32 Der Zellkern ist die genetische Steuerzentrale der Zelle Der Zellkern oder Nukleus1 ist das namensgebende Merkmal der Eukaryoten (kAbb. 34). Er enthält die DNA und ist damit die Datenbank und Steuerzentrale der Zelle. Eine doppelte Membran, 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, hätten die Poren einen Durchmesser von etwa 1mm). Die zirka 10nm großen Kernporen sind aber nicht einfach Löcher, sondern höchst komplizierte Proteinkomplexe, die das Ein- und Ausschleusen von großen Molekülen regeln. Im Inneren des Kerns liegt die DNA, das Erbgut der Zelle, in Form von mehreren DNA-Fäden. Diese Fäden sind – wie Haare um Lockenwickler – um Proteine gewickelt, die als Histone bezeichnet werden. Dieser Komplex aus DNA und Histonen heißt Chromatin2. Bei Bedarf kann die DNA abgelesen und kopiert werden, um die darin vorhandene Information zur Herstellung von Proteinen zu nutzen. Die auffälligste Struktur im Zellkern ist der Nukleolus (bei manchen Zellen gibt es auch mehrere). Hier werden die Teilstücke der Ribosomen gebildet (siehe S. 33), die dann durch die Kernporen ins Zytoplasma transportiert werden. Abb. 34: Der Zellkern. Beachte den Nukleolus und das Chromatin im Inneren sowie die Kernporen in der Kernhülle. Kernhülle Nukleolus Kernpore Chromatin äußere Membran innere Membran Kernporenkomplex Zellkern (Nukleus) 1 Nukleus: nucleus (lat.) = Kern 2 Chromatin: chr _ oma (griech.) = Farbe; bezeichnet die leicht anfärbbare netzartige Struktur des Zellkerns aus DNA und Histonen 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 organische Moleküle, Salze und gelöste Gase. Das molekulare Gedränge ist in der Euzyte ebenso groß wie in der Prozyte, allerdings trennen Membranen 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, transportiert. Die Vorgänge, die im Zytoplasma ablaufen sind bis heute nicht im Detail klar und Thema vieler Forschungsarbeiten. Im Zytoplasma laufen lebensnotwendige Reaktionen ab Mitochondrien und Chloroplasten: Energieversorgung von Zellen Sowohl Mitochondrien als auch Chloroplasten 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 finden die wichtigsten Reaktionen der so genannten Zellatmung statt. Mit Hilfe von Sauerstoff wird die in den Zuckern gespeicherte Energie in eine Energieform umgewandelt, die für Stoffwechselprozesse genutzt werden kann. In pflanzlichen Zellen gibt es sowohl Chloroplasten (die Zucker herstellen) und Mitochondrien (die den Zucker wieder abbauen, um die Energie freizusetzen). Die Zellen von Tieren und Pilzen enthalten Mitochondrien, aber keine Chloroplasten, das heißt, sie müssen Zucker mit der Nahrung aufnehmen, damit er zuerst im Zytoplasma und dann in den Mitochondrien abgebaut werden kann. Die genaue Funktion dieser beiden Organellen (sowie des ATP, siehe S. 47), und damit der Energiestoffwechsel der Zelle, ist in Kapitel 2 (siehe S. 46 ff.) beschrieben. Chloroplasten und Mitochondrien sind für die Energieversorgung wichtig Stoff- und Energieumwandlung Zucker ist der „Treibstoff“ der Zelle. Er liefert die Energie für verschiedene Prozesse, die innerhalb ablaufen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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