Biologische Grundlagen

Wie ist eine Zelle aufgebaut

Jede Zelle ist von einer Hülle, der Membran, umgeben. Im Inneren der Zelle befinden sich verschiedene Strukturen, so genannte Organellen, denen unterschiedliche, für jedes Organell charakteristische Funktionen zugeordnet werden können. Sie schwimmen in einer Flüssigkeit, dem Cytosol, das z. B. Proteine enthält.

Ein Beispiel für ein Organell ist der Zellkern, der Ort, der alle genetischen Informationen in Form der DNA (Desoxyribunucleinsäure) enthält. Die DNA besteht aus drei Bausteinen: Basen — Zucker — und einem Phosphatrest. Sie dient als Bauanleitung für Proteine, die die verschiedensten Aufgaben in unserem Organismus erfüllen. Jedes Protein besteht aus verschiedenen Aminosäuren.

Wie ist es dem Körper möglich verschiedene Proteine herzustellen?

Die Lösung verbirgt sich in der Reihenfolge der Basen, aus der die DNA besteht. Diese Reihenfolge wird von Strukturen in der Zelle erkannt, die mit Hilfe dieser Vorlage die entsprechenden Aminosäuren zusammenführen. Bei jeder Zellteilung wird die DNA kopiert und auf diesem Weg weitergegeben, so dass jede der Zellen des Körpers über die gleichen Informationen verfügt.

Wie stehen benachbarte Zellen in Kontakt?

Zellen können in normalem Gewebe direkt aneinander gebunden oder durch Ketten aus Molekülen in Kontakt treten, so dass ein Raum zwischen ihnen ausgespart bleibt. Die Oberflächen verschiedener Zellen weisen unterschiedliche, charakteristische Strukturen auf, die es den Zellen ermöglichen sich untereinander zu unterscheiden.

Wie ist es möglich, dass Gewebe und Organe entstehen, die sich nicht nur in ihrem äußeren Erscheinungsbild, sondern auch in ihrer Funktion unterscheiden?

Aus einer befruchteten Eizelle entsteht durch zahlreiche Zellteilungen ein neuer Organismus. Die durch Teilung entstandenen Zellen sind zunächst alle identisch, doch wird ihre Entwicklungspotenz allmählich immer weiter eingeschränkt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass nur noch ein bestimmter Teil der Gene genutzt wird, während der andere abgeschaltet ist. Ein Gen ist der Teil der DNA, der für die Produktion eines bestimmten Proteins bestimmt ist. Wie die Zelle sich entwickelt, ist abhängig von den Zellen ihrer Umgebung und der Verteilung der Proteine im Cytoplasma. Bei der Differenzierung der Zelle ändern sich also deren Gestalt und Funktion, abhängig davon welchen Platz sie im Organismus einnehmen soll. Jede fertig differenzierte Zelle enthält dann einen bestimmten Satz von Proteinen, der für ihre Funktion essentiell ist und der durch eine Krebserkrankung in seiner Zusammensetzung verändert werden kann. So kann z. B. ein erhöhter Wert eines Proteins, PSA (Prostataspezifisches Antigen), ein Anzeichen für ein Prostatakarzinom sein.