Wichtiger Bestandteil einer typischen Zelle (erklärt mit Diagramm)
Einige der wichtigsten Komponenten einer typischen Zelle sind folgende:
Unter einem gewöhnlichen Lichtmikroskop sind nur wenige Zellorganellen wie Mitochondrien, Golgi-Komplex, Chloroplasten und Zellkern sichtbar.
Unter dem Elektronenmikroskop sind jedoch mehrere andere zytoplasmatische Organellen wie endoplasmatisches Retikulum, Ribosomen, Lysosomen, Kernmembran, Plasmamembran usw. zu sehen.
Plasma Membran:
Die äußerste Grenze der Tierzelle wird als Plasmamembran bezeichnet. Es ist unter einem Lichtmikroskop nicht sichtbar, aber unter einem Elektronenmikroskop scheint es aus zwei dichten Schichten zusammengesetzt zu sein, die als äußere dichte Schicht und innere dichte Schicht bezeichnet werden. Diese beiden Schichten haben eine Dicke von etwa 20 Å und sind durch einen weniger dichten Bereich mit einer Dicke von etwa 35 Å voneinander getrennt.
Auf diese Weise beträgt die Gesamtdicke der Plasmamembran etwa 75 ° C. Vor dem Vormarsch des Elektronenmikroskops wurde der Gedanke an die Plasmamembran stark über die Zelle gespannt. Aber jetzt wissen wir, dass eine einzelne Plasmamembran 3000 Mikrovilli haben kann. Eine weitere Besonderheit der Membranstruktur besteht darin, dass sie mit dem endoplasmatischen Retikulum verbunden bleibt.
Plasmamembran ist in der Zusammensetzung lipoproteinartig.
Funktionen:
1. Verleiht der Zelle eine Identität.
2. Schützt die Zellorganellen.
3. Hilft bei der Verdauung durch Phagozytose und Pinozytose.
4. Wasserdurchlässig kann Wasser durchdringen.
5. Hilft beim Transport von Ionen.
6. Hilft bei der Bildung von zytoplasmatischen Organellen.
Mitochondrien :
Der Begriff Mitochondrien wurde erstmals von Benda (1902) zur Bezeichnung der Fäden und Körnchen des Zellzytoplasmas verwendet. Das Wissen über die mitochondriale Feinstruktur beruht hauptsächlich auf den Untersuchungen von Palade (1952, 55, 56) und Sjostrand (1955). Aufgrund dieser Untersuchungen werden Mitochondrien nun als doppelwandige Strukturen von Zellorganellen definiert, in denen die als Cristae bezeichneten membranartigen Strukturen vorliegen.
Die äußere Kammer des Mitochondriums besteht aus zwei dichten Schichten und einer weniger dichten Schicht mit einer Gesamtdicke von 140 A bis 180 A, während die äußeren und inneren dichten Schichten in ihren Abmessungen zwischen 35 A und 60 A variieren abhängig vom physiologischen Zustand der Zelle. Die weniger dichte Schicht ist 40 bis 70 Å dick.
Die Matrix der Mitochondrien kann einige feine, undurchsichtige Körnchen unterschiedlicher Größe aufweisen. David E. Green (1964) stellte in einem stark vergrößerten Elektronenmikroskop fest, dass die Innenseite der inneren Membran und die Außenseite der äußeren Membran mit sehr kleinen Teilchen bedeckt sind. Sie haben einen Durchmesser von etwa 90-100 Å.
Die Partikel auf der äußeren Membran unterscheiden sich von denen auf der inneren Membran. Ersteres erscheint im Allgemeinen als glatt. Das Partikel an der Innenseite der inneren Membran hat die komplexere Konfiguration. In einigen Zellen, aber nicht in allen, hat dieses Teilchen eine Basis, einen Stiel und einen kugelförmigen Kopf.
Mitochondrien repräsentieren die Energie erzeugenden Zentren der Zelle. Sie können die Oxidation der Zwischenstufen des Kohlenhydrat-, Fett- und Aminosäuremetabolismus in Gegenwart von O 2 bewirken, wodurch Energie freigesetzt wird. Die freigesetzte Energie wird in Form von Adenosintriphosphat (ATP) eingefangen.
Golgi-Komplex:
Der Golgi-Komplex wurde wahrscheinlich bereits 1867 von La Vallete St George zum ersten Mal beobachtet. Wie auch immer, das verdankt Camillo Golgi (1898), der ihn als internen Netzapparat bezeichnet hat und nachdem er Golgi-Apparat genannt wurde. Es wird verschiedentlich als Golgi-Element, Golgi-Komplex, Dalton-Komplex usw. bezeichnet. Jeder Golgi-Komplex besteht aus vielen Lamellen, Tubuli, Vesikeln und Vakuolen.
Die Membranen des Golgi-Komplexes stammen von Lipoproteinen und sollen von den Membranen des endoplasmatischen Retikulums stammen. Die Funktion des Golgi-Komplexes ist die Speicherung von Proteinen und Enzymen, die von Ribosomen synthetisiert und vom endoplasmatischen Retikulum zu ihnen transportiert werden.
Weiterhin hat der Golgi-Komplex die wichtigste Sekretariatsfunktion. Es scheidet viele Sekretgranulate und Lysosomen aus. In Pflanzenzellen ist der Golgi-Komplex als Dictyosom bekannt und scheidet während der Zellteilung notwendige Materialien für die Zellwandbildung aus.
Lysosomen:
Die Lysosomen (Gr. Lyso; Verdauung + Soma; Körper) werden ebenfalls im Zytoplasma verstreut gefunden. Durch leichtes Zentrifugieren können Lysosomen von anderen Zellorganellen getrennt werden. Sie sind normalerweise kugelförmig, können aber unregelmäßig geformt sein und mit einer Lipoproteinmembran bedeckt sein. Die innere Struktur ist immer variabel.
Lysosomen enthalten hydrolysierende Enzyme wie saure Phosphatase, saure Ribonuclease, saure Desoxyribonuclease und Kathespine. Sie haben jedoch keine oxidativen Enzyme. Diese Eigenschaft unterscheidet sie von den Mitochondrien. Lysosomen sind von Natur aus polymorph und werden allgemein als Selbstmordbeutel bezeichnet. Sie sind verantwortlich für postmortale Veränderungen in Zellen.
Endoplasmatisches Retikulum :
Der Begriff "Microsome" wurde von Claude (1943) in die moderne Zytologie eingeführt, um eine der durch Zentrifugation isolierten submikroskopischen zellulären Komponenten darzustellen. Es ist bekannt, dass dies nach dem Studium von Kollman (1953) die gebrochenen Teile des endoplasmatischen Retikulums sind.
Porter (1945) beschrieb als erster Mensch ihre elektronenmikroskopische Struktur in kultivierten Zellen. Er beschrieb sie als sackartiges Retikulum. Dies sind membrangebundene Säcke in Form von Doppelmembranen oder Zisternen.
Der Begriff Zisternen wurde von Sjostrand (1953) eingeführt, um langgestreckte oder langgestreckte stäbchenartige Teile des endoplasmatischen Retikulums zu beschreiben, die 50-200 A ° messen. Wiess (1953) beschrieb die Vesikel des endoplasmatischen Retikulums, das gewöhnlich einen Durchmesser von 25 bis 500 Å hat, während Bradfield (1913) auf einen anderen Typ von endoplasmatischem Retikulum stieß, das sie als Tubuli bezeichnete und zwischen 50 und 100 A ° betrug Durchmesser.
Aufgrund der Anwesenheit oder Abwesenheit von Ribosomen- oder RNP-Partikeln wird das endoplasmatische Retikulum (ER) in zwei Varianten unterschieden. Das rauhe endoplasmatische Retikulum und das endoplasmatische Retikulum mit glatten Wänden.
Endoplasmatisches Retikulum mit rauer Wand. Raues endoplasmatisches Retikulum (RER) ist die Varietät, die die Ribosomen an der äußeren Oberfläche der Zisternen trägt. Die Verteilung der Ribosomen kann kreisförmig, spiralförmig oder rosett sein.
Diese Partikel können induziert werden, um die Oberfläche der Zisternen zu verlassen, ohne die Struktur der Zisternen zu beschädigen oder die Fähigkeit, sich erneut mit den Partikeln zu verbinden. In der Regel ist das endoplasmatische Retikulum mit rauher Wand in den Zellen, die an der Proteinsynthese beteiligt sind, reichlich verteilt.
Endoplasmatisches Retikulum mit glatter Wand. Die andere große Aufteilung des Systems verdankt seine Identität zum Teil der Abwesenheit der Teilchen und wird daher allgemein als glatte, körnige Form bezeichnet. Wie die RER weist der SER eine charakteristische Morphologie auf, die eher rohrförmig als Zisternen ist. Die Tubuli haben einen Durchmesser von nahezu 50-100 nm. Nach Studien von Fawcett (1960) ist SER in den Zellen, die an der Synthese von Steroiden beteiligt sind, reichlich verteilt.
Die Kontinuität zwischen dem SER eines bestimmten Zelltyps führt zu einem charakteristischen Strukturmuster. Daher ist es für Rattenleberzellen typisch, Gruppen von acht oder zehn schlanken Profilen in paralleler Anordnung zu zeigen.
Plastiden :
Plastiden sind nur in Pflanzenzellen (nicht in Tierzellen) vorhanden. Dies sind doppelmembranige Strukturen, die relativ größer als die Mitochondrien sind. Einige der Plastiden sind farblos und speichern Stärke (Leucoplasten). Andere enthalten verschiedene Pigmente und verleihen den verschiedenen Teilen der Pflanze unterschiedliche Farben (rot, braun, gelb usw.).
Diese werden zusammenfassend als Chromleisten bezeichnet. Diejenigen, die grünes Pigment-Chlorophyll enthalten, werden Chloroplasten genannt. Diese enthalten in ihrer Matrix mehrere für die Photosynthese notwendige Enzyme. Die Chloroplasten fangen Lichtenergie der Sonne ein und wandeln sie in die chemische Energie um, die bei der Biosynthese von Glukose aus CO 2 und H 2 O verwendet wird.
Ribosomen :
Viele winzige, als Ribosomen bekannte Strukturen bleiben mit der Membran des endoplasmatischen Retikulums verbunden und bilden einen granularen oder groben ER-Typ. Die Ribosomen stammen vom Nukleolus und bestehen hauptsächlich aus Ribonukleinsäuren (RNA) und Proteinen.
Jedes Ribosom besteht aus zwei Struktureinheiten, einer kleinen Untereinheit, die als 40S-Untereinheit bekannt ist, und einer größeren Untereinheit, die als 60S-Untereinheit bekannt ist. Die Ribosomen bleiben durch die 60S-Untereinheiten mit den Membranen des endoplasmatischen Retikulums verbunden. Die 40S-Untereinheiten treten auf der größeren Untereinheit auf und bilden eine kappenartige Struktur.
Die Ribosomen bestehen aus 3 Arten von RNAs, die als ribosomale RNAs oder RNA, nämlich 5S-, 18S- und 28S-rRNAs, bekannt sind. Die 28S- und 5S-rRNAs kommen in großen (60S) -Untereinheiten vor, während 18S-rRNA in der kleineren ribosomalen Untereinheit vorkommt. Die Ribosomen kommen auch frei im Zytoplasma vor. Sie sind die Standorte der Proteinsynthese.
Peroxisomen :
Diese sind auch durch eine einzige Membran begrenzt. Diese enthalten Enzyme zum Abbau von Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff. Dies sind schützende Organellen der Zelle.
Cilla und Flagella:
Die Zellen vieler einzelliger Organismen und des Flimmerepithels von mehrzelligen Organismen bestehen aus einigen haarähnlichen zytoplasmatischen Projektionen außerhalb der Oberfläche der Zelle. Diese sind als Zilien oder Flagellen bekannt. Sie helfen bei der Fortbewegung der Zelle.
Die Flimmerhärchen und Flagellen bestehen aus neun äußeren Fibrillen um die beiden großen zentralen Fibrillen. Jede äußere Fibrille besteht aus zwei Mikrotubuli. Die zwei Mikrotubuli jedes peripheren Paars oder Dubletts bleiben morphologisch verschieden. Die zentralen Fibrillen sind getrennt, bleiben jedoch von einer gemeinsamen zentralen Hülle umgeben. Zilien und Flagellen sind an der Fortbewegung, der Fütterung, der Reinigung usw. beteiligt.
Vakuolen:
Diese Strukturen sind flüssigkeitsgefüllte "Blasen", die im Zytoplasma gefunden werden. Vakuolen werden durch eine Membran, die als Tonoplasten bezeichnet wird, gebunden, die strukturell einer Zellmembran ähnelt, wenn nicht identisch mit dieser. In den Vakuolen befinden sich Lebensmittel oder Abfälle.
Vakuolen sind in Pflanzenzellen auffällig, in tierischen Zellen dagegen weniger. Vakuolen fehlen in aktiv teilenden Zellen. In einer jungen Pflanzenzelle gibt es viele Vakuolen, aber wenn eine Zelle reift, vereinigen sie sich zu einer einzigen großen zentralen Vakuole.
Guilliermond (1941) war der Ansicht, dass Vakuolen kolloidal sind und eine starke Aufnahmefähigkeit haben. Vakuolen entstehen de novo, dh sie bilden sich spontan aus bereits bestehenden Vakuolen. In vielen Protozoen bilden sich am Boden der Speiseröhre Vakuolen. In diesen Vakuolen werden Lebensmittelmaterialien wie Bakterien gesammelt. Einige Vakuolen, die durch Zelltrinken gebildet wurden. Diese Art von Vakuolen nennt man Phagosomen.
Nahrungsvakuolen, die durch Evagination von Zellmembranen gebildet werden, die Nahrungsmittelpartikel mit etwas Feststoff umgeben, werden Phagosomen genannt. In Tierzellen werden die Vakuolen durch eine Lipoproteinmembran gebildet, die bei der Lagerung und beim Transport von Material sowie bei der Aufrechterhaltung des Innendrucks der Zelle hilft.
Vakuolen sind kein lebender Teil des Protoplasmas, sondern ein Aufbewahrungsort für Reservematerial und Abfallprodukte.
Kristalle und Öltröpfchen :
In bestimmten Pflanzenzellen werden die Lebensmittel oder Abfälle in Form von Kristallen abgelagert. Die Öltröpfchen befinden sich sowohl in pflanzlichen als auch in tierischen Zellen, die als winzig schimmernde weiße Kugeln erscheinen. Diese dienen als Reserve für energiereiche Brennstoffe.
Kern:
Es ist der lebenswichtigste Teil der Zelle, der ausnahmslos in allen Zellen höherer Tiere und Pflanzen vorhanden ist. Normalerweise ist ein Zellkern in einer Zelle vorhanden, in bestimmten Zellen kann es jedoch mehr als einen geben. Strukturell ist er von einer porösen Kernmembran umgeben, die sie vom umgebenden Zytoplasma trennt.
Es hat die charakteristische Durchlässigkeit. Während der Zellteilung bricht es auf und bald nach der Mitose wird es wieder hergestellt. Das Innere des Zellkerns ist mit Kernsaft oder Karyolymphe gefüllt. In Kernsaft bleiben andere Kernbestandteile eingebettet.
Das Chromatin ist das Fulgent-positive Material im Interphasenkern, das während der Teilung zu den endgültigen Chromosomen wird. Kurz gesagt, repräsentiert es die Substanz des Chromosoms. Die Sexualchromatate sind die spezifischen heterochromatischen Körper, die im Allgemeinen in der Nähe der Peripherie des Zellkerns gefunden werden.
Im Zellkern findet man normalerweise einen Sexchromatinkörper, aber es können auch mehr als einer beobachtet werden. Der Nucleolus ist ein relativ großer, im Allgemeinen kugelförmiger, ballartiger Körper. Es hat eine hohe Konzentration an RNA und ist daher eine wichtige Struktur bei der Proteinsynthese. Seine Anzahl in einem Kern hängt sehr von verschiedenen Zellen ab und hängt entweder von der Spezies oder den Sätzen der Chromosomen ab.
Der Kern koordiniert viele Zellaktivitäten. DNA-Moleküle sind die Quelle kodierter Anweisungen, die zu RNA-Molekülen gelangen, die dann als Botenstoff fungieren und aus dem Zellkern zu einer der verschiedenen Strukturen des Zytoplasmas gelangen. Es steuert auch die Zellwiedergabe. DNA ist auch hier die Quelle kodierter Anweisungen.
Das Cytosol, Hyaloplasma oder die Grundsubstanz:
Das Material, das unter Bedingungen suspendiert bleibt, die ausreichen, um selbst die Ribosomen zu sedimentieren, wird als Biochemiker als lösliche Fraktion oder Cytosol bezeichnet. Diese Fraktion enthält gewöhnlich etwas Material, das während der Homogenisierung und Zentrifugation aus den Organellen verloren geht.
Es enthält jedoch auch andere Moleküle, einschließlich einiger Enzyme, von denen nicht bekannt ist, dass sie Teil der intrazellulären Strukturen sind, die im Mikroskop erkennbar sind. Es wird allgemein angenommen, dass solche Moleküle aus dem Hyaloplasma stammen (auch Grundsubstanz, Zellmatrix oder Zellsaft genannt), das ursprünglich von Mikroskopikern als scheinbar weniger strukturiertes Medium definiert wurde, das den Raum zwischen den sichtbaren Organellen einnimmt.
Die meisten Forscher glauben weiterhin, dass es im Zytoplasma eine "lösliche Phase - eine Lösung mit anorganischen Ionen und kleinen Molekülen, Materialien, die von einem Zellbereich in einen anderen transportiert werden, und gelöste oder suspendierte Enzyme enthält, die als einzelne Moleküle oder möglicherweise als Teile davon fungieren kleine Molekülgruppen und nicht als Bestandteile großer mikroskopisch erkennbarer Organellen.
Es gibt jedoch eine lebhafte Debatte über Vorschläge, wonach viele Komponenten, die einst in dieser Lösung als suspendiert angesehen wurden, tatsächlich in strukturierten Arrangements gebunden sind, die die mit der Zellfraktionierung verbundene Störung nicht überleben.
