Zellorganellen einfach erklärt: Funktion + Aufbau + Aufgaben

Was versteht man unter Zellorganellen?

Ein Zellorganell (auch Organell genannt) ist ein begrenzter Bereich in einer Zelle, welcher eine bestimmte Funktion ausübt.

Wie heißen die Zellorganellen?

• Zellkern
• Mitochondrien
• Golgi-Apparat
• Endoplasmatisches Retikulum (ER)
• Ribosomen
• Zellmembran
• Vacuole
• Chloroplasten
• Cytoplasma
• Vesikel
• Zellwand

Zellkern

Der Zellkern ist das größte Zellorganell einer eukaryontischen Zelle. Er enthält das Chromatingerüst, das die Erbinformation in Form von DNA enthält und kontrolliert somit die Struktur und Funktion der Zelle. Der Kern selbst erscheint meist eiförmig und liegt zentral im Cytoplasma und wird bei Pflanzenzellen durch die Vakuole an den Rand der Zelle gedrängt. Er ist farblos und wird von einer Doppelmembran umgeben, die zahlreiche Kernporen enthält.

Der Zellkern enthält eine Kernmatrix genannte Flüssigkeit, den Nukleolus, in dem sich RNA bildet und je nach Art eine bestimmte Menge Chromatinfäden.

Durch die Kernporen findet ein reger Stofftransport statt, bei dem unter anderem Abschriften der „Baupläne“ der Eiweiße (mRNA) aus dem Kern zu den Ribosomen wandern. Auch werden die notwendigen Teile für den Zusammenbau der Ribosomen hindurch transportiert.

Mitochondrien

Mitochondrien sind spezielle Zellorganelle mit Doppelmembranen und gelten als die Kraftwerke der Zellen. Normalerweise sind sie bohnenförmig, können allerdings auch rund sein. Die äußere Membran begrenzt das Organell und die innere bildet nach innen ausgestülpte Falten und Fächer, die „cristae mitochondriales“ kurz Christae genannt werden.

Innerhalb der inneren Membran befindet sich die flüssige Mitochondrienmatrix. Diese ist leicht durchlässig und man findet in ihr ringförmige DNA sowie Ribosomen oder kleine Vesikel. Die Mitochondrien können Bestandteile ihrer Proteine selbst herstellen.

Golgi-Apparat

Der Golgi-Apparat wird auch als Dictyosom bezeichnet und ist ein größeres Zellorganell, das in allen eukaryontischen Zellen zu finden ist. Er besteht aus mehreren Lagen abgeplatteter Membranstapel, die im Randbereich Bläschen, sogenannte Vesikel abschnüren.

Diese streifen durch die Zelle und können sich mit dem Endoplasmatischen Retikulum vereinigen oder ihren Inhalt in den extrazellulären Raum abtreten.

Der Golgi-Apparat dient zur Modifikation von Fetten, Proteinen, die durch das ER das Dictyosom erreichen und zur Synthese von Glycoproteinen, welche dann in der Zelle durch Vesikel verteilt oder ausgeschleust werden. Deshalb sind die Dictyosomen zentrale Zellorganelle eines sekretorischen Stoffwechsels.

Endoplasmatisches Retikulum (ER)

Als Endoplasmatische Retikulum wird ein Netzwerk abgeplatteter Röhren aus Membranen innerhalb der Zelle bezeichnet.

Der größte Teil der Oberfläche ist von Polysomen (Ribosomen) besetzt und wird „raues ER“ genannt. ER ohne Ribosomen nennt man daher „glattes ER“. Dieses steht in Verbindung mit der Kernmembran und spielt beim Transport großer Moleküle eine wichtige Rolle. Bei dieser Aufgabe arbeitet es mit dem Golgi-Apparat zusammen. Außerdem werden im ER Fettsäuren und Lipide gebildet.

Ribosomen

Ribosomen sind Partikel im Cytoplasma oder auf dem ER, an denen Protein hergestellt wird. Alle Proteine einer Zelle werden an Tausenden von Ribosomen synthetisiert.

Die ca. 20 x 30 nm großen Ribosomen bestehen aus Nukleinsäure und Protein.

Zellmembran

Die Zellmembran ist der äußere Abschluss des Inhalts jeder Zelle. Bei Pflanzen- und Bakterienzellen liegt ihr zudem außen noch eine Zellwand auf. Die Zellmembran ist eine Doppelmembran.

Sämtliche Membranen bestehen aus Protein und Fett (Lipid) wobei die Anteile der beiden Bestandteile je nach Zelle variieren. Durch den Aufbau der Membran aus speziellen Lipidmolekülen hat die Membran ganz bestimmte Eigenschaften der Durchlässigkeit und wird deshalb auch als semipermeabel, also halbdurchlässig, bezeichnet. Bestimmte Stoffe können die Membran passieren, andere nicht.

Kleinere Moleküle wie O2 wandern durch die Membran, große Moleküle wie z. B. Proteine gelangen nicht hindurch und andere Moleküle benötigen spezielle Membrantunnel um die Membran passieren zu können. Das gilt auch für Stoffe wie Glucose oder Aminosäuren. Alle fettlöslichen Stoffe passieren problemlos die Membran.

Vacuole

Die Vakuole ist ein flüssigkeitsgefüllter Hohlraum in Pflanzenzellen, der mit 80% den größten Teil des Zellvolumens einnimmt. Das Cytoplasma wird dabei völlig an die Zellwand gepresst. Eine Membran, der Tonoplast, umgibt die Vakuole. Die Vakuole selbst dient der Speicherung von Ionen, Zuckern, Vitaminen und anderen Stoffen wie Kristallen oder Stärkekörnern. Diese hohe Konzentration an Stoffen befähigt die Pflanzenzelle dazu, Wasser aus der Umgebung aufzunehmen. Ihre Form erhält die Pflanzenzelle durch die pralle Füllung (Turgeszenz) mit Flüssigkeit.

Chloroplasten

Die Chloroplasten haben als Ort der Fotosynthese eine lebenswichtige Bedeutung für Pflanzen. Sie sind intensiv grün gefärbt und finden sich in Blatt- und Sproßzellen.

Chloroplasten sind meist bohnenförmig und von einer Doppelmembran umgeben. Im Inneren findet man das Stroma, eine wässrige und proteinreiche Flüssigkeit. Im Stroma selbst findet man außerdem Enzyme, die zur Photosynthese erforderlich sind, Ribosomen und ringförmige DNA. Die innere Membran ist nach Innen ausgestülpt und in sie eingebettet liegen die photosynthetischen Reaktionszentren, die die Farbstoffe Chlorophyll, Carotinoide und Xanthophylle einschließen. Zudem bildet sie ein System das Thylakoide und als Stapel Grana genannt wird.

Cytoplasma

Als Cytoplasma wird die flüssige, gelartige Substanz innerhalb der Zellmembran bezeichnet. In ihr finden sich unterschiedlichste Stoffe wie Ionen, Nährstoffe und Enzyme. Das Cytoplasma ist der Reaktionsort für zahlreiche Stoffwechselreaktionen und ein Transportmedium für viele Stoffe in der Zelle.

Vesikel

Vesikel sind in der Zelle gelegene, kleine Bläschen (lat. vesicula – Bläschen), die von einer einfachen oder doppelten Membran oder einer netzartigen Umhüllung aus Proteinen umgeben sind. Die Vesikel erzeugen eigene Zellkompartimente, in denen verschiedene zelluläre Prozesse ablaufen. Zudem sind sie für den Transport vieler Stoffe in der Zelle verantwortlich.

Zellwand

Eine Zellwand ist eine Hülle, die aus Polymeren aufgebaut wird, die die Zellen von Pflanzen, Bakterien, Pilzen, Algen und manchen Urbakterien umgibt. Die Zellwand ist außerhalb der Zellmembran, die ihrerseits das Zellinnere beinhaltet. Sie wird als Abscheidungsprodukt lebender Zellen gebildet und bietet Struktur und Schutz und wirkt als Filter. Eine Hauptfunktion der Zellwand ist es, das Platzen der Zelle als Druckbehälter zu verhindern, wenn Wasser eindringen sollte.