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Die Vielfältigkeit unserer Zellen

Der menschliche Körper besteht aus Billionen (1 000 000 000 000 = 1 Billion) von Zellen. Obwohl alle Körperzellen aus den gleichen Bausteinen zusammengesetzt sind, gibt es eine Vielfalt von Zelltypen. Diese unterscheiden sich in Grösse, Form, Lebensdauer und Funktion.

1 – Zellkern

Im Zellkern wird die genetische Information, die DNA, aufbewahrt. DNA ist die englische Abkürzung für Deoxyribonucleic Acid. Die genetische Information wird auch als Genom oder Erbgut bezeichnet. Der Durchmesser des Zellkerns einer menschlichen Zelle ist etwa 150 Mal kleiner als 1 Millimeter.

1a Chromosom – Das gesunde menschliche Erbgut weist insgesamt 46 Chromosomen auf. Die DNA jedes Chromosoms ist fast fünf Zentimeter lang. Damit die langen DNA-Fäden im kleinen Zellkern Platz haben, sind sie zu kurzen Strängen aufgewickelt. Auf diese Weise schafft es die Zelle, die DNA-Moleküle etwa 10’000-fach zu verkürzen. Die Gesamtlänge der DNA in jeder menschlichen Zelle beträgt über zwei Meter. Würde man aus der gesamten DNA aller Zellen eines Menschen einen Faden spannen, so würde dieser eine Länge von etwa 100 Milliarden Kilometern erreichen. Dies entspricht mehr als der 500-fachen Distanz von der Erde zur Sonne.

1b DNA-Doppelstrang – Die DNA besteht aus zwei Einzelsträngen, die durch sogenannte Wasserstoffbrücken miteinander verbunden sind. Diese Konstruktion nennt man Doppelhelix.

2 – Ribosom

Die Ribosomen sind die Eiweissfabriken in der Zelle. In der Fachsprache werden Eiweisse Proteine genannt. Eine typische menschliche Zelle kann eine Millionen Ribosomen enthalten, die sich im Zytoplasma sowie an einem verzweigten Kanalsystem direkt aussen am Zellkern, dem endoplasmatischen Retikulum, befinden.

Erfahre mehr über die Funktion von Ribosomen

3 – Zellmembran

Die Zellmembran ist der Mantel der Zelle. Er grenzt die Zelle nach aussen ab, um das Milieu innerhalb der Zelle aufrechtzuerhalten. Die Zellmembran besteht aus einer zweilagigen Fettschicht (Lipidschicht), die eine wasserabstossende und undurchlässige Barriere bildet. Verschiedene Membranproteine «schwimmen» in der Doppellipidschicht und sind wichtig für den Kontakt nach aussen.


Epithelzellen des Dünndarms

In der Haut, im Darm oder im Drüsengewebe befinden sich Epithelzellen. Diese Zellen übernehmen verschiedene Funktionen: Schutz vor Mikroorganismen, Produktion und Transport von Stoffen sowie Sinnesfunktionen wie Temperatur- oder Schmerzübermittlung. Die Zellen im Dünndarm sind spezialisiert für den Austausch von Nährstoffen. Kleine fadenförmige Fortsätze vergrössern die Zelloberfläche. So können mehr Nährstoffe von der Zelle aufgenommen und abgegeben werden. Eine Epithelzelle im Dünndarm lebt nur 1.5 Tage. Im Dünndarm herrscht also reger Schichtwechsel.

Blutzellen: Rote Blutkörperchen, Blutplättchen, weisse Blutkörperchen

Rote Blutkörperchen transportieren Sauerstoff und Kohlendioxid. Blutplättchen sorgen dafür, dass das Blut ausserhalb des Körpers gerinnt, damit bei einer Verletzung nicht zu viel Blut aus dem Körper austritt. Die weissen Blutkörperchen könnte man als Immunpolizei bezeichnen. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Abwehr von unerwünschten Eindringlingen wie Viren, Bakterien und anderen Krankheitserregern. Während ihrer Lebenszeit von 120 Tagen legen die 0.007 Millimeter kleinen roten Blutkörperchen enorme Strecken in unseren Blutbahnen zurück – Schätzungen gehen von fast 500 km aus! Weisse Blutkörperchen überleben von wenigen Stunden bis zu mehreren Jahren. Sie sind zwischen 0.007 und 0.02 Millimeter gross. Blutplättchen leben etwa sieben Tage und sind mit ihrer Grösse von 0.001 Millimeter die kleinsten zellulären Bestandteile im Blut.

Geschlechtszellen: Eizelle und Samenzelle

Die Geschlechtszellen der Frau sind die Eizellen, die des Mannes die Samenzellen (Spermien). Eine Eizelle hat einen Durchmesser von etwa 0.1 Millimeter und ist hundertmal grösser als eine Samenzelle. Eizellen werden im Leben einer Frau einmal angelegt und nie wieder erneuert. Beim Mann hingegen werden die Samenzellen zeitlebens immer wieder neu produziert. Wenn eine Eizelle und eine Samenzelle miteinander verschmelzen, entsteht neues Leben.

Herzmuskelzellen

Herzmuskelzellen sorgen dafür, dass sich das Herz regelmässig zusammenzieht und so das Blut in die Blutgefässe pumpt. Im erwachsenen Körper können Herzmuskelzellen nur begrenzt erneuert werden im Gegensatz zu anderen Muskelzellen. Die Herzmuskelzellen arbeiten pausenlos: Das Herz zieht sich jeden Tag 100.000 Mal zusammen und pumpt pro Minute etwa 5 Liter Blut in den Körperkreislauf.

Nervenzellen

Eine Berührung der Körpers, Wärme, Kälte, ein Jucken oder ein Brennen – das alles sind Reize, die von den Nervenzellen verarbeitet und als Informationen zum Gehirn weitergeleitet werden. Nervenzellen sind spezialisiert auf die Reizaufnahme und die Reizleitung. Allein das Gehirn besitzt schätzungsweise 100 Milliarden Nervenzellen. Durch Verschaltungen zwischen den Nervenzellen können beinahe unbegrenzte Mengen an Informationen gespeichert werden.

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