(n., Variante: eukaryotische Zellen)
Eukaryotische Zellen Definition: Zellen von oder abgeleitet von Eukaryoten, die durch einen eindeutigen, membrangebundenen Kern gekennzeichnet sind

Definition eukaryotischer Zellen

Was ist eine eukaryotische Zelle? Der Begriff „Zelle“ ist ein gebräuchliches Wort in der Biologie, Anatomie und Medizin. Es ist die Grundeinheit des Lebens. Alle Lebewesen bestehen aus mindestens einer Zelle. Tatsächlich können sie nach der Anzahl der Zellen gruppiert werden, aus denen ein Individuum besteht. Einzellige Organismen bestehen aus einer einzigen Zelle, während mehrzellige Organismen aus mehreren Zellen bestehen, die in biologischen Geweben, Organen und Systemen organisiert sind. Organismen können auch als Prokaryoten oder Eukaryoten klassifiziert werden. Prokaryoten sind Organismen, deren Zelle keinen „echten Kern“ hat. Beispiele für Prokaryoten sind Domain-Eubakterien (echte Bakterien) und Domain-Archaeen. Ihr genetisches Material befindet sich in einer zytoplasmatischen Region, die als Nukleoid bezeichnet wird. Im Gegensatz dazu sind Eukaryoten Organismen, die aus Zellen bestehen, die einen genau definierten Kern enthalten. Dazu gehören Protozoen, Algen, Pilze, Pflanzen und Tiere. Somit beziehen sich eukaryotische Zellen auf die Zellen von oder abgeleitet von Eukaryoten, die durch einen deutlichen, membrangebundenen Kern gekennzeichnet sind.

Etymologie: Das Wort Eukaryote kam aus dem Griechischen „eu“, was „gut“, „gut“, „wahr“ und „karuon“ bedeutet.
Variante: eukaryotische Zellen.
Vergleichen: prokaryotische Zelle.

Struktur und Funktionen eukaryotischer Zellen

Das Vorhandensein eines Zellkerns ist eines der charakteristischen Merkmale eukaryotischer Zellen. Der Zellkern ist eine große Organelle, die oft die prominenteste Struktur innerhalb der eukaryotischen Zelle ist. Siehe das eukaryotische Zelldiagramm unten. Nicht alle Zellen eines Eukaryoten enthalten einen Kern. Zum Beispiel verlieren rote Blutkörperchen von Säugetieren bei der Reife ihren Kern, um ihre Affinität zu Atemgasen zu erhöhen. Eukaryotische Zellen, denen der Kern fehlt, werden als „anukleat“ beschrieben, im Gegensatz zu den kernhaltigen Zellen, die einen Kern haben. In eukaryotischen Zellen fungiert der Zellkern als Kommandozentrale. (Ref.1) Es enthält die Chromosomen, die die meisten Gene (Kern-DNA) eines Eukaryoten tragen. Der genetische Code in der Kern-DNA wird von der Zelle zur Regulierung von Wachstum, Differenzierung, Homöostase, Reproduktion, Vererbung und Tod verwendet.

Das genetische Material und die anderen Bestandteile des Kerns sind von einer Kernhülle umgeben. Diese Hülle ist eine doppelte Lipidschicht, die den Kerninhalt vom Zytoplasma trennt. Dennoch ist es mit Löchern perforiert, so dass bestimmte Moleküle eine Möglichkeit haben, sich hin und her zu bewegen. mRNA zum Beispiel verlässt den Kern, nachdem sie den genetischen Code aus der Kern-DNA kopiert hat, und bringt ihn zur Proteintranslation zum Ribosom, das an das endoplasmatische Retikulum gebunden ist. Die Ribosomen sind nicht exklusiv für eukaryotische Zellen. Prokaryotische Zellen haben sie auch. Allerdings sind die Ribosomen in eukaryotischen Zellen, d.h. 80S, größer als die in Prokaryoten, d.h. 70S.2)

Abgesehen vom Zellkern sind andere subzelluläre Komponenten in eukaryotischen Zellen wie folgt vorhanden: (Klicken Sie auf jeden Link für detaillierte Beschreibung, spezifische Funktion und andere wesentliche Fakten)

• Endoplasmatisches Retikulum
• Golgi-Apparat
• Plastiden
• Mitochondrien
• Lysosomen
• Vakuolen
• Endosomen
• Zytoskelett

Das endoplasmatische Retikulum ist mit der biomolekularen Synthese, dem Kohlenhydratstoffwechsel und der Entgiftung von Medikamenten verbunden. Der Golgi-Apparat ist an der Glykosylierung, der Verpackung von Molekülen für die Sekretion, dem Transport von Lipiden innerhalb der Zelle und der Entstehung von Lysosomen beteiligt. (Ref.3) Das Mitochondrium (Plural: Mitochondrien) versorgt die Zelle mit biochemischer Energie (ATP). Die Plastiden sind an der Herstellung und Lagerung von Lebensmitteln beteiligt. Chloroplasten sind ein Beispiel für ein Plastid. Sie enthalten Chlorophylle (grüne Pigmente), die an der Photosynthese beteiligt sind. Die Lysosomen verdauen, entfernen und recyceln abgenutzte subzelluläre Komponenten. Das Zytoskelett ist für die Aufrechterhaltung der Zellform verantwortlich. Die Vakuolen dienen der intrazellulären Sekretion, Ausscheidung, Lagerung und Verdauung. Endosomen wiederum sind am endozytotischen Membrantransportweg beteiligt. Das Cytosol, das der wässrige Teil des Zytoplasmas ist, besteht aus Wasser, organischen Molekülen (Proteinen, Kohlenhydraten, Lipiden usw.) und Ionen (hauptsächlich Kalium, Natrium, Chlorid, Bicarbonat usw.).

Sowohl Mitochondrien als auch Chloroplasten sind halbautonome Organellen. Sie enthalten DNA, die als mitochondriale DNA (mtDNA) bzw. Sie tragen den Code für bestimmte Proteine, die für ihre Stoffwechselaktivitäten benötigt werden. Alle eukaryotischen Zellen besitzen Mitochondrien, aber nicht alle von ihnen haben Chloroplasten. Nur photosynthetische Organismen wie Pflanzen und Algen haben Chloroplasten. Sie beziehen Energie aus der Sonne, um ihre eigene Nahrung herzustellen. Siehe das eukaryotische Zelldiagramm (B) für Pflanzenzellmerkmale. Außerdem haben sie eine Zellwand neben ihrer Plasmamembran. Pflanzen- und Algenzellen benötigen es für die Zellsteifigkeit und den Schutz. Tierische Zellen hingegen haben keine Zellwände. Nur die Plasmamembran schützt die Zelle und ihren Inhalt vor den potentiellen Stressoren von außen. Dennoch sind die tierischen Zellen flexibler als Pflanzenzellen, einfach weil ihnen die Zellwand fehlt, die die Zelle starr macht.

Abbildung: Eukaryotisches Zelldiagramm einer typischen tierischen Zelle (A) und einer pflanzlichen Zelle (B) mit beschrifteten Teilen. Zytoplasmatische Strukturen, die durch eine doppelte Schicht biologischer Membranen wie Kern, endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat, Mitochondrien und Plastiden gebunden sind, kommen nur in eukaryotischen Zellen vor.

(A)

(B)

Arten von eukaryotischen Zellen

Eukaryotische Zellen können basierend auf der Anzahl der Zellen, aus denen ein einzelner Organismus besteht, in zwei Gruppen eingeteilt werden: (1) einzellige eukaryotische Zellen und (2) eukaryotische Zellen. Einzellige Eukaryoten umfassen die Protisten. Mehrzellige Eukaryoten umfassen eine Vielzahl von Pflanzen-, Pilz- und Tierarten.

Beispiele für eukaryotische Zellen

Alle Tiere, Pflanzen, Pilze und Protisten sind eukaryotische Zellen. Ihre Zellen sind in kompartimentierte Strukturen wie Kerne, Mitochondrien, Chloroplasten und Golgi-Körper organisiert.

Evolutionärer Ursprung

Gemäß der endosymbiotischen Theorie wird vermutet, dass die Eukaryoten aus den frühen eukaryotischen Zellen stammen, die eine symbiotische Beziehung zu den frühen prokaryotischen Zellen bildeten. Sie könnten von einem gemeinsamen Vorfahren des Mikroorganismus abstammen, der eine primitive prokaryotische Zelle im Inneren beherbergte. Im Laufe der Jahre hielt die Endosymbiose der beiden Zellen so lange an, dass sich die prokaryotische Zelle schließlich zu einer subzellulären Komponente (Organelle) der eukaryotischen Zelle entwickelte. Einige der Prokaryoten entwickelten sich zu den modernen Mitochondrien, während diejenigen, die photosynthetisch sind, zu Chloroplasten wurden. (Ref.4) Bald divergierten diese primitiven eukaryotischen Zellen in verschiedene taxonomische Königreiche (z. B. Animalia, Plantae, Protista und Pilze), die jeweils unterschiedliche Merkmale aufweisen, die sich voneinander unterscheiden.

Siehe auch

• Zelle
• Kern
• Organelle
• Eukaryote

1. Genetik Home Reference. (2020). Was ist eine Zelle? Genetik Home Referenz. https://ghr.nlm.nih.gov/primer/basics/cell
2. Biologie Online-Editoren. (2019, Oktober 7). Ribosome Definition und Beispiele – Biologie Online-Wörterbuch. Biology Articles, Tutorials & Dictionary Online. https://www.biologyonline.com/dictionary/ribosome
3. Biology Online Editors. (2019, October 7). Cell Definition and Examples – Biology Online Dictionary. Biology Articles, Tutorials & Dictionary Online. https://www.biologyonline.com/dictionary/cell
4. Evidence for endosymbiosis. (2020). Berkeley.Edu. https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/_0_0/endosymbiosis_04