am Puls Biologie 5, Schulbuch

29 Die Ordnung des Lebendigen Der Zellkern ist die genetische Steuerzentrale der Zelle Der Zellkern oder Nukleus ist das namensgeben- de Merkmal der Eukaryoten ( k Abb. 23). Er ent- hält die DNA und ist damit die Datenbank und Steuerzentrale der Zelle. Eine doppelte Mem- bran, die Kernhülle , trennt ihn vom Zytoplasma. Dieses steht durch tausende Kernporen mit dem Inneren des Kerns in Verbindung. (Zum Vergleich: Wäre der Zellkern so groß wie ein Handball, hät- ten die Poren einen Durchmesser von etwa 1mm). Die zirka 10nm großen Kernporen sind aber nicht einfach Löcher, sondern höchst kom- plizierte Proteinkomplexe, die das Ein- und Aus- schleusen von großen Molekülen regeln. Im Inneren des Kerns liegt die DNA, das Erbgut der Zelle, in Form von mehreren DNA-Fäden. Die- se Fäden sind – wie Haare um Lockenwickler – um Proteine gewickelt, die als Histone bezeich- net werden. Dieser Komplex aus DNA und Histonen heißt Chromatin . Bei Bedarf kann die DNA abgelesen und kopiert werden, um die dar- in vorhandene Information zur Herstellung von Proteinen zu nutzen. Die auffälligste Struktur im Zellkern ist der Nu- kleolus (bei manchen Zellen gibt es auch meh- rere). Hier werden die Teilstücke der Ribosomen gebildet (siehe S. 30), die dann durch die Kern- poren ins Zytoplasma transportiert werden. Abb. 23: Der Zellkern. Beachte Nukleolus und das Chromatin im Inneren sowie die Kernporen in der Kernhülle. Kernhülle Nukleolus Kernpore Chromatin äußere Membran innere Membran Kernporenkomplex Zellkern (Nukleus) Der Zellkern enthält das Erbgut der Zelle Das Zytoplasma: Lagerraum, Fabrik, Hafen Das Zytoplasma ist eine wässrige Substanz, in der sich gelöste Proteine, kleine Moleküle, Salze ua. befinden. Daneben enthält es kleinere organi- sche Moleküle, Salze und gelöste Gase. Das mo- lekulare Gedränge ist in der Euzyte ebenso groß wie in der Prozyte, allerdings trennen Membra- nen separate Bereiche ab, die Zellorganellen. Das Zytoplasma ist aber nicht bloß ein großer Vorratsraum, sondern zugleich eine Fabrik und ein Verschiebebahnhof: Hier werden Proteine und andere Moleküle hergestellt, verpackt, trans- portiert. Die Vorgänge, die im Zytoplasma ablau- fen sind bis heute nicht im Detail verstanden und Thema vieler Forschungsarbeiten. Im Zytoplasma laufen lebensnot- wendige Reaktionen ab Mitochondrien und Chloroplasten: Energieversorgung von Zellen Zwei Zellorganellen sind hier besonders hervor- zuheben: Sowohl Mitochondrien als auch Chloro- plasten sind für die Bereitstellung von Energie für die Zelle notwendig. Die linsenförmigen, grünen Chloroplasten , sind die Organellen der Fotosynthese. Gefüllt mit Membranstapeln (den Grana), welche dicht mit Chlorophyll bepackt sind, können Chloroplasten Sonnenlicht einfangen und in chemische Energie – in Form von Zucker – umwandeln. Die länglichen Mitochondrien kommen in allen eukaryotischen Zellen vor. In ihnen findet der wichtigste Teil des Zuckerabbaus statt. Sie wandeln bei Bedarf die in Zuckern gespeicherte Energie in ATP um – eine Energieform, die für Stoffwechselprozesse genutzt werden kann. Die genaue Funktion dieser beiden Organellen (sowie des ATP, siehe S. 41), und damit der Ener- giestoffwechsel der Zelle, ist in Kapitel 2 be- schrieben. Chloroplasten sind die Organellen der Fotosynthese; Mitochondrien bauen den Zucker ab, um Energie bereitzustellen Stoff- und Energieumwandlung Basiskonzept Stoff- und Energieumwandlung: In pflanzlichen Zellen gibt es sowohl Chloroplasten (die Zucker herstellen) und Mitochondrien (die den Zucker wieder ab- bauen, um die Energie freizusetzen). Die Zellen von Tieren und Pilzen enthalten Mitochondrien, aber keine Chloroplasten, d. h. sie müssen Zucker mit der Nahrung aufnehmen, damit er zuerst im Zytoplasma und dann in den Mitochondrien abgebaut werden kann. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv