Wie Cell Organelles zusammenarbeiten

Zellen sind die einfachsten Einheiten des Lebens. In einigen Organismen fungieren Zellen als das vollständige Lebewesen - Bakterien bestehen beispielsweise nur aus einer einzigen Zelle. In anderen Organismen umfassen viele zusammenarbeitende Zellen den Organismus. Unabhängig davon, ob ein Lebewesen aus einer Zelle oder aus Millionen besteht, müssen Zellen als zusammenhängende Einheiten funktionieren können. Zu diesem Zweck bestehen sie aus vielen verschiedenen Organellen, die sehr ähnlich wie Körperorgane sind.

Eine extreme Nahaufnahme von Zwiebelzellen unter einem Mikroskop. (Bild: claudiodivizia / iStock / Getty Images)

Eigenschaften

Zellen haben nicht wirklich Organe; Definitionsgemäß besteht ein Organ aus Gewebe, das aus Zellen besteht. Dennoch bestehen Ähnlichkeiten zwischen Organen und Organellen. Beide führen bestimmte Funktionen aus, die das Leben fördern, und beide repräsentieren eine Unterteilung des Ganzen. In ihrem Buch "Biochemistry" haben Drs. Mary Campbell und Shawn Farrell stellen fest, dass die komplexesten Zellen mit der größten Vielfalt an Organellen zu prokaryotischen Organismen oder anderen Lebewesen als Bakterien gehören.

Proteinsynthese

Nahezu alle Zellen produzieren Protein, sei es für den Eigengebrauch oder für den Export als Produkt. Eine Vielzahl von Organellen koordinieren ihre Aktivitäten zu diesem Zweck, erklären Drs. Campbell und Farrell. Der Zellkern ist eine Organelle, die DNA oder genetische Informationen enthält. Es muss eine Arbeitskopie dieser Informationen, die als RNA bezeichnet wird, produzieren, die in den Rest der Zelle geschickt wird. Dann bilden Organellen, Ribosomen genannt, die oft an Organellen gebunden sind, die als raues endoplasmatisches Retikulum bezeichnet werden, Protein durch Lesen der RNA.

Reproduktion

Die meisten Zellen müssen sich selbst reproduzieren. Dafür müssen viele Organellen zusammenarbeiten. Diesen Prozess, so erklärt Dr. Lauralee Sherwood in ihrem Buch "Human Physiology", nennt man Mitose. Der Kern kopiert die genetische Information und bildet ein exaktes Duplikat. Dann ziehen Zytoskelettelemente, die einen Teil der Struktur der Zelle bilden und wie eine Kombination aus Skelett und Muskel wirken, die beiden Kopien der Gene voneinander weg. Schließlich teilt sich die Zellmembran in zwei Hälften und teilt die Zelle in gleiche und vollständige Hälften.

Einfuhr und Ausfuhr

Zellen müssen in der Lage sein, Nährstoffe einzubringen und Produkte zu exportieren. Es gibt zusätzliche Organellen, die ihre Aktivitäten koordinieren, um diese Ziele zu erreichen. Die Zellmembran faltet sich nach innen und bildet eine Invagination, um Nahrung oder flüssige Partikel anzusaugen. Daraus resultierende kleine Luftblasen in der Zelle verschmelzen mit Verdauungsorganellen, den sogenannten Lysosomen. Eine Organelle namens Golgi-Komplex, erklärt Dr. Sherwood, exportiert Zellprodukte und arbeitet mit dem rauen endoplasmatischen Retikulum zusammen.

Überlegungen

In seinem Buch "Anatomy and Physiology" stellt Dr. Gary Thibodeau fest, dass zwar kompliziertere Zellen aus einer größeren Vielfalt von Organellen bestehen als einfachere Zellen wie Bakterien, bakterielle Zellen jedoch auch eine geringe Anzahl von Organellen besitzen. Sie besitzen Kerne wie größere Zellen und auch Ribosomen, die sie zur Eiweißherstellung verwenden. Viele der Funktionen, die in größeren Zellen auf Organellen beschränkt sind, werden einfach im Cytoplasma oder in der internen Wasserumgebung von Bakterienzellen erfüllt und sind nicht mit Organellen assoziiert.