Der Aufbau des Körpers, die Zelle

Mit einem kleinen Gedicht von Heinz Erhard möchte ich eine neue Reihe zum Aufbau des Körpers beginnen.
 
"Das Leben kommt auf alle Fälle aus einer Zelle, doch manchmal endets auch - bei Strolchen - in einer solchen."

Beginnen wir also mit der Zelle.

Die Zelle ist zwar der kleinste Baustein aller Organismen, das heißt aber nicht dass da mit der Miniaturisierung Schluss ist. Auch innerhalb einer jeden Zelle gibt es einzelne Bestandteile mit jeweils verschiedenen Aufgaben. Diese einzelnen Bestandteile nennt man Organellen . Jedes Organell besitzt eine Membran um sich abzugrenzen und mehrere Organellen bilden eine Zelle.

Jede Zelle enthält

• Zellkern mit Erbgut (Trägt DNA in sich, ist für Zellteilung zuständig )
• Zytoplasma (wässrige Substanz in der sich die Organellen befinden)
• Biomembran (Abgrenzung von Zellen, Regelung des Stoffaustausch zwischen den Zellen, Aufbau elektrischer Potentiale)
• Mitochondrien (Dienen der Zellatmung, wandeln Glucose in Energie um und sind somit die Kraftwerke der Zellen)
• Plastiolen (Produzieren und speichern Glucose)
• Zellwand (Verleiht der Zelle Stabilität, bietet Schutz, ist ein Abgrenzung zu anderen Zellen)
• Retikulum (Bildet neue Kernmembrane, trägt die Ribosomen)
• Zellsaftvakuolen (Sind für den Wasserhaushalt der Zellen zuständig)

Was können Zellen alles?

• Sie können Wachsen indem sie Struktureiweise bilden
• Sie könne Stoffe austauschen, auch Metabolismus genannt (Baustoffwechsel, Betriebsstoffwechsel)
• Sie können Sekrete absondern (z.B. Schweißdrüsen)
• Sie können Erreger fressen also Phagozytieren (Fresszellen)
• Sie sind Reizbar zur Informationsweitergabe
• Sie können sich regenerieren
• Sie können sich vermehren über Zellteilung
• Sie sind Anpassungsfähig und können sich verändern (Hypertrophie)

Wie sind die Zellen untereinander verbunden? (Zellkontakte)

• Über Haftkontakte (Mit Kittsubstanz wird eine mechanische Verbindung hergestellt)
• Mit einem Verschlusskontakt werden die Zellzwischenräume ( Interzellularraum) abgedichtet)
• Über Kommunikationskontakte werden benachbarte Zellen metabolisch oder elektrisch verbunden

Wenn sich mehrere Zellen mit der gleichen Funktion und Struktur verbinden, entsteht ein Gewebe und mehrere räumlich beieinander liegende Gewebe bilden ein Organ.

Organe bestehen aus unterschiedlichen Geweben

Zum einen aus dem Funktionsgewebe welches die eigentliche Organfunktion übernimmt, und zum anderen aus dem Binde & Stützgewebe welches für die Form und den Halt des Organs von Bedeutung ist.
Genaueres dazu findet ihr in den Artikeln  „Histologie, die Lehre von den Geweben“

 

Nun aber noch mal zurück zur Zelle, genauer gesagt zur Zellteilung

Jetzt kommt der Punkt an dem ich Biologiewissen der 7. Klasse wieder nach oben krame, mit Meiose und Mitose. Aber keine Angst, ich versuche es möglichst verständlich rüber zu bringen.

Mitose

Die Mitose ist die ganz normale Zellteilung die bei Wachstums,- Regenerations,- oder Heilungsprozessen zum tragen kommt.

Die Mitose ist unterteilt in 5 Phasen

• Interphase in 3 Abschnitten:

1. G1 Zellen wachsen ohne DNA  (Es wird platz geschaffen)
2. S DNA wird verdoppelt (kopiert)
3. G2 Abschluss der Interphase (Es wird keine DNA mehr hergestellt)

• Prophase Erbmaterial(DNA) beginnt sich zu ordnen, Chromosomen werden sichtbar
• Metaphase Chromosomen liegen einzeln in der Äqatorialebene einer Linie in der Mitte der Zelle.
• Anaphase  Die Chromosomen die aus je 2 Chromatiden bestehen werden in die einzelnen Chromatiden getrennt in dem Moment in dem sich die Zelle teilt. Dabei werden die Tochterchromatiden werden jeweils zu einem bzw. zum anderen Pol gezogen.
• Telophase  Die Chromosomen sind an den jeweiligen Polen (Jedes Chromosom besteht aus einem Chromatid)

Der ganze Vorgang ist hier auch noch einmal schön Bildlich dargestellt und beschrieben.
Ich denke das macht das verstehen etwas einfacher.

Meiose (kann man sich leicht daran merken das in Meiose schon ei mit drin steckt)

Die Meiose ist die so genannte Reduktionsteilung in den Urkeimzellen (Eizellen und Samenzellen). Das ganze hat mathematische Gründe. Jede Zelle enthält 46 Chromosomen. Wenn die Zellen sich ganz normal teilen, wie oben bei der Mitose beschrieben, werden aus den 46 Chromosomen erst 92 Chromosomen in der der Interphase und dann in der Anaphase ja wieder auf jeweils 46 Chromosomen geteilt.
Wenn aber nun die Samenzelle vom Vater, auf die Eizelle der Mutter treffen würde mit jeweils 42 Chromosomen, hätte man ja schon in der ersten Zelle, aus der das Leben entsteht, 92 Chromosomen. Da das so nicht im Bauplan steht,  bedient sich Mutter Natur da eines kleinen Tricks, indem sie einfach schon den Chromosomensatz der Urkeimzellen um die hälfte reduziert.

Dieser Vorgang ist auch wieder in einzelne Phasen eingeteilt

• Mitose Phase 1-5
• Metaphase 2 Die Chromosomen lagern einzeln in der Äquatorialebene
• Anaphase2 Die Chromosomen aus je 2 Chromatiden werden in die einzelnen Chromatiden getrennt. Die Tochterchromatiden werden jeweils zu einem bzw. zum anderen Pol gezogen.
• Nach Abschluss der Reifeteilung sind aus einer männlichen unreifen Keimzelle mit doppeltem (diploiden) Chromosomensatz 4 reife Spermien mit halben (haploiden) Chromosomensatz entstanden
• Bei der unreifen weiblichen Keimzelle entsteht ein großes reifes Ei mit 3 Polkörperchen die dann absterben.

Der ganze Vorgang ist hier auch noch einmal schön Bildlich dargestellt und beschrieben.
Einen Vergleich zwischen beiden Vorgängen findet man hier recht anschaulich dargestellt

Puh wäre der schwierigste Teil zum Thema Zelle auch abgeschlossen. Wenden wir uns leichterem zu. Ein paar losen Fakten die sonst noch wissenswert zum Thema Zelle sind.

Der Zelltod

Ständig Sterben Zellen ab, dieser Vorgang nennt sich programmierter Zelltod(Apoptose) und wird von der Zelle selbst, oder der Umgebung ausgelöst (durch Hormone). Selbstzerstörerische Eiweiße und Enzyme bewirken das Schrumpfen des Zellkerns und die Zellreste werden gefressen (Phagozytiert)

Semipermeabilität (Halbdurchlässigkeit) der Zellmembran

Sie regelt den Durchtritt von Stoffen und selektiert abhängig von:

• der Molekülgröße (kleine Moleküle kommen durch)
• der Fettlöslichkeit(lipidität) (je Fettlöslicher desto leichter)
• elektrische Ladung (benötigen Transportproteine [carrier])

Stammzellen

Sind unbegrenzt teilungsfähige undifferenzierte Vorläufer der Urkeimzellen mit noch nicht festgelegter Entwicklung (können noch alle Arten von Zellen daraus entwickelt werden)

Arten der Stammzellen

• Totipotente (alleskönnende) Stammzellen
  Können zu einem vollständigen Lebewesen heran reifen
• Pluripotente (vielkönnende) Stammzellen können sich zu allen Zelltypen eines Organismus entwickeln,
  aber zu keinem eigenständigen Organismus
• Embryonale Stammzellen sind ethisch umstritten
• Adulte Stammzellen 
  werden aus der Nabelschnur, oder später aus Knochenmark und Blut gewonnen.

Chromosomen

• Anzahl, Größe, Gestalt sind für jede Art typisch
• Der normale Chromosomensatz des Menschen besteht aus 46 Chromosomen  44 Autosomen+ 2 Gonosomen(Geschlechtschromosomen)
• Kurzschreibweise: 46 XX Weiblich, 46 XY für Männlich
• In sogenannten Karyogrammen werden die Autosomen zu Paaren geordnet, wobei die Paare nach Größe und Form der Reihe nach sortiert werden. Gonosomen werden dabei gesondert gestellt