Die Zelle: Kleinste Einheit des Lebens

VERSTÄNDNISFRAGEN

  • 1. Wie unterscheiden sich die Zellen höherer Pflanzen und Tiere strukturell von denen einzelliger Eukaryoten?
  • 2. Was ware, wenn? Welche Auswirkungen hätte es auf die Zellfunktion, wenn pflanzliche Zellwände oder die extrazellulare Matrix tierischer Zellen undurchlässig waren?

Von unserem kurzen Blick auf die Kompartimentierung einer Zelle bis hin zur genaueren Betrachtung einzelner Organellen-Strukturen hat diese Rundreise durch die Zelle uns vielfache Gelegenheit gegeben, Struktur und Funktion in Beziehung zu setzen. (Gehen Sie gegebenenfalls zu Abbildung 6.2 zurück.) Auch wenn man eine Zelle gedanklich in ihre Einzelteile zerlegt, darf man darüber das Zusammenspiel aller Komponenten nicht vergessen. Die große Zelle ist ein Makrophage (Riesenfresszelle; siehe auch Abbildung 6.8a). Sie ist Teil des Abwehrsystems von Säugetieren, die deren Körper gegen Infektionen durch in den Körper gelangte Bakterien (die kleineren Zellen auf dem Bild) verteidigt, indem sie diese in phagocytotische Vesikel überführt. Der Makrophage kriecht über Gewebeoberflächen und greift mit dünnen Pseudopodien (Filopodien) nach den Bakterienzellen. Actinfilamente wechselwirken bei diesen Bewegungsvorgängen mit anderen Elementen des Cytoskeletts. Nachdem der Makrophage sich die Bakterien einverleibt hat, werden sie von seinen Lysosomen zerstört. Das ausgefeilte Endomembransystem des Makrophagen bringt die Lysosomen hervor. Die Verdauungsenzyme in den Lysosomen und die Proteine des Cytoskeletts werden sämtlich von den Ribosomen hergestellt. Die Synthese dieser Proteine wird von der genetischen Information in der DNA des Zellkerns a|r'9iert. All diese Vorgänge erfordern Energie, die die Mitochondrien in Form von ATP beisteuern. Zelluläre Funktionen erwachsen aus zellulärer Ordnung: Die Zelle ist eine lebendige Einheit aus mehr als der Summe ihrer Teile.

Näher betrachtet - Zwischenzellverbindungen in tierischen Geweben

Abbildung 6.19: Näher betrachtet - Zwischenzellverbindungen in tierischen Geweben.

(a) right junctions.

Im Bereich von tight junctions sind die Plasmamembranen benachbarter Zellen sehr dicht zusammengepresst und werden durch, für diese Art des Zellkontaktes, spezifische Proteine (lila) zusammengehalten. Die tight junctions bilden eine die Zellen umlaufende Versiegelung. Dadurch verhindern sie den Austritt extrazellulärer Flüssigkeit durch die Zellzwischenräume von Epithelzellschichten. Beispielsweise bewirken tight junctions zwischen den Zellen der Haut deren Wasserdichtigkeit. Sie stellen wasserdichte Verbindungen zwischen den Zellen der Schweißdrüsen her.

(b) Desmosomen.

Desmosomen funktionieren wie Nieten, die Zellen zu festen Lagen zusammenknöpfen. Intermediärfilamente aus dem widerstandsfähigen Protein Keratin verankern die Desmosomen im Cytoplasma. Desmosomen verbinden die Muskelzellen in einem Muskel untereinander. Manche „Muskelzerrungen" sind mikroskopisch nichts anderes als Desmosomen-Brüche zwischen den einzelnen Muskelfasern.

(c) Gap junctions.

Gap junctions bilden cytoplas-matische Kanäle, die von einer Zelle in die nächste verlaufen. Sie entsprechen in dieser Funktion den Plasmodesmen von Pflanzenzellen. Gap junctions bestehen aus Proteinen, die eine Pore in der Membran umgeben beziehungsweise bilden, durch die niedermolekulare Substanzen wie kleine Ionen, Zuckermoleküle, Aminosäuremoleküle und ähnliche Stoffe in die Nachbarzelle überwechseln können. Gap junctions sind für die Zwischenzellkommunikation in vielen Gewebetypen notwendig. Dazu gehören der Herzmuskel und der tierische Embryo.

 
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