manual (Page 6)

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Deutsch
Die tierische Zelle
Einleitung
Im tierischen mehrzelligen Organismus kommen Zellen grundsätzlich nur im Verbund von vielen gleich-
artigen bzw. unterschiedlich differenzierten Zellen, bzw. eingebettet in der zwischenzelligen Substanz
(Interzellularsubstanz, extrazelluläre Matrix) vor. Das Umgebungsmilieu der Einzeller und primitiven
Mehrzeller (gleichsam das „Urmeer“) umgibt so auch die Zellen in komplexen tierischen (menschlichen)
Organismen, wobei über die allseits das Gewebe durchdringenden Blutgefäße (bis herunter zu den
Haargefäßen, Kapillaren) die Ernährung gewährleistet wird.
Folgende Grundcharakteristiken zeichnen Zellen lebendiger Organismen aus: Sie sind höher komplex orga-
nisiert als ihre Umgebung, sie können auf Reize aus ihrem Inneren und ihrer Umgebung reagieren, schließ-
lich haben sie die Fähigkeit sich zu vermehren (Reduplikation).
Übersicht über Bau und Funktion der Zelle
Die Umhüllung der Zelle und auch die Barriere zur Umwelt, zur Aufrechterhaltung eines eigenen inne-
ren Milieus, wird durch die Zellmembran (Plasmamembran) erreicht. Auch innerhalb der Zelle werden
bestimmte Strukturen und kleine Organe (Organellen, siehe Aufzählung unten) durch die Plasmamembran
umhüllt. Die Plasmamembran selbst besteht aus polaren Lipiden, die eine semipermeable Membran
bilden. Daher können sich die einzelnen Kompartimente und Organellen voneinander bezüglich des
Gehalts bestimmter Moleküle und Ionen abgrenzen. Die Plasmamembran nimmt auch Verbindungen
mit einem feinen Gerüst von Strukturproteinen, den Filamenten des Zellskeletts (Zytoskelett) auf. Hier
findet man feine Aktinfäden (7 nm Durchmesser), röhrenförmige Mikrotubuli (25 nm Durchmesser) und
die im Durchmesser dazwischen (intermediär) gelegenen Intermediärfilamente. Die Mikrotubuli wach-
sen von einem Organisationszentrum, meist dem Zentriol aus. Dabei sind sie auch verantwortlich für
Transportvorgänge an ihnen entlang, zu und vom Organisationszentrum weg (gerichteter aktiver Transport
– auch in Axonen von Nervenzellen). Das Zentriol selbst ist ein Organell aus zwei senkrecht aufeinander
stehenden Gruppen von Röhren, von denen aus die Mikrotubuli ausstrahlen – auch bei neu entstehenden
Zellen. Bei der Zellteilung wird die Trennung der Chromosomen von den „Marionettenfäden“, der von den
Zentriolen ausgehenden Mikrotubuli, ausgeführt.
Wie der Name „Zytoskelett“ schon sagt, erfüllt dieses die Aufgaben, der Zelle insgesamt Stabilität und eine
entsprechende Flexibilität zu gewährleisten. Darüber hinaus ermöglicht das Zytoskelett die vielfältigsten
aktiven Bewegungen der Zelle: Vom Ausstrecken von füßchenförmigen Fortsätzen (z. B. Filopodien) über
starke Formveränderungen der gesamten Zelle (Grundlage z. B. auch der aktiven Muskelverkürzung) bis
hin zur aktiven Wanderung (Migration) der Zelle. Des Weiteren führen die Elemente des Zytoskeletts die
Spannungslinien innerhalb einer Zelle über die so genannten Zell-Zellverbindungen (z. B. Desmosomen,
s. u.) weiter an die Nachbarzellen und bilden so einen mechanischen Verbund von Zellarealen (z. B. in der
Epidermis der Haut – besonders deutlich bei den Stachelzellen).
Innerhalb der Zell-Zellverbindungen (Interzellulärkontakte) lassen sich funktionell solche, mit über-
wiegend mechanischer Funktion (Adhäsionskontakte: Zonula; Punctum; Fascia adhaerens; Macula
adhaerens = Desmosom) von solchen mit stoffwechselaktiver (metabolischer) und elektrisch-koppelnder
Funktion (Nexus, Macula communicans = Gap junction; Synapsen) unterscheiden. Schließlich existie-
ren noch Zellverbindungen, die den Interzellularraum abdichten (Barrierenkontake: Zonula occlu-
dens). Verbindungen zur extrazellulären Matrix bilden fokale Kontakte bzw. zur Basalmembran das
Hemidesmosom.
Alle Proteine, die die Bestandteile des Zytoskeletts ausmachen, werden von den „Nähmaschinen“ der
Proteine, den Ribosomen, geliefert. Diese können frei im Zytoplasma liegen oder an das Vakuolensystem
des rauhen Endoplasmatischen Retikulums (rauhes ER) gebunden sein. Mit der Information, die aus
dem Zellkern (dieser speichert die Erbinformation über die Chromosomen) über die mRNA übermittelt
wird, koppelt das Ribosom nun „nach Anleitung“ Aminosäure an Aminosäure und „näht“ diese zu einem
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