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Zellen-Biologie
Die tierische Zelle
Bestandteile einer Tierzelle: Nukleolus Kern Ribosom (blaue Punkte) Vesikel Raues endoplasmatisches Retikulum Golgi-Komplex Zytoskelett Glattes endoplasmatisches Reticulum Mitochondrium Vakuole Zytosol Lysosom Zentrosom Zellmembran
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EIN Organelle ist ein spezialisierter Teil von a eukaryotischeZelle mit einer bestimmten Funktion.^[1] Organellen sind wichtig für die Passage von Stoffwechsel, Erstellen Energie, Erhaltung der Struktur und Erhaltung der Genmaterial. Die Zusammenarbeit zwischen Organellen ist die Grundlage aller zellulären Aktivitäten.

Organellen einer Zelle können verglichen werden mit Organe innerhalb vielzellige Organismen. Durch die räumliche Trennung ermöglichen die Organellen die verschiedenen Zellprozesse. Eukaryontische Zellen werden daher als „kompartimentalisiert“ bezeichnet: Sie enthalten Membran-Geschlossene Fächer, die sich in Aufbau und Funktion voneinander unterscheiden. Nicht alle Organellen sind von einer Membran umgeben.

Organellen variieren in Anzahl und Form. Dies zeigt sich besonders bei Zellen, die spezialisiert sind und eine bestimmte Aufgabe im Organismus erfüllen. Plasma Zellen zum Beispiel diese großen Mengen Antikörpermoleküle in die Blutbahn absondern, enthalten ein extrem voluminöses endoplasmatisches Retikulum, notwendig für die weitere Proteinsynthese. Größe, Form, Zusammensetzung und Lage der Organellen sind wichtige Aspekte, die letztendlich zur Funktion der Zelle als Ganzes beitragen.^[1]

Die meisten Prokaryoten (Bakterien) haben keine echten Organellen. Bakterielle Mikrokompartimente können manchmal unterschieden werden, wie z Carboxysomen im Cyanobakterien, die eine Funktion beim Erfassen haben CO₂. Mikrokompartimente können als primitive Organellen angesehen werden.^[2]

Beschreibung

In der Zellbiologie gibt es unterschiedliche Definitionen des Begriffs Organelle. Normalerweise wird es synonym verwendet mit Zellfach (ein Raum, umgeben von a lipiddoppelschicht), aber einige Wissenschaftler begrenzen den Begriff nur auf die Zellkompartimente, die ihr eigenes genetisches Material enthalten.^[3][4] Nach dieser Definition sind nur die Mitochondrien und Plastiden echte Organellen. Mitochondrien und Plastiden (wie Chloroplasten) unterscheiden sich von anderen funktionellen Zellbestandteilen dadurch, dass sie eine eigene Evolutionsgeschichte und damit ein eigenes genetisches Material haben ('Chondrom', bzw. 'plastom'). Laut der Endosymbiontentheorie stammt ursprünglich von Prokaryoten ab, die Endosymbiose in einer eukaryotischen Zelle der Vorfahren leben und im Laufe der Evolution ihre Unabhängigkeit verloren haben.^[1]

Eine häufiger verwendete, breitere Definition besagt, dass a Organelle eine funktionelle Struktur befindet sich innerhalb einer Zelle, unabhängig davon, ob sie von einer Membran umgeben ist oder nicht. Somit umfasst diese Definition membranumschlossene Kompartimente (wie die Golgi-Komplex, das Chloroplasten), aber auch molekulare Komplexe die keine Membran enthalten (wie die Ribosom, das Zilien, das Nukleolus). Diese weiter gefasste Definition ist in der Literatur weit verbreitet und allgemein anerkannt.^[5][6]

Eukaryontische Organellen

Eine Zelle von a Eukaryoten Organismus hat eine komplexe innere Struktur. Im Inneren der Zelle befinden sich Kompartimente, die von Membranen ähnlich den äußeren umgeben sind Zellmembran. Fast 50 % des Gesamtvolumens einer eukaryontischen Zelle sind physisch von Organellen besetzt.^[1] Die größten Organellen, wie die Kern und Vakuole, sind im Allgemeinen deutlich sichtbar unter einem traditionellen Lichtmikroskop.

Nicht alle Eukaryoten enthalten die unten aufgeführten Organellen. In besonderen Fällen können Organellen in Zellen fehlen, die im Allgemeinen unter Eukaryoten als universell gelten. Ein gutes Beispiel dafür ist das Fehlen von Mitochondrien im parasitär protist Entamoeba histolytica.^[7] Auch beim Aufbau einzelner Organellen gibt es Ausnahmen: Einige Chloroplasten enthalten beispielsweise kein Doppel Chloroplastenmembran, sondern eine drei- oder vierschichtige Membran.^[8] Auch die Anzahl der Organellen innerhalb einer Zelle kann je nach Funktion und Alter stark variieren.

Viele der oben genannten Organellen sind Teil der sogenannten Endomembransystem, ein Netzwerk von Membranen, das aus dem Zellkern, dem endoplasmatischen Retikulum, dem Golgi-Apparat, den Lysosomen und den verschiedenen Vesikeln und Vakuolen besteht. Das Endomembransystem erfüllt viele wesentliche zelluläre Funktionen: die Synthese von Proteinen, den Transport von Proteinen (zu Membranen, zu Organellen oder in die extrazelluläre Umgebung), Metabolismus und Lokalisierung von Lipiden sowie die Beseitigung von Schadstoffen.^[1]

Plastiden sind eine Gruppe von Organellen in Pflanzenzellen und eukaryontischen Zellen Algen die einen gemeinsamen Vorfahren haben. Neben den bekannten Chloroplasten lassen sich noch einige weitere Plastiden unterscheiden:

• Chromoplast, farbige Plastiden, die Biopigmente speichern und gestalten,
• Leukoplast, farblose Plastiden, die eine Funktion bei der Umwandlung haben Glucose im Stärke,
• Amyloplast, farblose Plastiden, die Stärke speichern,
• Ätioplast, farblose Plastiden, die durch Lichtmangel verschwinden proplastid stammen,
• Gerontoplastvon Chloroplasten abgeleitete Plastiden in vergilbten Blättern

Andere zugehörige Strukturen:

• Zytosol, die Bodenflüssigkeit des Zytoplasma
• Nukleosom, Komplex aus DNA und Histone
• Mikrotubuli, röhrenförmige Proteinketten
• Plasma Membran, um die Zelle

Prokaryontische Organellen

(A) Elektronenmikroskopische Aufnahme von Halothiobacillus neapolitanus, Pfeile zeigen die Carboxysomen Auf.
(B) Aufnahme von isolierten Carboxysomen aus H. neapolitanisch. Maßstabsbalken ist 100 nm.^[10]

Prokaryoten im Gegensatz zu eukaryontischen Zellen haben sie einen äußerst einfachen Aufbau. In der Vergangenheit glaubte man, dass Prokaryonten keine funktionellen Strukturen in ihrem Zytoplasma tragen, aber mit dem Aufkommen stärkerer Mikroskope und besserer Präparationstechniken kamen immer mehr Details der prokaryontischen Zelle ans Licht.^[11]

Eine Studie aus dem Jahr 1973 zeigte, dass einige Prokaryonten ein internes Mikrokompartiment namens haben Carboxysom.^[12] Diese Kompartimente haben einen Durchmesser von 100–200 nm und sind von einer „Hülle“ aus Proteinen umgeben.^[2] Noch überraschender war die Entdeckung der Magnetosom im Jahr 2006 eine membranumhüllte prokaryontische Organelle, die eine Rolle bei Orientierung mit Magnetfeldern.^[13] Darüber hinaus wurden kernähnliche Strukturen in gefunden Planctomyceten, ebenfalls von einer Lipidmembran umgeben.^[14]

Siehe auch

• Zellen-Biologie
• Zytoskelett
• Endomembransystem

Siehe die Kategorie Orgelunterricht von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.