Zellen als Fabriken des Lebens
Das Leben ist schön. Hoffentlich. Aber an dieser Stelle sollte man sich zunächst in Erinnerung rufen, dass es biologisch gesehen beim "Leben" nicht darum geht, schön, chillig und spaßig zu sein. Ganz nüchtern betrachtet geht es beim Leben darum, dass sich ein Organismus selbst erhalten kann, sich fortpflanzen kann und dabei auch noch Merkmale an seine Nachkommen vererben kann. Der letzte Aspekt, die Vererbung oder Genetik, ist für die Biologie eigentlich besonders wichtig, wird aber genauer erst wieder im Jahrgang 12 behandelt. Für die Zellbiologie stehen die ersten beiden Aspekte im Vordergrund.
Alles, was eine einzelne Zelle tut, dient dazu, sich kurz- und mittelfristig selbst zu erhalten und sich langfristig zu vermehren. Rein technisch betrachtet muss eine Zelle also ihre eigene Substanz aufbauen können, zusammen- und intakt halten können, defekte Bestandteile reparieren und erneuern können, und langfristig muss sie in der Lage sein, neue Zellen zu bilden. Demzufolge ist die Zelle eine große Produktionsanlage für ihre eigenen, zellulären Bestandteile. Aus diesem Grund werden Zellen oft als "Fabriken des Lebens" bezeichnet.
Auch wenn eine Zelle auf den ersten Blick natürlich viel kleiner, zarter und andersartiger aussieht als eine Fabrik und die Luft mit weniger schwarzem Qualm verpestet, gibt es im Inneren viele Parallelen. Betrachten wir dies einmal im Überblick:
Zellen und Fabriken brauchen ...
übergeordnet eine gewisse Kommando- und Kontrollstation, die sagt, wo es langgehen soll und was genau wann passieren muss. In der Zelle ist der Zellkern eine solche Art der "Geschäftsführung".
die eigentlichen Produktionsstätten, in denen die eigentlichen Produkte hergestellt werden. In der Zelle ist dies recht komplex und ganz anders als in klassischen Fabriken organisiert. Aber wenn man eine Struktur herausgreifen will, dann sollten an dieser Stelle die Ribosomen genannt werden.
ein Transportsystem, das Rohstoffe gezielt hinein- und Produkte herausführen kann. Aber auch innerhalb der Anlage müssen die Produkte von A nach B transportiert oder auch mal für einen Moment zwischengespeichert werden. In der Zelle ist das Endoplasmatische Retikulum (ER) und der Golgi-Apparat ein solches Transportsystem. Auch die große Zellsaftvakuole kann in diesem Zusammenhang als eine Art Lagerraum für Rohstoffe und Produkte gesehen werden.
ein System, das die Energie bereitstellt, denn wie immer ist die Produktion von neuen Dingen energieaufwändig. Ohne Energie ist alles nichts. In der Zelle sind die Mitochondrien solche "Kraftwerke", und die Chloroplasten können zumindest bei manchen Lebewesen wie eine PV-Anlage das Sonnenlicht direkt nutzbar machen.
schließlich eine Art "Schutzzaun" oder allgemein "Hülle", durch die das Innere vor unbefugtem Zutritt geschützt wird und verhindert wird, dass die produzierten Güter einfach so in die Umgebung verloren gehen. Eine Hülle, die auch vor manchen Umwelteinflüssen schützt und einfach alles zusammenhält. In der Zelle kommen der Zellmembran und der Zellwand diese Funktion zu. Zwischen beiden gibt es wichtige Unterschiede, die später noch geklärt werden.
Im Folgenden betrachten wir die einzelnen Bestandteile genauer!