Eine Zelle ist ... Der Aufbau und die Grundfunktionen von Zellen
Fast alle lebenden Organismen basieren auf der einfachsten Einheit – der Zelle. Ein Foto dieses winzigen Biosystems sowie Antworten auf die interessantesten Fragen finden Sie in diesem Artikel. Welche Struktur und Größe hat die Zelle? Welche Funktionen erfüllt es im Körper?
Ein Käfig ist...
Wissenschaftler kennen den genauen Zeitpunkt der Entstehung der ersten lebenden Zellen auf unserem Planeten nicht. In Australien wurden ihre Überreste 3,5 Milliarden Jahre alt gefunden. Ihre Biogenität konnte jedoch nicht genau bestimmt werden.
Die Zelle ist die einfachste Einheit im Aufbau fast aller lebenden Organismen. Die einzigen Ausnahmen sind Viren und Viroide, die nicht-zelluläre Lebensformen sind.
Eine Zelle ist eine Struktur, die autonom existieren und sich selbst replizieren kann. Seine Größen können unterschiedlich sein - von 0,1 bis 100 Mikrometer und mehr. Es ist jedoch erwähnenswert, dass auch unbefruchtete Vogeleier als Zellen angesehen werden können. Somit kann das Straußenei als die größte Zelle der Erde angesehen werden. Im Durchmesser kann es 15 Zentimeter erreichen.
Die Wissenschaft, die die Eigenschaften des Lebens und die Struktur der Körperzellen untersucht, wird Zytologie (oder Zellbiologie) genannt.
Zellforschung und -forschung
Robert Hooke ist ein englischer Wissenschaftler, der uns allen aus seinem Physikunterricht an der Schule bekannt ist (er hat das nach ihm benannte Deformationsgesetz elastischer Körper entdeckt). Außerdem war er es, der zum ersten Mal lebende Zellen sah und Schnitte eines Korkeichenbaums durch sein Mikroskop untersuchte. Sie erinnerten ihn an eine Honigwabe, also nannte er sie Zelle, was auf Englisch "Zelle" bedeutet.
Die Zellstruktur von Pflanzen wurde später (Ende des 17. Jahrhunderts) von vielen Forschern bestätigt. Aber erst Anfang des 19. Jahrhunderts wurde die Zelltheorie auf tierische Organismen ausgedehnt. Etwa zur gleichen Zeit interessierten sich Wissenschaftler ernsthaft für den Inhalt (die Struktur) von Zellen.
Leistungsstarke Lichtmikroskope erlaubten es, die Zelle und ihre Struktur im Detail zu untersuchen. Sie bleiben nach wie vor das wichtigste Instrument beim Studium dieser Systeme. Und das Aufkommen von Elektronenmikroskopen im letzten Jahrhundert ermöglichte es Biologen, die Ultrastruktur von Zellen zu untersuchen. Unter den Methoden ihrer Forschung lassen sich auch biochemische, analytische und präparative unterscheiden. Sie können auch herausfinden, wie eine lebende Zelle aussieht - das Foto ist im Artikel enthalten.
Chemischer Aufbau einer Zelle
Die Zelle enthält viele verschiedene Substanzen:
- Organogene;
- Makronährstoffe;
- Mikro- und Ultramikroelemente;
- Wasser.
Etwa 98% der chemischen Zusammensetzung der Zelle bestehen aus den sogenannten Organogenen (Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff), weitere 2% sind Makronährstoffe (Magnesium, Eisen, Calcium und andere). Mikro- und Ultramikroelemente (Zink, Mangan, Uran, Jod usw.) - nicht mehr als 0,01% der gesamten Zelle.
Prokaryoten und Eukaryoten: die Hauptunterschiede
Aufgrund der Besonderheiten der Zellstruktur werden alle lebenden Organismen auf der Erde in zwei Reiche unterteilt:
- Prokaryonten sind primitivere Organismen, die sich im Laufe der Evolution entwickelt haben;
- Eukaryoten sind Organismen, deren Zellkern vollständig ausgebildet ist (zu den Eukaryoten gehört auch der menschliche Körper).
Die Hauptunterschiede zwischen eukaryontischen Zellen und Prokaryonten:
- größere Größen (10-100 Mikrometer);
- Teilungsmethode (Meiose oder Mitose);
- Art des Ribosoms (80S-Ribosomen);
- Art der Geißeln (in den Zellen eukaryontischer Organismen bestehen die Geißeln aus Mikrotubuli, die von einer Membran umgeben sind).
Eukaryontische Zellstruktur
Die Struktur einer eukaryontischen Zelle umfasst die folgenden Organellen:
- Ader;
- Zytoplasma;
- Golgi-Geräte;
- Lysosomen;
- Zentriolen;
- Mitochondrien;
- Ribosomen;
- Vesikel.
Der Zellkern ist das Hauptstrukturelement der eukaryontischen Zelle. Darin sind alle genetischen Informationen über einen bestimmten Organismus gespeichert (in DNA-Molekülen).
Zytoplasma ist eine spezielle Substanz, die den Zellkern und alle anderen Organellen enthält. Dank eines speziellen Mikrotubuli-Netzwerks sorgt es für die Bewegung von Stoffen innerhalb der Zelle.
Der Golgi-Apparat ist ein System flacher Zisternen, in dem Proteine ständig reifen.
Lysosomen sind kleine Körper mit einer einzigen Membran, deren Hauptfunktion darin besteht, einzelne Zellorganellen abzubauen.
Ribosomen sind universelle ultramikroskopische Organellen, deren Zweck es ist, Proteine zu synthetisieren.
Mitochondrien sind eine Art "Lungenzellen" und ihre Hauptenergiequelle.
Die wichtigsten Funktionen der Zelle
Die Zelle eines lebenden Organismus hat mehrere wichtige Funktionen zu erfüllen, die die lebenswichtige Aktivität dieses Organismus sicherstellen.
Die wichtigste Funktion der Zelle ist der Stoffwechsel. Sie ist es also, die komplexe Substanzen abbaut, in einfache umwandelt und auch komplexere Verbindungen synthetisiert.
Darüber hinaus sind alle Zellen in der Lage, auf äußere Reize (Temperatur, Licht usw.) zu reagieren. Die meisten von ihnen haben auch die Fähigkeit, sich durch Spaltung zu regenerieren (Selbstheilung).
Durch die Erzeugung bioelektrischer Impulse können Nervenzellen auch auf äußere Reize reagieren.
Alle oben genannten Zellfunktionen sorgen für die lebenswichtige Aktivität des Organismus.
Abschluss
Eine Zelle ist also das kleinste elementare lebende System, das die Grundeinheit im Aufbau eines jeden Organismus (Tier, Pflanze, Bakterien) darstellt. In seiner Struktur sind der Kern und das Zytoplasma isoliert, das alle Organellen (Zellstrukturen) enthält. Jeder von ihnen erfüllt seine eigenen spezifischen Funktionen.
Die Zellgröße variiert stark - von 0,1 bis 100 Mikrometer. Die Besonderheiten der Struktur und Vitalaktivität von Zellen werden von einer speziellen Wissenschaft untersucht - der Zytologie.
