Cytologie

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Zellaufbau

Zellorganellen

Was sind Zellorganellen und welche Funktionen erfüllen sie in der Zelle? In diesem Beitrag erfährst du alles, was du über Zellorganellen wissen musst.

Du hast wenig Zeit, willst aber trotzdem den Inhalt dieses Beitrags verstehen? Dann schau dir gerne unser zugehöriges Video%Verweis an!

Inhaltsübersicht

Zellorganellen einfach erklärt

Die Zellorganellen oder auch Organellen kannst du dir nach der neuesten Definition als durch Membranen abgegrenzte Bereiche innerhalb einer Zelle vorstellen. Während Eukaryoten  zahlreiche Organellen besitzen, enthalten Prokaryoten  in der Regel keine Zellorganellen im eigentlichen Sinn.

Innerhalb der Eukaryoten besitzen Pflanzenzellen und Tierzellen einige gemeinsame Zellorganellen, wie zum Beispiel den Zellkern, die Mitochondrien oder das endoplasmatische Retikulum. Nur die Pflanzenzelle wiederum besitzt beispielsweise eine Vakuole oder Plastiden.

%<img class="n3VNCb" src="https://c8.alamy.com/compde/bb466t/typische-tierzelle-und-pflanzenzelle-bb466t.jpg" alt="Typische Tierzelle und Pflanzenzelle Stockfotografie - Alamy" width="352" height="195" data-noaft="1" />Beschriftung: Zellorganellen in Tierzelle und Pflanzenzelle, alt text:

Definition Zellorganellen

Ein Zellorganell oder auch Organell ist ein abgegrenzter Bereich innerhalb einer Zelle mit einer bestimmten Funktion.

Ende des 19. Jahrhunderts bezog sich der Begriff Organell noch auf alle Bestandteile der Zelle. Nach dieser Definition wurden alle zellulären Strukturen, die Organ-ähnlich sind, als Organellen bezeichnet. Dadurch wurden jedoch ebenfalls größere Moleküle wie zum Beispiel Enzymkomplexe als Zellorganellen angesehen.

Im 20. Jahrhundert entstand jedoch eine neue Definition der Zellorganellen. Nach dieser Definition kannst du nur Zellbestandteile als Organellen bezeichnen, wenn sie von einer Membran umgeben sind (Ausnahme: Ribosomen).

Neben der Bezeichnung „Zellorganellen“ wird auch oft der Begriff „Kompartimente“ oder „Zellkompartimente“ verwendet. Diese beziehen sich auf die sogenannte Kompartimentierung%Verweis, nach der eine Zelle in verschiedenste Räume eingeteilt ist. Innerhalb dieser  Reaktionsräume laufen spezifische chemische Reaktionen ab.

Prokaryoten enthalten im Gegensatz zu den Eukaryoten in der Regel keine inneren Membranen und somit auch keine Organellen nach der neuesten Definition. Eine Ausnahme bilden beispielsweise die Thylakoide von Cyanobakterien oder die Magnetosomen von magnetotaktischen Bakterien.

%<img class="n3VNCb" src="https://cyanobakterien.files.wordpress.com/2018/11/abb-1.png?w=660" alt="Protokoll - Cyanobakterien aus Eigenanbau" data-noaft="1" />Beschriftung: Thylakoide von Cyanobakterien, alt text: Cyanobakterium, Cyanokaterien, Thylakoid, Thylakoide

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Zellorganellen Übersicht

Nachfolgend haben wir dir die wichtigsten Organellen in einer Übersicht dargestellt:

Die wichtigsten Zellorganellen und Funktionen

Die Gesamtheit aller Zellorganellen, die über einen Vesikeltransport miteinander verbunden sind, kannst du als Endomembransystem oder inneres Membransystem bezeichnen.

Im Folgenden schauen wir uns die wichtigsten Bestandteile dieses Endomembransystems, also die Organellen, genauer an. Außerdem gehen wir auf die jeweiligen Funktionen der Zellorganellen ein.

Zellkern

Der Zellkern oder auch Nucleus ist das Kennzeichen für Eukaryoten. Er ist meistens das größte Zellorganell und enthält die Erbinformation in Form von Chromosomen.

Innerhalb des Zellkerns befindet sich der Nucleolus , auch Kernkörperchen genannt. Dieser ist insbesondere für die Produktion von Prä-Ribosomen verantwortlich.

Endoplasmatisches Retikulum

Das endoplasmatische Retikulum (= ER) liegt direkt am Zellkern. Es besteht aus verschiedenen von Membranen umgebenen Hohlräumen. Du kannst zwischen dem rauen ER (mit Ribosomen) und dem glatten ER (ohne Ribosomen) unterscheiden.

Die Ribosomen am rauen ER sind während der Proteinbiosynthese in der Lage, Proteine zu bilden.
Das glatte ER spielt vor allem bei Stoffwechselprozessen und als Calcium-Speicher eine wichtige Rolle.

Ribosomen

Ribosomen sind kleine, ovale Organellen, die aus Proteinen und rRNA aufgebaut sind.

Ihre Hauptaufgabe ist die Translation%Verweis. Darunter kannst du dir das Ablesen von Informationen in Form von mRNA und die darauffolgende Bildung von Proteinen vorstellen.

Golgi Apparat

Der Golgi Apparat besteht aus einem oder mehreren Dictyosomen, die wiederum aus einigen Hohlräumen namens Zisternen und Vesikel zusammengesetzt sind.

Er ist in der Lage, Proteine zu verarbeiten und umzuwandeln. Diese Proteine kommen dabei vor allem vom endoplasmatischen Retikulum. Nach der Verarbeitung bindet der Golgi Apparat die Proteine in Vesikel und kann sie zu mehreren Bereichen innerhalb der Zelle transportieren.

Mitochondrien

Die Mitochondrien sind nach der Endosymbiontentheorie entstanden und besitzen deshalb eine Doppelmembran, eigene Ribosomen und eine eigene DNA.

Ihre Aufgabe ist die Bildung des Energieträgers Adenosintriphosphat (ATP). Dieser ist dafür verantwortlich, dass alle Zellen mit ausreichend Energie versorgt sind.

Vesikel

Vesikel sind kleine, runde Bläschen, die von einer Membran umgeben sind und sich frei im Cytoplasma bewegen können.

Grundsätzlich ist die wichtigste Aufgabe von Vesikeln der Transport von Stoffen wie zum Beispiel Proteinen oder Lipiden. Du kannst sie jedoch noch weiter in unterschiedliche Arten einteilen. Zwei wichtige dieser Arten sind die Lysosomen und die Peroxisomen .

Die Lysosomen sind Vesikel, die in ihrem Inneren Verdauungsenzyme enthalten. Durch diese können sie zellfremde oder zelleigene Moleküle spalten und abbauen.

Die Peroxisomen enthalten in ihrem Inneren Enzyme namens Peroxidasen. Diese sind in der Lage, die Zelle zu entgiften, indem sie Wasserstoffperoxid (H_2 O_2) zu Wasser (H_2 O) und Sauerstoff (O_2) abbauen.

Plastiden

Als Plastiden kannst du alle Zellorganellen bezeichnen, die nur in einer Pflanzenzelle vorkommen und nach der Endosymbiontentheorie entstanden sind.

Sie sind, wie auch die Mitochondrien, meist von einer doppelten Membran umgeben und haben eine eigene DNA und eigene Ribosomen.

Die vier wohl wichtigsten Plastidentypen sind die Chloroplasten, die Proplastiden, die Leukoplasten und die Chromoplasten.

Vakuole

Eine Vakuole ist ein von einer Membran umgebener Hohlraum in Pflanzenzellen. In ihrem Inneren enthält sie eine Flüssigkeit namens Zellsaft.

Die wichtigste Funktion der Vakuole ist die Erzeugung eines Drucks innerhalb der Zelle namens Turgordruck. Dieser ist dafür verantwortlich, dass die gesamte Pflanzenzelle stabil und prall bleibt. Außerdem kann die Vakuole Makromoleküle verdauen und Giftstoffe speichern.

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