Biologie der Zelle

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.1 Allgemeines
Zelle. Die einzelne Zelle ist der Grundbaustein des menschlichen Körpers sowie aller Tiere und Pflanzen. Sie ist die kleinste selbstständig lebende Einheit.
Die Zelle tritt als eigenständiger Organismus in Form von Einzellern (z. B. Geißeltierchen und Amöben) auf. Bei den Mehrzellern bilden die Zellen große Verbände und sind funktionelle Einheiten im Rahmen einer übergeordneten Struktur.

Bei den einzelligen Organismen, wie Bakterien und Pilzen, weisen alle Zellen einen identischen Grundbauplan auf. Auch bei Mehrzellern, wie Pflanzen, Tiere und Menschen, zeigen sie ein in ihrem Grundmuster einheitliches Bild. Es bestehen hier jedoch große Unterschiede in der Aufgabenvielfalt und jeder Zelltyp ist darauf spezialisiert eine besondere Aufgabe im Organismus zu übernehmen.

Die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) transportieren Sauerstoff, andere Zellen wiederum stehen im Dienste der Erregungsleitung (Nervenzellen) oder dienen der Fortpflanzung (Keimzellen).

Die innerhalb eines Organismus erbrachten Leistungen jeder einzelnen Zelle beruhen auf einer spezifischen genetischen Information. Sie ist in der Zelle in bestimmten Abschnitten der sog. Desoxyribonukleinsäure (DNS) in den Genen gespeichert. Diese spezifische genetische Information besteht aus einem Programm zur Steuerung der Zellvermehrung sowie zur Synthese von Eiweißstoffen.

Beide Eigenschaften sind unabdingbar, damit:

■ sich aus einer befruchteten Eizelle ein vielzelliger Organismus entwickelt und

■ sich aus gemeinsamen Vorläuferzellen so unterschiedlich differenzierte Zellen, wie z. B. Gehirn-, Lungen-, Muskel- oder Leberzellen entwickeln können.

1.2 Anzahl, Größe, Form und Eigenschaften von

Zellen

1.2.1 Anzahl, Größe und Form

Der menschliche Körper besteht etwa aus 75x1012 Zellen (= 75 Billionen), von denen alleine 25 x 1012 als Erythrozyten im Blut Vorkommen und somit den am häufigsten vorkommenden Zelltyp darstellen. Von den verbleibenden Zellen entfallen wiederum 100x 109 (= 100 Milliarden) auf das Nervensystem.

Bei einer so hohen Zellzahl muss jeder einzelne Baustein mikroskopisch klein sein und so schwankt die Zellgröße beim Menschen zwischen 5 pm (z. B. einige Bindegewebszellen) und 150pm (weibliche Eizellen).
Anzahl, Größe, Form und Eigenschaften von Zellen
Einige Zellen können jedoch zusammen mit ihren Zellfortsätzen eine beträchtliche Länge erreichen, z. B. Nervenzellen, die vom Gehirn zum Rückenmark ziehen und bis zu 1 m lang sind.

Recht unterschiedlich ist auch die Form von Zellen:

■ Eizellen sind rund,

■ Bindegewebszellen weisen Fortsätze auf,

■ Muskelzellen sind spindelförmig oder platt und

■ Epithelzellen sind kubisch oder hochprismatisch.

Unterschiedliche Größen und Formen stehen häufig in engem Zusammenhang mit den jeweiligen Eigenschaften und Aufgaben von Zellen.

1.2.2 Eigenschaften

Allen Zellen ist eine Reihe von Grundeigenschaften gemeinsam, auch wenn sie im Hinblick auf die Übernahme bestimmter Aufgaben differenziert sind. Diese Grundeigenschaften sind:

■ Stoffwechsel und Energiegewinnung,

■ Vermehrung und begrenzte Lebensdauer,

■ Reizaufnahme und Reizbeantwortung.

Stoffwechsel und Energiegewinnung
Stoffwechsel. Durch den Stoffwechsel werden aufgenommene Stoffe zu zelleigenen Verbindungen umgewandelt, die dem Aufbau der Zelle dienen, und in Form von Endprodukten wieder abgegeben.
Jede Zelle besitzt einen Stoffwechsel. Sie benötigt zur Aufrechterhaltung ihrer normalen Lebensfunktion Nährstoffe, aus denen sie die nötige Energie für ihre Aufgaben gewinnt. Die chemischen Prozesse zur Energiegewinnung, die sich bei der Umwandlung von Nährstoffen (Fette, Eiweiße und Kohlenhydrate) abspielen, sind in allen Zellen grundsätzlich gleich, genau wie die Abgabe der Endprodukte an die die Zellen umgebende Flüssigkeit.

Vermehrung und begrenzte Lebensdauer

Mit wenigen Ausnahmen haben fast alle Zellen die Fähigkeit, sich durch Teilung zu vermehren. Diese Eigenschaft wird häufig lebenslang beibehalten und ist Voraussetzung für den Ersatz zugrunde gegangener Zellen bzw. für die Regeneration (Wiederherstellung) von Geweben und Organen nach Verletzungen.



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