Der Mensch besteht aus Billionen von Zellen – der Grundeinheit des Lebens auf der Erde. In diesem Artikel erklären wir einige der Strukturen in Zellen und beschreiben einige der vielen Arten von Zellen in unserem Körper gefunden.
Zellen können als winzige Pakete betrachtet werden, die winzige Fabriken, Lagerhäuser, Transportsysteme und Kraftwerke enthalten. Sie funktionieren eigenständig, erzeugen ihre eigene Energie und replizieren sich selbst – die Zelle ist die kleinste Lebenseinheit, die sich replizieren kann.
Zellen kommunizieren jedoch auch miteinander und verbinden sich, um ein festes, gut zusammensteckendes Tier zu schaffen. Zellen bauen Gewebe, die Organe bilden; und Organe arbeiten zusammen, um den Organismus am Leben zu erhalten.
Robert Hock entdeckte erstmals im Jahr 1665 Zellen. Er gab ihnen ihren Namen, weil sie den (lateinischen für "kleine Räume") ähnelten, in denen Mönche in Klöstern lebten.
In der Zelle
Verschiedene Zelltypen können sehr unterschiedlich aussehen und sehr unterschiedliche Rollen im Körper ausüben.
Zum Beispiel ähnelt eine Samenzelle einer Kaulquappe, eine weibliche Eizelle ist kugelförmig und Nervenzellen sind im Wesentlichen dünne Röhren.
Trotz ihrer Unterschiede teilen sie sich oft bestimmte Strukturen; diese werden als Organellen (Mini-Organe) bezeichnet. Im Folgenden sind einige der wichtigsten:
Kern
Der Kern kann als das Hauptquartier der Zelle betrachtet werden. Es gibt normalerweise einen Zellkern pro Zelle, aber das ist nicht immer der Fall, Skelettmuskelzellen haben zum Beispiel zwei. Der Kern enthält den Großteil der DNA der Zelle (eine kleine Menge befindet sich in den Mitochondrien, siehe unten). Der Zellkern sendet Nachrichten aus, um der Zelle zu sagen, dass sie wachsen, sich teilen oder sterben soll.
Der Kern ist vom Rest der Zelle durch eine Membran getrennt, die die Kernhülle genannt wird; Kernporen innerhalb der Membran ermöglichen kleine Moleküle und Ionen, während größere Moleküle Transportproteine benötigen, um sie zu durchdringen.
Plasma Membran
Um sicherzustellen, dass jede Zelle von ihrem Nachbarn getrennt bleibt, wird sie in eine spezielle Membran, die so genannte Plasmamembran, eingehüllt. Diese Membran besteht überwiegend aus Phospholipiden, die verhindern, dass Substanzen auf Wasserbasis in die Zelle gelangen. Die Plasmamembran enthält eine Reihe von Rezeptoren, die eine Reihe von Aufgaben erfüllen, darunter:
- Gatekeepers: Einige Rezeptoren lassen bestimmte Moleküle durch und stoppen andere.
- Marker: Diese Rezeptoren fungieren als Namensschilder, die das Immunsystem darüber informieren, dass sie Teil des Organismus und nicht ein fremder Eindringling sind.
- Kommunikatoren: Einige Rezeptoren helfen der Zelle, mit anderen Zellen und der Umwelt zu kommunizieren.
- Befestigungen: Einige Rezeptoren helfen, die Zelle an ihre Nachbarn zu binden.
Zytoplasma
Das Zytoplasma ist das Innere der Zelle, die den Kern umgibt und zu etwa 80 Prozent aus Wasser besteht; Es enthält die Organellen und eine Gelee-ähnliche Flüssigkeit namens Zytosol. Viele der wichtigen Reaktionen, die in der Zelle stattfinden, finden im Zytoplasma statt.
Lysosomen und Peroxisomen
Sowohl Lysosomen als auch Peroxisomen sind im Wesentlichen Taschen von Enzymen. Lysosomen enthalten Enzyme, die große Moleküle abbauen, einschließlich alter Teile der Zellen und Fremdkörper. Peroxisomen enthalten Enzyme, die toxische Materialien, einschließlich Peroxid, zerstören.
Zytoskelett
Das Zytoskelett kann als das Gerüst der Zelle angesehen werden. Es hilft, die richtige Form zu erhalten. Im Gegensatz zum regulären Gerüst ist das Zytoskelett jedoch flexibel; es spielt eine Rolle bei der Zellteilung und Zellmotilität – die Fähigkeit einiger Zellen, sich zu bewegen, wie zum Beispiel Samenzellen.
Das Zytoskelett hilft auch bei der Zellsignalisierung durch seine Beteiligung an der Aufnahme von Material von außerhalb der Zelle (Endozytose) und ist an der Bewegung von Materialien innerhalb der Zelle beteiligt.
Endoplasmatisches Retikulum
Das endoplasmatische Retikulum (ER) verarbeitet Moleküle innerhalb der Zelle und hilft ihnen, sie zu ihren endgültigen Bestimmungsorten zu transportieren. Insbesondere synthetisiert, faltet, modifiziert und transportiert Proteine.
Die ER besteht aus länglichen Säcken, die Zisternen genannt werden und vom Zytoskelett zusammengehalten werden. Es gibt zwei Arten: grobe ER und glatte ER.
Golgi-Apparat
Sobald die Moleküle vom ER verarbeitet wurden, reisen sie zum Golgi-Apparat. Der Golgi-Apparat wird manchmal als das Postamt der Zelle betrachtet, wo Gegenstände verpackt und etikettiert werden. Sobald die Materialien verlassen sind, können sie innerhalb der Zelle verwendet oder außerhalb der Zelle zur Verwendung an anderer Stelle entnommen werden.
Mitochondrien
Die Mitochondrien werden oft als das Kraftpaket der Zelle bezeichnet und tragen dazu bei, Energie aus der Nahrung, die wir essen, in Energie umzuwandeln, die die Zelle nutzen kann – Adenosintriphosphat (ATP). Mitochondrien haben jedoch eine Reihe anderer Aufgaben, einschließlich Calciumspeicherung und eine Rolle beim Zelltod (Apoptose).
Ribosomen
Im Kern wird DNA in RNA (Ribonukleinsäure) umgeschrieben, ein DNA-ähnliches Molekül, das die gleiche Botschaft trägt. Ribosomen lesen die RNA und wandeln sie in Protein um, indem sie Aminosäuren in der durch die RNA definierten Reihenfolge zusammenkleben.
Einige Ribosomen schwimmen frei im Zytoplasma; Andere sind an die ER angeschlossen.
Zellteilung
Unser Körper ersetzt ständig Zellen. Zellen müssen sich aus einer Anzahl von Gründen teilen, einschließlich des Wachstums eines Organismus und zum Füllen von Lücken, die beispielsweise nach einer Verletzung von toten und zerstörten Zellen hinterlassen wurden.
Es gibt zwei Arten der Zellteilung: Mitose und Meiose.
Mitose
Mitose teilt sich die meisten Zellen im Körper. Die "Eltern" -Zelle teilt sich in zwei "Tochterzellen" auf.
Beide Tochterzellen haben die gleichen Chromosomen untereinander und die Eltern. Sie werden als diploid bezeichnet, weil sie zwei vollständige Kopien der Chromosomen haben.
Meiose
Die Meiose erzeugt Geschlechtszellen wie männliche Spermien und weibliche Eizellen.In der Meiose bricht ein kleiner Teil jedes Chromosoms ab und bleibt an einem anderen Chromosom haften; das nennt man genetische Rekombination.
Dies bedeutet, dass jede der neuen Zellen eine einzigartige Menge an genetischer Information aufweist. Es ist dieser Prozess, der genetische Vielfalt ermöglicht.
Kurz gesagt, die Mitose hilft uns zu wachsen, und die Meiose stellt sicher, dass wir alle einzigartig sind.
Zelltypen
Wenn man die Komplexität des menschlichen Körpers betrachtet, ist es keine Überraschung, dass es Hunderte von verschiedenen Arten von Zellen gibt. Im Folgenden finden Sie eine kleine Auswahl an humanen Zelltypen:
Stammzellen
Stammzellen sind Zellen, die noch zu wählen haben, was sie werden werden. Manche differenzieren sich zu einem bestimmten Zelltyp und andere teilen sich, um mehr Stammzellen zu produzieren. Sie werden sowohl im Embryo als auch in einigen adulten Geweben wie Knochenmark gefunden.
Knochenzellen
Es gibt mindestens drei primäre Arten von Knochenzellen:
- Osteoklasten, die Knochen auflösen.
- Osteoblasten, die neuen Knochen bilden.
- Osteozyten, die von Knochen umgeben sind und helfen, mit anderen Knochenzellen zu kommunizieren.
Blutzellen
Es gibt drei Haupttypen von Blutzellen:
- rote Blutkörperchen, die den Körper mit Sauerstoff versorgen
- weiße Blutkörperchen, die Teil des Immunsystems sind
- Thrombozyten, die Blutgerinnsel helfen, Blutverlust nach Verletzungen zu verhindern
Muskelzellen
Muskelzellen, auch Muskelzellen genannt, sind lange, tubuläre Zellen. Muskelzellen sind wichtig für eine Vielzahl von Funktionen, einschließlich Bewegung, Unterstützung und interne Funktionen wie Peristaltik – die Bewegung von Nahrung entlang des Darms.
Spermazellen
Diese kaulquappenförmigen Zellen sind die kleinsten im menschlichen Körper.
Sie sind beweglich, was bedeutet, dass sie sich bewegen können. Sie erreichen diese Bewegung mit ihrem Schwanz (Flagellum), der mit energiegebenden Mitochondrien gefüllt ist.
Spermienzellen können sich nicht teilen; sie tragen nur eine Kopie jedes Chromosoms (haploid), anders als die Mehrheit der Zellen, die zwei Kopien tragen (diploid).
Weibliche Eizelle
Verglichen mit der Samenzelle ist die weibliche Eizelle ein Riese; Es ist die größte menschliche Zelle. Die Eizelle ist auch haploid, so dass die DNA aus dem Sperma und dem Ei sich zu einer diploiden Zelle verbinden kann.
Fettzellen
Fettzellen werden auch Adipozyten genannt und sind der Hauptbestandteil im Fettgewebe. Sie enthalten gespeicherte Fette, Triglyceride genannt, die bei Bedarf als Energie verwendet werden können. Sobald die Triglyceride aufgebraucht sind, schrumpfen die Fettzellen. Adipozyten produzieren auch einige Hormone.
Nervenzellen
Nervenzellen sind das Kommunikationssystem des Körpers. Auch Neuronen genannt, bestehen sie aus zwei Hauptteilen – dem Zellkörper und Nervenfortsätzen. Der Zentralkörper enthält den Kern und andere Organellen, und die Nervenfortsätze (Axone oder Dendriten) verlaufen wie lange Finger und tragen Botschaften weit und breit. Einige dieser Axone können über 1 Meter lang sein.
In einer Nussschale
Zellen sind so faszinierend wie vielfältig. In gewissem Sinne sind sie autonome Städte, die alleine funktionieren und ihre eigene Energie und Proteine produzieren; In einem anderen Sinn sind sie Teil des riesigen Netzwerks von Zellen, die Gewebe, Organe und uns erschaffen.
