Molekulare Ausdrücke Zellbiologie: Tierische Zellstruktur

Tierische Zellen sind typisch für die eukaryotische Zelle, eingeschlossen von einer Plasmamembran und enthalten einen membrangebundenen Kern und Organellen. Im Gegensatz zu den eukaryotischen Zellen von Pflanzen und Pilzen haben tierische Zellen keine Zellwand. Dieses Merkmal ging in der fernen Vergangenheit durch die einzelligen Organismen verloren, aus denen das Königreich Animalia hervorging., Die meisten Zellen, sowohl Tiere als auch Pflanzen, sind zwischen 1 und 100 Mikrometer groß und somit nur mit Hilfe eines Mikroskops sichtbar.

Das Fehlen einer starren Zellwand ermöglichte es Tieren, eine größere Vielfalt an Zelltypen, Geweben und Organen zu entwickeln. Spezialisierte Zellen, die Nerven und Muskeln bildeten—Gewebe, die sich für Pflanzen nicht entwickeln konnten-gaben diesen Organismen Mobilität., Die Fähigkeit, sich durch den Einsatz von spezialisierten Muskelgeweben zu bewegen, ist ein Markenzeichen der Tierwelt, obwohl einige Tiere, hauptsächlich Schwämme, kein differenziertes Gewebe besitzen. Insbesondere Protozoen locomote, aber es ist nur über nichtmuskuläre Mittel, in der Tat, mit Zilien, Flagellen und Pseudopodien.

Das Tierreich ist unter eukaryotischen Organismen einzigartig, da die meisten tierischen Gewebe in einer extrazellulären Matrix durch eine dreifache Proteinhelix, bekannt als Kollagen, miteinander verbunden sind. Pflanzen – und Pilzzellen sind in Geweben oder Aggregationen durch andere Moleküle wie Pektin miteinander verbunden., Die Tatsache, dass keine anderen Organismen Kollagen auf diese Weise verwenden, ist einer der Hinweise darauf, dass alle Tiere von einem gemeinsamen einzelligen Vorfahren stammten. Knochen, Schalen, Spicules und andere gehärtete Strukturen werden gebildet, wenn die kollagenhaltige extrazelluläre Matrix zwischen tierischen Zellen verkalkt wird.

Tiere sind eine große und unglaublich vielfältige Gruppe von Organismen. Sie machen etwa drei Viertel der Arten auf der Erde aus und reichen von Korallen und Quallen bis zu Ameisen, Walen, Elefanten und natürlich Menschen., Mobil zu sein hat Tieren, die in der Lage sind, ihre Umgebung zu erfassen und darauf zu reagieren, die Flexibilität gegeben, viele verschiedene Arten der Fütterung, Verteidigung und Fortpflanzung anzunehmen. Im Gegensatz zu Pflanzen sind Tiere jedoch nicht in der Lage, ihre eigene Nahrung herzustellen, und sind daher immer direkt oder indirekt vom Pflanzenleben abhängig.

Die meisten tierischen Zellen sind diploid, was bedeutet, dass ihre Chromosomen in homologen Paaren existieren. Es ist jedoch auch bekannt, dass gelegentlich verschiedene Chromosomenploidien auftreten. Die Proliferation von tierischen Zellen erfolgt auf verschiedene Arten., In Fällen der sexuellen Fortpflanzung ist zuerst der zelluläre Prozess der Meiose notwendig, damit haploide Tochterzellen oder Gameten produziert werden können. Zwei haploide Zellen verschmelzen dann zu einer diploiden Zygote, die sich zu einem neuen Organismus entwickelt, wenn sich ihre Zellen teilen und vermehren.

Die frühesten fossilen Beweise von Tieren stammen aus der vendischen Zeit (vor 650 bis 544 Millionen Jahren), mit Kreaturen vom Coelenterat-Typ, die Spuren ihrer weichen Körper in Flachwassersedimenten hinterließen., Das erste Massensterben endete in dieser Zeit, aber während der folgenden kambrischen Periode begann eine Explosion neuer Formen der evolutionären Strahlung, die die meisten der heute bekannten Hauptgruppen (Phyla) hervorbrachte. Wirbeltiere (Tiere mit Rückenknochen) sind erst in der frühen ordovizischen Zeit (505 bis 438 Millionen Jahre) aufgetreten.

Zellen wurden 1665 vom britischen Wissenschaftler Robert Hooke entdeckt, der sie zuerst in seinem rohen (nach heutigen Maßstäben) optischen Mikroskop des 17., Tatsächlich prägte Hooke den Begriff „Zelle“ in einem biologischen Kontext, als er die mikroskopische Struktur von Kork wie einen winzigen, nackten Raum oder eine Mönchszelle beschrieb. Abbildung 2 zeigt ein Paar Fibroblasten-Hirschhautzellen, die mit Fluoreszenzsonden markiert und im Mikroskop fotografiert wurden, um ihre innere Struktur zu zeigen. Die Kerne sind mit einer roten Sonde gefärbt, während der Golgi-Apparat und das Mikrofilament-Aktin-Netzwerk grün bzw. blau gefärbt sind., Das Mikroskop war ein grundlegendes Werkzeug auf dem Gebiet der Zellbiologie und wird häufig zur Beobachtung lebender Zellen in Kultur verwendet. Verwenden Sie die folgenden Links, um detailliertere Informationen zu den verschiedenen Komponenten zu erhalten, die in tierischen Zellen vorkommen.

• Zentriolen-Zentriolen sind selbstreplizierende Organellen, die aus neun Bündeln von Mikrotubuli bestehen und nur in tierischen Zellen vorkommen. Sie scheinen bei der Organisation der Zellteilung zu helfen, sind aber für den Prozess nicht wesentlich.,

• Zilien und Flagellen – Für einzellige Eukaryoten sind Zilien und Flagellen essentiell für die Fortbewegung einzelner Organismen. In vielzelligen Organismen bewegen Zilien Flüssigkeit oder Materialien an einer unbeweglichen Zelle vorbei und bewegen eine Zelle oder Gruppe von Zellen.

• Endoplasmatisches Retikulum-Das endoplasmatische Retikulum ist ein Netzwerk von Säcken, das chemische Verbindungen für die Verwendung innerhalb und außerhalb der Zelle herstellt, verarbeitet und transportiert. Es ist mit der doppelschichtigen Kernhülle verbunden und bietet eine Pipeline zwischen dem Kern und dem Zytoplasma.,

• Endosomen und Endozytose – Endosomen sind membrangebundene Vesikel, die über eine komplexe Familie von Prozessen gebildet werden, die gemeinsam als Endozytose bezeichnet werden und im Zytoplasma praktisch jeder Tierzelle vorkommen. Der grundlegende Mechanismus der Endozytose ist die Umkehrung dessen, was während der Exozytose oder Zellsekretion auftritt. Es beinhaltet die Invagination (Faltung nach innen) der Plasmamembran einer Zelle, um Makromoleküle oder andere Materie zu umgeben, die durch die extrazelluläre Flüssigkeit diffundieren.,

• Golgi-Apparat – Der Golgi-Apparat ist die Vertriebs-und Versandabteilung für die chemischen Produkte der Zelle. Es modifiziert Proteine und Fette, die im endoplasmatischen Retikulum aufgebaut sind, und bereitet sie auf den Export nach außen vor.

• Intermediäre Filamente-Intermediäre Filamente sind eine sehr breite Klasse von faserigen Proteinen, die sowohl als strukturelle als auch als funktionelle Elemente des Zytoskeletts eine wichtige Rolle spielen. Zwischenfilamente mit einer Größe von 8 bis 12 Nanometern fungieren als spanntragende Elemente, um die Zellform und-steifigkeit aufrechtzuerhalten.,

• Lysosomen-Die Hauptfunktion dieser Mikrokörper ist die Verdauung. Lysosomen zerlegen zelluläre Abfallprodukte und Ablagerungen von außerhalb der Zelle in einfache Verbindungen, die als neue Zellbaumaterialien in das Zytoplasma übertragen werden.

• Mikrofilamente-Mikrofilamente sind feste Stäbchen aus kugelförmigen Proteinen namens Aktin. Diese Filamente sind in erster Linie strukturell in der Funktion und sind ein wichtiger Bestandteil des Zytoskeletts.,

• Mikrotubuli – Diese geraden, hohlen Zylinder finden sich im gesamten Zytoplasma aller eukaryotischen Zellen (Prokaryoten haben sie nicht) und erfüllen eine Vielzahl von Funktionen, vom Transport bis zur strukturellen Unterstützung.

• Mitochondrien-Mitochondrien sind länglich geformte Organellen, die im Zytoplasma jeder eukaryotischen Zelle vorkommen. In der Tierzelle sind sie die Hauptstromgeneratoren, die Sauerstoff und Nährstoffe in Energie umwandeln.,

• Nucleus-Der Kern ist eine hochspezialisierte Organelle, die als Informationsverarbeitungs-und Verwaltungszentrum der Zelle dient. Diese Organelle hat zwei Hauptfunktionen: Sie speichert das Erbmaterial oder die DNA der Zelle und koordiniert die Aktivitäten der Zelle, zu denen Wachstum, Zwischenstoffwechsel, Proteinsynthese und Reproduktion (Zellteilung) gehören.

• Peroxisomen-Mikrokörper sind eine vielfältige Gruppe von Organellen, die im Zytoplasma vorkommen, grob kugelförmig und durch eine einzige Membran gebunden sind., Es gibt verschiedene Arten von Mikrokörpern, aber Peroxisomen sind die häufigsten.

• Plasmamembran-Alle lebenden Zellen haben eine Plasmamembran, die ihren Inhalt umschließt. Bei Prokaryoten ist die Membran die innere Schutzschicht, die von einer starren Zellwand umgeben ist. Eukaryotische Tierzellen haben nur die Membran, um ihren Inhalt zu enthalten und zu schützen. Diese Membranen regulieren auch den Durchgang von Molekülen in und aus den Zellen.

• Ribosomen-Alle lebenden Zellen enthalten Ribosomen, winzige Organellen, die aus etwa 60 Prozent RNA und 40 Prozent Protein bestehen., In Eukaryoten bestehen Ribosomen aus vier RNA-Strängen. In Prokaryoten bestehen sie aus drei RNA-Strängen.

Neben dem optischen und Elektronenmikroskop können Wissenschaftler eine Reihe anderer Techniken anwenden, um die Geheimnisse der Tierzelle zu erforschen. Zellen können durch chemische Methoden zerlegt und ihre einzelnen Organellen und Makromoleküle zur Untersuchung isoliert werden. Der Prozess der Zellfraktionierung ermöglicht es dem Wissenschaftler, bestimmte Komponenten, beispielsweise die Mitochondrien, in großen Mengen für Untersuchungen ihrer Zusammensetzung und Funktionen vorzubereiten., Mit diesem Ansatz konnten Zellbiologen bestimmten Orten innerhalb der Zelle verschiedene Funktionen zuweisen. Die Ära der fluoreszierenden Proteine hat die Mikroskopie jedoch an die Spitze der Biologie gebracht, indem sie es Wissenschaftlern ermöglichte, lebende Zellen mit stark lokalisierten Sonden für Studien anzusprechen, die das empfindliche Gleichgewicht der Lebensprozesse nicht beeinträchtigen.