Die menschliche Zelle

Allgemeine Charakteristika

Die Zelle ist die kleinste Einheit des Lebens und alle uns bekannten Lebensformen bestehen aus Zellen. Man unterscheidet grob zwei Zelltypen: Prokaryonten (Prokaryoten, Prokaryozyten) besitzen keinen echten, membranumhüllten Zellkern und keine membranumhüllten Organellen, weshalb ihre Erbinformation frei im Zytoplasma vorliegt. Wichtigste Vertreter sind die Bakterien. Eukaryonten (Eukaryoten, Eukaryozyten, Euzyten) besitzen dagegen einen echten Zellkern: Dazu zählen alle mehrzelligen Organismen (Tiere, Pflanzen) sowie Pilze. Da das Thema Prokaryonten seit dem MedAT 2015 nicht mehr aus der Stichwortliste geprüft wird, konzentrieren wir uns hier auf die eukaryontische Zelle.

Vokabel-Trick für den Einstieg: Viele Fachbegriffe der Zellbiologie lassen sich über ihre Wortbausteine entschlüsseln: „pro-“ bedeutet „vor“, „kary-“ bezieht sich auf den Kern, „zyto-“ auf die Zelle. Ebenso allgegenwärtig sind „intra-“ (innerhalb), „inter-“ (zwischen) und „extra-“ (außerhalb), etwa in intrazellulär, interzellulär und extrazellulär.

Eine eukaryontische Zelle ist ein durch die Zellmembran begrenzter, dreidimensionaler Raum, gefüllt mit einer wässrigen Lösung, dem Zytosol. Struktur und Stabilität erhält die Zelle durch das Zytoskelett, ein Netz aus Proteinfilamenten, das teils fest, teils locker mit Organellen und Zellmembran verbunden ist. Der Zellkern enthält den Großteil der Erbinformation (DNA), ein kleinerer Teil liegt dagegen in den Mitochondrien vor. Produktion und Organisation von Stoffen übernehmen endoplasmatisches Retikulum und Golgi-Apparat, den Abbau die „Müllabfuhr“ der Zelle: Lysosomen, Proteasomen und Peroxisomen.

Aus dem Zusammenspiel der Organellen ergeben sich die Grundeigenschaften des Lebens:

• Reproduktion durch Zellteilung im Rahmen des Zellzyklus
• Stoffwechsel (Metabolismus) zur Energie- und Proteinbereitstellung
• Reizbarkeit (Reize wahrnehmen und verarbeiten)
• Motilität (Bewegungsfähigkeit)
• Wachstum/Entwicklung
• sowie der geregelte Untergang durch Apoptose, im Unterschied zur ungeregelten Nekrose

Nicht jede Zelle zeigt alle diese Eigenschaften gleichzeitig: Eine Knochenzelle muss sich nicht bewegen, eine Fresszelle des Immunsystems dagegen schon.

Der Stoffwechsel (Metabolismus) beschreibt die Gesamtheit der chemischen Vorgänge in der Zelle. Er dient dem Aufbau und Erhalt der Zellsubstanz sowie der Energiebereitstellung für energieverbrauchende Prozesse (z. B. Muskelkontraktion). Verändert sich die Größe eines Gewebes, unterscheidet man Hypertrophie (Zunahme des Zellvolumens ohne Zunahme der Zellzahl) von Hyperplasie (Zunahme der Zellzahl durch Zellteilung).