Zellstruktur

Das Leben, von den größten Organismen bis zu den winzigsten, besteht aus Zellen. Zellen sind die Bausteine für das Leben und liefern die Materialien, die für die Existenz des Lebens benötigt werden.

Während Zellen aus allen Lebensbereichen ähnliche Strukturen wie DNA und Proteine enthalten, gibt es zwei verschiedene Zelltypen, je nachdem, wie diese Strukturen intern organisiert sind. Prokaryotische Zellen, die von Bakterien und Archaeen, sind einfach organisiert. So ist ihr Genom zwar dicht gepackt, aber nicht von einer Membran umgeben. Eukaryotische Zellen, aus denen Tiere, Pflanzen und Pilze bestehen, sind komplexer. Sie unterteilen ihre inneren Strukturen in Organellen, membrangebundene Strukturen, die bestimmte Funktionen erfüllen. Im Gegensatz zu Prokaryoten ist die eukaryotische DNA in einer Kernmembran eingeschlossen. Weitere Organellen sind das endoplasmatische Retikulum, das Mitochondrium und das Lysosom.

Die ersten Zellen auf der Erde tauchen im Fossilienbestand vor etwa 3,7 Milliarden Jahren auf und es wurde angenommen, dass sie prokaryotisch waren. Eukaryotische Zellen tauchten erstmals vor etwa 2,4 Milliarden Jahren auf, als eine amöbenähnliche Zelle eine Bakterienzelle verschlang und eine stabile Koexistenz bildete. Im Laufe der Zeit hat sich diese Zelle innerhalb der Zelle entwickelt, um Strukturen wie den Chloroplasten und das Mitochondrium zu bilden.

Auch Pflanzen und Tiere haben vielfältige metabolische und strukturelle Bedürfnisse, was zu weiteren Unterschieden in ihren Zellen führt. Da Pflanzen ihre eigene Energie erzeugen müssen, enthalten Pflanzenzellen Chloroplasten, die die Photosynthese unterstützen. Zur Pflanzenzelle gehört auch eine große Vakuole, um Proteine, Stoffwechselprodukte und Wasser zu speichern. Schließlich haben Pflanzenzellen auch eine starre Zellwand, die für das Wachstum und die Wasserspeicherung notwendig ist.

Da Zellen so klein sind, können sie nur mit dem Mikroskop gesehen werden. Eine der einfachsten Möglichkeiten, Zellen zu betrachten, ist das Hellfeldmikroskop. Dieses Mikroskop enthält eine Lichtquelle, eine Kondensorlinse zur Fokussierung des Lichts, eine Okularlinse zum Betrachten der Probe und eine Objektivlinse zur Vergrößerung. Ein Mikroskop ist nicht das Einzige, was benötigt wird, um das Unsichtbare sichtbar zu machen. Die Strukturen innerhalb der Zellen sind transparent, daher müssen die Zellen mit Farbstoffen angefärbt werden. Zum Beispiel wird Safranin verwendet, um Zellkerne rot zu färben.

In dieser Laborübung verwenden Sie ein zusammengesetztes Mikroskop, um Wangen- und Pflanzenzellen sichtbar zu machen.