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Die Zelle kann mit einer Fabrik verglichen werden.
Diese Fabrik stellt verschiedene Produkte her:
Dazu benötigt sie
Maschinen, Arbeiter, Rohstoffe und Baupläne nach
denen die Stoffe hergestellt werden.
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Die Maschinen
sind die Zellorganellen.
Die Arbeiter sind die Enzyme.
Die Rohstoffe sind in der Nahrung
enthalten, die die Zelle aufnimmt.
Die Baupläne sind als Erbinformation
im Zellkern in den Chromosomen in Riesenmolekülen (Makromoleküle)
genannt: DNA gespeichert.
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Wir wollen uns nun die "Maschinen" (=
Zellorganellen) genauer ansehen.
Apoptose
(= programmierter Zelltod)
So merkwürdig es klingt, Zellen sind nicht
nur dazu da, in bestimmten Organen bestimmte Aufgaben zu übernehmen
und bestimmte Stoffe herzustellen, sondern müssen zum Wohle
des gesamten Organismus auch gezielt getötet werden. Dazu besitzen
alle Zellen im Zellkern Erbgut, das diesen Zelltod auslöst,
sobald das Erbgut aktiviert wird. Man nennt diesen programierten
Zelltod Apoptose.
Am bekanntesten sind in der Haut die Epidermiszellen.
Sie wandern von den unteren Hautschichten bis an die Oberfläche
und sterben dort durch gezielte Apoptose.
Hier bilden sie die oberste Hautschicht verhornter, toter Zellen,
genannt Epidermis.
Bei der Differenzierung (= Individualentwicklung)
der Organismen machen diese normalerweise verschiedene Stadien durch.
Beispiele sind beim Mensch:
Embryo - Kleinkind - Kind - Erwächsener, beim Frosch:
Ei - Kaulquappe - Frosch.
Dabei werden bestimmte Zellen, wenn sie Ihre Aufgabe erfüllt
haben und im nächsten Entwicklungsstadium nicht mehr gebraucht
werden gezielt durch Apoptose getötet. Beim Frosch sind das
z.B. bei der Metamorphose von der Kaulquappe zum Frosch die Zellen
des Schwanzes. Baim Menschen in der Embryonalentwicklung die Zellen
zwischen den Fingern.

Apoptose
ist ist ein genetisch gesteuertes Selbstmordprogramm, das entweder
durch äußere Signale wie UV-Strahlung oder bestimmte
chemische Stoffe wie Lymphotoxin
(= Botenstoff von weißen Blutkörperchen) oder zellinnere
Faktoren ausgelöst wird. Jede Zelle hat dazu spezielle Rezeptoren
an der Außenmembran.
Werden diese Gene aktiviert, entstehen proteinverdauende Enzyme
namens Caspasen,
die in einer Kaskade von zellinternen Vorgängen die Zelle auflösen.
Die Überreste werden dann von einer benachbarten Zelle aufgenommen
und verdaut.

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Abb. 25
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ELMI-Bilder von Zellen
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Polygonale Nierenzellen aus
einem Carcinom mit Zellkern und definierter Zellmembran
(TEM)

Allgenzelle mit Zellkern, Vakuole, Mitochondrien u. a.
(TEM)

Wurzelzellen der Zwiebel bei der Zellteilung mit Zellkkern,
Nucleolus, Zellwand usw.
(lichtmikroskop. Bild)

Tierzelle mit allen Zellorganellen
(ELMI verändert)

Pflanzenzellen mit Chloroplasten im Lichtmikroskop
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Abb. 26
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Apoptose bei Hautzellen
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1 Keratinozyte mit Melanin
2 Melanozyte
3 sich teilende Melanozyte
4 Basalmembran zur Dermis
(= Unterhaut)
5 Blutgefäß
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Abb. 27
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Apoptose während der Entwicklung
bei Fröschen und Menschen
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Abb. 28
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Prinzip der Apoptose
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2002 wurde für Aufkärung der genetischen Regulation
der Apoptose im Zusammenhang mit der Organentwicklung der
Nobelpreis in Physiologie und Medizin an die drei Wissenschaftler
S. Brenner, H. Horvitz und J. E. Sulston vergeben
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