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Die Zelle
Als kleinste Organisationseinheit des Körpers bzw. als kleinste Einheit des Lebendigen bezeichnet man die Zelle im Organismus.
Die Zelle besteht im Wesentlichen aus folgendenden chemischen Elementen und unterscheidet sich als lebendige Materie diesbezüglich in keinster Weise von toter Materie:
- Sauerstoff (O) 65%
- Kohlenstoff © 18%
- Wasserstoff (H) 10%
- Stickstoff (N) 03%
- Kalzium (Ca) 02%
- Phosphor (P) 01%
Es finden weiterhin geringe Anteile von Schwefel, Kalium, Chlor, Magnesium, Natrium, Eisen usw..
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Der beachtliche Unterschied zu toter Materie liegt in den Eigenschaften, die das eigentliche Leben der Zelle ausmachen, den sogenannten Kennzeichen des Lebendigen.
Stoffwechsel (Metabolismus)
Darunter versteht man alle biochemischen Vorgänge, welchem in der Zelle und somit im gesamten Organismus ablaufen. Aufgenomme Stoffe werden zerlegt und in einfachen Strukturen dem Körper zum Aufbau komplizierter Bestandteile zur Verfügung gestellt. Hierbei unterscheiden wir Anabolismus (Aufbaustoffwechsel) und Katabolismus (Abbaustoffwechsel).
Wachstum
Aufgenommene und/oder umgewandelte Stoffe dienen dem Organismus zum Wachstum. Dieses kann einmal durch enstprechende Vermehrung betreffender Zellen stattfinden oder durch Vergrößerung der Zelle.
Reizbarkeit oder Erregbarkeit
Die Zelle bzw. der gesamte Organismus ist in der Lage mit Hilfe adäquater Reize mittels Rezeptoren Reize aus seiner unmittelbare Umwelt aufzunehmen, sie zu verarbeiten und entsprechend zu reagieren.
Bsp.: Lichtimpuls zum Auge -> Auslösen elektrischer Impuls -> Gehirn -> Verarbeitung
Leitfähigkeit
Die Leitfähigkeit zeigt als Kommunikation unter den einzelnen Zellen eines gesamten Organismus. Daher reagiert der Organismus als gesamte Einheit und nicht nur ortsspezifisch.
Anpassungsfähigkeit
Der Organismus ist in der Lage sich vorhandenen veränderlichen Begebenheiten in eingeschränktem Maße anzupassen und neu zu orientieren.
Beweglichkeit (Kontraktilität)
Hierzu zählt die innere Beweglichkeit einer Zelle (ihre intrazelluläre Fließbewegung) als auch die äußere Beweglichkeit als gesamte Zelle (Phagozyten).
Neubildung und Fortpflanzung
Die Fortpflanzung einer Zelle wird durch eine Zellteilung erreicht, wobei der Nukleus sich durch eine Kernteilung (Mitose) und das Zytoplasma durch einfache Durchschnürung in zwei gleichwertige Tochterzellen teilt.
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Die Bestandteile einer Zelle
Die Zelle besteht aus zwei wesentlichen Bestandteilen, dem Zytoplasma und dem Nucleus.
Als Zytoplasma bezeichnet man alle Bestandteile der Zelle exklusiv des Nukleus. Hierzu zählt das Zytosol (Grundlösung aus Wasser, Elektrolyten und weitere Molekülen), die Zellorganellen sowie Pigmente und Speichersubstanzen (z.B. Zuckerverbindungen). Dieser sog. Zellleib ist das Arbeits- und Speichergebiet der Zelle.
Umgeben wird der das Zytoplasma nach außen vom Plasmalemm, der Zellmembran. Dies ist eine Doppellipidschicht aus Phospholipidmolekülen und trennt somit das Innere der Zelle vom extrazellulären Millieu ab. Sie schützt vor dem "Auslaufen" ist aber gleichzeitig selektiv permeabel für den Stofftransport in beide Richtungen. Diese Doppelschicht besteht aus Lipiden als auch aus Membranproteinen. Nach außen ins Interstitium als auch ins Zellinnere ragen die hydrohilen Köpfchen der Phospholipide, die hydrophoben Schwänze bilden die Mittelschicht der Membran. Diese Lipide sind frei beweglich und bieten eine enorme Flexibilität des Plasmalemm. Als wichtige Membranproteine durchdringen z.b. die Tunnelproteine die Membran vollständig und agieren u.A. als Transporter. Carrier haben die Aufgabe als Trägersubstanzen Stoffe durch die Membran zu geleiten. Das Plasmalemm gewährt Stoffen den Durchtritt mittels passiven Transport ohne Energieeinsatz (Filtration, Diffusion, Osmose) als auch durch aktivem Transport mit Energieaufwand.
Im Inneren der Zelle bildet das Nucleolemm eine ähnliche Aufgabe, schützt den Nucleous mit seinen Bestandteilen und bildet eine Abgrenzung zur übrigen Zelle. Diese besteht im Wesentlichen ebenfalls aus zwei Membranen, wobei die Kernhülle von außern mit Ribosomen besetzt ist und in direkter Verbindung mit dem endoplasmatischen Retikulum steht.
Der Nucleus wird als sogenannte "Kommandozentrale" der Zelle bezeichnet. Von dort aus wird der Zellstoffwechsel gesteuert und er beinhaltet die genetische Erbinformation. Im Nucleus befinden sich die Nukleoli (Kernkörperchen) in denen die Bildung und Speicherung der RNS (Ribonukleinsäure) stattfindet. Weiterhin finden im Karyolymphe (Kernsaft) die Chromosomen (Erbkörperchen) ihren Platz. Diese agieren als Träger der Erbinformation DNA (Desoxyribonukleinsäure) und liegen während der Arbeitsphase der Zelle als Chromatin vor, sichtbar als lange entspirialisierte DNA-Fäden. Dort befindet sich der Bauplan des Lebens. Nicht nur körperliche Eigenschaften sind hier gespeichert, sondern auch alle Baupläne für Hormone, Enzyme und Eiweiße. Den gesamten Inhalt des Nucleus bezeichnet man als Karyoplasma.
Im Zytoplasma befinden sich wie schon erwähnt die Zellorganellen. Hierzu die wichtigsten Organellen mit ihren spezifischen Aufgaben:
![[Bild: zelle.jpg]](http://www.dolacek.de/zelle.jpg)
Mitochondrien
Dies sind stäbchen- oder kugelförmige Membransysteme, und sie werden bevorzugt als "Kraftwerke der Zelle" bezeichnet. In komplizierten Reaktionen findet hier unter Verbrauch von Sauerstoff die Energiegewinnung statt. Dabei wird in einer Oxidation vorzugsweise Glukose verbrannt und das energiereiche Adenosintriphosphat (ATP) hergestellt und gespeichert. Zelle mit einem hohen Energiebedarf (z.B. Herzmuskelzellen) haben eine entsprechend erhöhte Anzahl an Mitochondrien in ihrem Zytoplasma.
Endoplasmatisches Retikulum
Das Hohlraumsystem ist eine Art Kanalsystem für den intrazellulären Transport von Stoffen und Flüssigkeiten. Dabei unterscheidet man das glatte und das raue endoplasmatische Retikulum. Das glatte ER hat vorrangig Transportaufgaben, befindlich in streroidhormonbildenden Zellen, da es Enzyme für die Steroidhormonsynthese enthält. Raues ER ist an der Außenseite mit Ribosomen besetzt, lagert sich bevorzugt in der Nähe des Zellkerns an und ist somit potentiell an der Proteinbiosynthese beteiligt.
Lysosomen
Diese kugeligen Organellen enthalten über 40 verschiedene Verdauungsenzyme und kommen in allen Zellen bis in den Erythrozyten vor. Sie sind quasi der zelleigene Verdauungsapparat.
Ribosomen
Sind winzige Körnchen und ausschlaggebend zuständig für die Proteinbiosynthese. Sie liegen entweder frei im Zytoplasma oder am rauen ER. Die Ribosomen fügen mittels m-RNS und t-RNS Aminosäuren (mind. 100) über Aminosäureketten zu Proteinen zusammen.
Golgi-Apparat
Der Golgi-Apparat fügt die Gesamtheit aller Diktyosomen (Membranstapel) zusammen. Hier werden sekretorische Stoffe aus dem endoplasmatischen Retikulum in Vesikeln (Bläschen) verpackt, nach ihrem Bestimmungsort sortiert und z.B. als Sekretgranula aus der Zelle geschleust. Diese Vesikel entstehen als Abschnürung vom Rand der Diktyosomen.
Mikrotubuli
Die feinsten Röhren bilden eine Röhrensytem und sind weitläufig im Zytoplasma vertreut. Sie bilden das Zellskelett und dienen somit der Formgebung und Stabilität der Zelle. Mikrotubuli bestehen aus dem Protein Tubulin und bilden zusammen die Protofilamente. In Nervenzellen spielen sie weiterhin eine wichtige Rolle im intrazellulären Transport.
Zentriolen
Diese Zentralkörperchen bilden aus 9 Dreiergruppen Mikrotubuli eine zylindrische Wand. Zwei Zentriolen liegen dabei rechtwinklig beieinander (wie ein L) und bilden ein Zentrosom. Die Zentriolen bilden während der Mitose den Spindelapparat aus und sind aufgrund der fehlernder Fähigkeit zur Zellteilung in hochspezialisierten Zellen nicht vorhanden.
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