gibt ein rER (raues endoplasmatisches Retikulum) sowie ein gER (glattes endoplasmatisches Retikulum). Da die beiden Arten von ER ineinander übergehen können, handelt es sich um ein einziges System.
Exkurs s oder g?Im englischen Sprachraum spricht man nicht von gER, sondern von sER. Das «s» steht dabei für «smooth».
Das rER ist mit Ribosomen besetzt und hat daher eine raue Oberfläche. Die von den Ribosomen für den Export gebauten Proteine werden im rER gelagert und entweder direkt oder über den Golgi-Apparat aus der Zelle geschleust. Das gER ist frei von Ribosomen. Es kommt in den meisten Zellen nur in kleiner Zahl vor. Das gER produziert und modifiziert fettlösliche Substanzen wie Steroidhormone (Testosteron, Östradiol etc.) oder Phospholipide. In den Muskelzellen übernimmt das gER zusätzlich die Funktion des Kalziumspeichers. In der Leber dient das gER auch der «Entgiftung» (Detoxifikation) von körperfremden Substanzen.
MEMO rER und Zellkern Das rER ist direkt mit dem Zellkern verbunden, damit die mRNA ohne Umwege zu den Ribosomen gelangt.
Der Golgi-Apparat – Postversand der Zelle
Der Golgi-Apparat (sprich «Golschi») sieht aus wie ein Stapel flacher Schläuche (Abb. 6). Dabei ist die konvexe Cis-Seite dem endoplasmatischen Retikulum zugewandt und die konkave Trans-Seite der Zellhülle. Auf der Trans-Seite schnüren sich laufend Bläschen ab: die Golgi-Vesikel. Der Golgi-Apparat hat die Aufgabe, die im rER gebildeten Proteine zu lagern, zu modifizieren, zu verpacken und auszuliefern.
Abb. 6 Golgi-Apparat [Magnus Manske; bearbeitet von Dr. med. André Lauber]
In Drüsenzellen nimmt der Golgi-Apparat viel Raum ein. Bei Bedarf leiten Golgi-Vesikel die gespeicherten Sekrete an die Zellmembran, wo sie aus der Zelle ausgeschleust werden.
Die Lysosomen – Müllabfuhr der Zelle
Lysosomen sind vom Golgi-Apparat abgeschnürte Vesikel, die jede Menge Enzyme enthalten. Sie «fressen» zellfremdes Material (Viren, Bakterien), kaputte Zellteile sowie Abfall des Zellstoffwechsels und bauen alles enzymatisch ab. Diesen Vorgang nennt man intrazelluläre Verdauung. Das funktioniert in einem sauren Milieu am besten, weshalb im Inneren der Lysosomen ein pH-Wert von etwa 5.0 herrscht. Lysosomen in grosser Zahl findet man in den «Fresszellen» des Immunsystems (Makrophagen, Granulozyten).
Exkurs pH Der pH-Wert einer Flüssigkeit ist das Mass ihres sauren oder basischen Charakters. Ein pH-Wert von 7.0 bedeutet, dass die Flüssigkeit neutral ist (weder sauer noch basisch). Ein pH-Wert unter 7.0 ist sauer, ein pH-Wert über 7.0 basisch.
Der Nukleus – Hüter des Erbguts
Mit Ausnahme der Erythrozyten (rote Blutkörperchen) besitzen alle Zellen einen Nukleus (Zellkern). Manche Zellen besitzen zwei oder mehr Kerne (zum Beispiel Leberzellen und Skelettmuskelzellen).
Der Zellkern als «Zentrale der Zelle» ist Hüter der Erbinformation (DNA) und steuert den Zellstoffwechsel.
Der Nukleus ist dreiteilig aufgebaut (Abb. 7).
1. Die Kernhülle ist eine Doppelmembran, ähnlich der Zellhülle. Sie grenzt den Kern vom Zytoplasma ab und regelt den Austausch von Substanzen. Dieser Austausch findet durch die Kernporen statt, die gleichmässig über die Kernhülle verteilt sind. Es handelt sich dabei nicht einfach um Löcher in der Kernhülle, sondern um aufwändig gebaute Proteinkomplexe.
2. Im Kernplasma schwimmt die DNA.
3. Im Nukleolus (Kernkörperchen) entsteht die rRNA. Sie kodiert die Proteine aus denen die Ribosomen bestehen. Die einzelnen Proteine der Ribosomen werden gleich vor Ort im Nukleolus zusammengebaut. Der Nukleolus ist so etwas wie der Kopierapparat für die DNA.
Abb. 7 Zellkern mit Nukleolus [Bruce Blaus; bearbeitet von Dr. med. André Lauber]
Die Strukturen des Zellkerns sind unter dem Mikroskop nur in der Ruhephase der Zelle (Interphase) zu beobachten. Sobald die Zelle in die Teilungsphase übergeht, löst sich der Nukleus auf. Aus dem Chromatin (DNA-Stränge) bilden sich die Chromosomen. Jetzt kann sich die Zelle teilen. Nach der Zellteilung organisieren sich die Zellkerne in den Tochterzellen neu. (Siehe Kapitel «Zellteilung – Mitose oder Meiose»)
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