Vergleich des Zellaufbaus von Pro- und Eukaryonten

Die Zelltypen Protocyte und Eucyte

Die Anwendung der elektronenmikroskopischen Untersuchungsmethoden zeigt, dass im Aufbau der Zellen von Bakterien und Blaualgen einerseits und aller übrigen Lebewesen andererseits grundlegende Unterschiede bestehen. Alle beiden Zelltypen sind nach außen stets durch eine Zellmembran begrenzt.

Die Procyte der Bakterien- zu denen man heute auch die Blaualgen zählt- besitzt keinen von einer Membran umschlossenen Zellkern. Die Bakterienzelle ist meist nur 1-5 µm groß; sie enthält ein rigförmiges Desoxyribonukleinsäure on etwa 1 mm Länge, das in der Zelle stark verknäuelt vorliegt. Es wird als Bakterien- Chromosom bezeichnet. Umgeben ist die Zelle außerhalb der Zellmembran von einer meist mehrschichtigen Zellwand. Nach außen ragen häufig geißelartige Fortsätze, die der Bewegung dienen, sowie Strukturen zur Anheftung der Zellen.

a : Schema einer Pflanzenzelle (Eucyte)                                        b: Schema einerTierzelle (Procyte)

Die anderen Organismen (Einzeller, mehrzellige Pflanzen und Tiere) besitzen einen deutlich abgegrenzten Zellkern. Man nennt sie daher Eukaryonten. Die Eucyte ist stark gegliedert durch viele besonders gestaltete Zellorganellen. Die Größe der Eucyte liegt in der Regel zwischen 5 und 50 µm. Große Pflanzen und Tiere haben nicht größere Zellen als kleine, sondern mehr Zellen als kleine Lebewesen.

Im Zellkörper der Eucyte sieht man im Lichtmikroskop den Zellkern und das Plasma (=Cytoplasma). In Pflanzenzellen sind ferner die Chloroplasten leicht zu erkennen, weil sie die grünen Blattfarbstoffe (Chlorophylle) enthalten. Auch die Mitochondrien sind noch gut zu erkennen, sie stellen das "Kraftwerk der Zelle" dar. Weitere Zellorganellen sind erst durch elektronenmikroskopische Untersuchungen zu erkennen. Alle Organellen befinden sich in einem Plasma. Es setzt sich hauptsächlich aus Proteinen, Wasser und Ionen und aus löslichen Kohlenhydraten und Nukleinsäuren in wechselnden Mengen. Die Zellen sind umschlossen von einer Zellmembran; bei Pflanzen wird diese auch Plasmalemma genannt.

Was unterscheidet sich noch von Prokaryonten ???

1. Die Zellen der Eukaryonten enthalten bestimmte strukturbildende und für Bewegungen verantwortliche Molekülkomplexe: Aktin und Myosin und die dazugehörigen Regulatormoleküle einerseits. Tubulin andererseits.

2. Die genetische Information ist auf mehrere DNS- Moleküle aufgeteilt und in einer durch eine Membran abgeschlossenen Einheit, dem Zellkern, gespeichert.

3. Unter Mitwirkung des Tubulins entwickelte sich ein Verteilungsmechanismus für Chromosomen, die Mitose.

4. Mit der Fähigkeit, organisches Material aufzunehmen, gewannen große, zellwandlose (!) eukaryotische Zellen auch die Eigenschaft, kleinere Zellen aufzunehmen (Phagozytose) uund zu verwerten.

5. Ein Spezialfall von (4): Nutzung kleiner Zellen kann zu einer symbiotischen Lebensweise mit ihnen (Endosymbiose) führen. Nach der heute weitgehend akzeptierten Endosymbiontenhypothese haben primitive amöboide eukaryotische Zellen aerob lebende Bakterien (mit Atmungskette) als Symbionten aufgenommen. Die beiden Partner wurden zu einer Einheit, die die Fähigkeit erwarb, das mit der Zeit wieder knapper werdende Nahrungsangebot erheblich besser zu nutzen. Diese nunmehr aerob lebenden Eukaryonten behielten die heterotrophe Ernährungsweise bei.

6. Eukaryotische Zellen erwarben de Fähigkeit zur Differenzierung und Arbeitsteilung und zum Aufbau vielzelliger Organismen.

Universalität des Aufbaus der DNA und des genetischen Codes

Die Aminosäuren der DNA werden bestimmten Basen- Tripletts zugeordnet, d.h. ein Triplett codiert eine Aminosäure. Der genetische Code wird durch die Gesamtheit aller Basen- Tripletts gebildet.

Die Universalität meint also, daß der genetische Code auf alle Lebewesen anzuwenden ist und Aufschluss darüber gibt, wie die Aminosäuren gebildet werden (Transkription und Translation).

Autoren: Christian Freier (Webmaster), Sarah Schmidt, René Küttel

Quellenangabe:  - Linder Biologie, J.B. Metzler, 20.Auflage,J.B. Metzlersche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart
                         - Cytologie, Karl-Heinz Scharf und Wilhelm Weber, Schroedel, Schroedel Schulbuchverlag