Zellbiologie

Zellbiologie einfach erklärt

Die Zellbiologie, oder Cytologie, ist ein Teilbereich der Biologie, der sich mit sämtlichen Abläufen innerhalb und zwischen Zellen beschäftigt. Dabei befasst sich die Zellbiologie mit folgenden Themen:

• Aufbau von Zellen
• Funktion von Zellen
• Vorgängen innerhalb von Zellen
• Veränderungen von Zellen
• Interaktion von Zellen untereinander

Zellbiologie Zusammenfassung und Themen

Zellbiologen untersuchen die Zellen im kleinsten Detail mithilfe von Mikroskopen. So erforschten Wissenschaftler bereits ab Ende des 17. Jahrhunderts die ersten Mikroorganismen wie Bakterien  sowie Zellorganellen wie den Zellkern.

Außerdem befasst sich die Zellbiologie neben Prozessen wie Zellteilung, Bewegung und Kommunikation von Zellen untereinander auch mit chemischen Abläufen wie dem Stoffwechsel. Daher überschneiden sich die Themen der Zellbiologie mit der Biochemie und der Medizin. 

Die Zellbiologie ist auch eng mit der Genetik und Molekularbiologie verbunden, da die Erbinformation und ihre Weitergabe auf zellulärer Ebene stattfindet. Dabei spielen molekulare Bestandteile wie DNA und RNA eine große Rolle.

Übrigens: Der Begriff der Zelle stammt von Robert Hooke, der 1665 den Korken einer Flasche mit einem Mikroskop untersuchte. Er nannte die kleinen Hohlräume im Korken Zellen, womit er den Zellbegriff für immer prägte.

Grundlagen der Zellbiologie

Da sich die Zellbiologie mit mehreren Themen auseinandersetzt, werden dir einige Begriffe öfter begegnen. Im Folgenden siehst du einige Grundbegriffe, die du kennen solltest:

• Grundsätzlich unterscheidest du zwischen zwei Arten von Zellen, die sich primär in ihrem Aufbau unterscheiden: Zellen mit Zellkern und Zellen ohne Zellkern. 
• Die Zellen mit einem Zellkern heißen Eukaryoten. Zu ihnen gehören Tier- und Pflanzenzellen . Im Gegensatz dazu sind Bakterien und Archaeen Zellen ohne Zellkern, die Prokaryoten heißen. 
• Beide Arten von Zellen haben aber auch viele gemeinsame Bestandteile. Dazu gehören beispielsweise die proteinbildenden Ribosomen , das für den Stofftransport zuständige Cytoplasma oder die Biomembran,  die den Innenraum der Zelle vom Außenraum trennt.
• Manchmal werden zwischen dem Innen- und Außenraum einer Zelle auch Flüssigkeiten und Stoffe ausgetauscht. Diesen Vorgang nennst du Diffusion. Die Osmose ist ein bekanntes Beispiel einer Diffusion, bei der sich meistens Wasser durch die Membran bewegt.
• Damit Zellen optimal zusammenarbeiten können, brauchen sie Zell-Zell-Verbindungen. Durch Vorgänge wie Gap Junctions und Tight Junctions wird der Stofftransport zwischen den Zellen reguliert.
• Jede Zelle braucht nämlich die richtigen Nährstoffe und Bausteine, um Nahrung korrekt zu verarbeiten und Energie daraus zu gewinnen. Diesen Vorgang nennst du Stoffwechsel .

Methoden der Zellbiologie

Zellen sind winzig klein, sodass man sie mit dem bloßen Auge nicht erkennen kann. Daher gibt es verschiedene wissenschaftliche Methoden, um sie genauer zu erforschen. 

In der Zellbiologie werden oft Lichtmikroskope verwendet, um die Zelle besser sehen zu können. Dabei wird die Zelle mit Licht beleuchtet und das Abbild durch ein Objektiv und einer Linse vergrößert. Du kannst das Mikroskop mit einer sehr starken Lupe vergleichen. 

Mit Elektronenmikroskopen kannst du sogar die kleinsten Mikroorganismen erkennen, die mit einem Lichtmikroskop nicht erkennbar sind. Das funktioniert mithilfe von Elektronenstrahlen, mit denen die Zelle durchleuchtet wird. Viren kannst du beispielsweise nur unter dem Elektronenmikroskop wahrnehmen.

Eine weitere Methode, um Zellbestandteile besser untersuchen zu können, ist durch Färbung. Dazu gehören beispielsweise die histochemische Färbung und die Fluoreszenzfärbung. Bei beiden Methoden werden bestimmte Zellbestandteile mit chemischen oder proteinspezifischen Reaktionen farblich hervorgehoben. So kannst du die Bestandteile besser voneinander unterscheiden.

Zellenbiologie von Pflanzen

Pflanzen bestehen wie alle anderen Lebewesen aus Zellen. Dabei unterscheiden sie sich allerdings im Aufbau von tierischen Zellen. Denn sie besitzen Bestandteile, die vor allem für die Photosynthese notwendig sind, wie Chloroplasten.

Folgende Zellorganellen sind in Pflanzenzellen vorhanden:

• Vesikel
• Zellkern mit Kernkörperchen
• Ribosomen
• Golgi-Apparat
• Cytoskelett
• Cytoplasma
• Endoplasmatisches Retikulum
• Mitochondrien
• Zellmembran
• Zellwand
• Vakuole
• Chloroplasten

Zellenbiologie von Tieren

Neben den Pflanzenzellen gehören auch Tierzellen zu den Eukaryoten. Da sie andere Vorgänge als Pflanzenzellen durchlaufen, haben sie teilweise andere Zellorganellen:

• Vesikel
• Zellkern mit Kernkörperchen
• Ribosomen
• Golgi-Apparat
• Cytoskelett
• Cytoplasma
• Endoplasmatisches Retikulum
• Mitochondrien
• Zellmembran

Zellenbiologie von Mikroorganismen

Auch Mikroorganismen haben Zellen. Dazu zählen die prokaryotischen Bakterien, Archaeen sowie viele Pilze. Im Gegensatz zu den Eukaryoten besitzen Mikroorganismen keinen Zellkern. Dafür haben sie folgende Organellen: 

• Vesikel
• Ribosomen
• Cytoplasma
• Zellmembran
• Zellwand
• Glykokalyx
• DNA  als Nukleotid Ring
• Flagellum
• Pili

Zelle

Nun hast du einen Überblick über die Zellbiologie und ihre Themenbereiche. Um dich tiefergehend mit der Zellbiologie auseinandersetzen zu können, musst du die grundlegenden Informationen über Zellen kennen. In diesem Video hier erklären wir dir alles Wissenswerte dazu!