Zellbiologie
Vorlage:Doppeleintrag Zelle (Pflanze) -- Zumbo 20:52, 1. Aug 2004 (CEST)
Einleitung (in Arbeit)
Die Zelle ist die kleinste, strukturelle und funktionelle Einheit aller Lebewesen. Die Zellbiologie ist eine biologische Disziplin, in der die Zelle das Forschungsobjekt ist.
Desweiteren teilt der Zellbiologe die Zellen in die niederen Prokaryonten (z.B. Bakterien), welche kaum Kompartimentierung und Zellorganellen aufweisen, und höheren Eukaryoten (z.B. Hefe oder die Zellen höherer, mehrzelliger Lebewesen) ein.
Es gibt Lebewesen, die nur aus einer einzigen Zelle bestehen, und die deshalb Einzeller genannt werden. Zellen, die aus mehr als einer Zelle bestehen, heißen Mehrzeller.
Forschungsschwerpunkte (in Arbeit)
Die Zellbiologie (manchmal auch: Cytologie) versucht biologische Vorgänge auf zellulärer Ebene zu verstehen und aufzuklären. Dabei gilt ihr Hauptaugenmerk der Untersuchung der verschiedenen Kompartimente der Zelle, den Zellorganellen und ihren wichtigen strukturellen Bestandteilen, wie z.B. der Plasmamembran, der pflanzlichen Zellwand oder dem Zellplasma (Cytosol). Andere Gebiete untersuchen Zellteilung, Kommunikation zwischen Zellen oder Zellmigration (die Bewegung von Einzelzellen oder Zellverbänden z. B. während der Entwicklung).
Die Zellbiologie studiert außerdem die Verbindungen (Junctions) der Zellen in Eukaryoten. Hierbei unterscheidet man Adherens junctions, Tight junctions und Gap junctions.
Die Zellbiologie kann nicht isoliert innerhalb der verschiedenen biologischen Disziplinen betrachtet werden, sondern befindet sich im engen Zusammenspiel mit Biochemie, Molekularbiologie, Physiologie, Entwicklungsbiologie, Botanik, Zoologie etc.
Zellarchitektur und Eigenschaften (in Arbeit)
Zellaufbau
Alle bekannten Zellen, mit Ausnahme einiger spezialisierter Zelltypen, haben bestimmte Komponenten gemeinsam:
- DNA, die genetische Information, die als Bauplan für die anderen Komponenten der Zelle dient
- Proteine, die als Strukturproteine oder als Enzyme für den Bau und die biochemischen Funktionen der Zelle zuständig sind
- Membranen, welche die Zelle von ihrer Umgebung abgrenzen, als Filter fungieren, den Kontakt mit der Außenwelt aufrecht erhalten und komplexere Zellen in verschiedene Reaktionsräume, die sog. Kompartimente aufteilen
Das Bild zeigt den Aufbau am Beispiel einer pflanzlichen Zelle:
Datei:Zelle (biologie).png
Organisation einer typischen eukaryotischen Zelle.
1. Nukleolus. 2. Zellkern (Nukleus). 3. Ribosomen. 4. Vesikel. 5. Rauhes Endoplasmatisches Reticulum (ER). 6. Golgi-Apparat. 7. Mikrotubuli. 8. Glattes ER. 9. Mitochondrien. 10. Vakuole. 11. Zytoplasma. 12. Lysosom. 13. Zentriolen.
Weitere Organellen:
Manche Organellen treten nur in pflanzlichen, manche nur in tierischen Organismen auf. Vakuolen und Plastide sind nur in pflanzlichen Zellen zu finden.
Zelleigenschaften
Zellen haben auch gemeinsame grundlegende Fähigkeiten:
- Reproduktion durch Zellteilung
- Stoffwechsel, die Aufnahme von Rohmaterial, dessen Umwandlung in neue Komponenten und Energie, und die Entsorgung von Abfallprodukten
- Proteinbiosynthese durch Transkription von DNA zu m-RNA und deren Translation (Biologie) zu Protein
Geschichte (in Arbeit)
1838 behauptete Matthias Jakob Schleiden zum ersten Mal, alle Pflanzen würden aus Zellen bestehen. Theodor Schwann erweiterte noch im selben Jahr die Aussage auf Tiere. Er stellte fest, dass Zellen von einer Membran umgeben sein müssen, und dass Gewebe aus Zellen einer bestimmten Art besteht. 1845 veröffentlichte Karl Theodor Ernst von Siebold ein Buch, in dem er Protozoen als einzellige Lebewesen darstellte und damit zeigte, dass Zellen unabhängig voneinander leben können. (Siehe auch Evolutionstheorie)
Der menschliche Körper besteht aus rund 220 verschiedene Zell- und Gewebetypen.
Geschichte der Aufklärung von Zellen
- 1665: Robert Hooke entdeckt Zellen erst in Kork, dann in lebenden Pflanzen, mit Hilfe der ersten Mikroskope
- etwa 1675: Anton van Leeuwenhoek: Untersuchung von Blut, Sperma, Zahnbelag
- 1839: Theodor Schwann zeigt, dass Tiere und Pflanzen aus Zellen bestehen.
- Louis Pasteur widerlegt die Theorie, dass sich Zellen spontan "aus dem Nichts" (generatio spontanea) bilden können
- Rudolf Virchow zeigt, dass jede Zelle aus einer anderen entsteht (omni cellula ex cellula)
Literatur
- Alberts, Bruce / Johnson, Alexander / Lewis, Julian / Raff, Martin / Roberts, Keith / Walter, Peter, Molekularbiologie der Zelle, 4. Edition - December 2003, 109.- Euro / 161.- SFR, 2003. LXII, 1801 Pages, Hardcover, ISBN 3-527-30492-4 - Wiley-VCH, Weinheim. [1]
- Lodish, Harvey / Berk, Arnold / Zipursky, S. Lawrence; Matsudaira, Paul; Baltimore, David; Darnell, James E.: Molekulare Zellbiologie 4. Aufl. 2001, ca. 1.300 S., 324 s/w Abb., 1039 farb. Abb., 87 2-f. Gebunden, ISBN 3-8274-1077-0