Warum hat die tierzelle keine Vakuole?

Weltweit sind etwa 1,5 Millionen Tierarten wissenschaftlich beschrieben. Jede Art unterscheidet sich in Punkten wie dem Aussehen, dem Verhalten und dem Vorkommen von anderen Arten. Was alle diese Tiere jedoch vereint, ist ihr zellulärer Aufbau aus vielen Tierzellen. Denn die kleinste Einheit aller Tiere ist die Tierzelle.

Durch die verschiedenen Organellen in den Zellen und durch die spätere Differenzierung der Zellen, ist es Tieren möglich zu leben. So ist die Differenzierung von Tierzellen außerdem Ursache für die Vielfalt in der Tierwelt.

Tierzelle – Definition

Eine Tierzelle ist, wie auch Pilzzellen und Pflanzenzellen, eine eukaryotische Zelle (Euzyte), die den Grundbaustein für tierisches Gewebe darstellt. Sie beinhaltet einen Zellkern und viele weitere Zellorganellen.

Durch die Auftrennung des Cytoplasmas in die einzelnen Kompartimente, ist der Ablauf mehrerer unterschiedlicher Reaktionen gleichzeitig in der Tierzelle möglich.

Beim Cytoplasma handelt es sich um eine gelartige Substanz im Zellinneren, welche die Organellen und das Cytoskelett beinhaltet.

Aufbau und Bestandteile der Tierzelle

Eine Tierzelle ist aufgebaut aus verschiedenen membranumschlossenen Organellen, die sich im Zellinneren, dem Cytoplasmader Zelle befinden.

Zellmembran

Die Zellmembran, auch Plasmamembran genannt, umschließt die Zelle und grenzt sie somit von der Umgebung ab. Es handelt sich um eine semipermeable Biomembran, die durch dafür vorgesehene Transportproteine, ausgewählten Stoffe einen Transport in die Zelle herein und aus der Zelle heraus ermöglicht.

Zellmembranen sind aus einer Doppellipidschicht aufgebaut, die aus amphiphilen Phospholipiden besteht. Amphiphil bedeutet, dass das Phospholipid sowohl hydrophil als auch hydrophob ist.

Die Kopfgruppe dieser Phospholipide ist hydrophil (wasserliebend) und die Schwanzgruppe ist hydrophob (wassermeidend). In der Doppellipidschicht sind die hydrophilen Kopfgruppen nach außen gerichtet und die hydrophoben Schwanzgruppen nach innen.

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Zellkern

Der Zellkern wird häufig auch als Steuerzentrale der Zelle benannt und ist somit das wohl wichtigste Organell aller eukaryotischen Zellen, und so auch das der Tierzelle.

Der Zellkern (Nucleus) beinhaltet alle Erbinformationen der Tierzelle in Form von Chromosomen. Er ist umgeben von einer doppelten Kernhülle, der ihn vom Cytoplasma abgrenzt. Im Zellkern befindet sich zusätzlich der Nucleolus, auch Kernkörperchen genannt, der aus verschiedenen Enzymen, Proteinen und RNA besteht.

Endoplasmatisches Retikulum

Das Endoplasmatische Retikulum (kurz: ER) ist ein Zellorganell, das eine schlauchartige, gewundene Struktur hat und sich im Cytoplasma befindet. Es erfüllt hauptsächlich Aufgaben in der Membransynthese und in der Speicherung von Calcium-Ionen.

DasERbefindet sich häufig in direkter Nähe zum Zellkern und ist mit der Kernhülle verbunden. Es besteht aus vielen miteinander verbundenen membranumschlossenen Hohlräumen.

Man unterscheidet zwischen dem glatten und dem rauen ER. Das raue ER ist mit einzelnen Ribosomen auf der Oberfläche besetzt und ist sowohl für die Membranbildung, als auch für die Vesikelbildung und die Proteinbiosynthese zuständig. Im Gegensatz dazu sind auf der Oberfläche des glatten ERs keine Ribosomen zu finden. Die Funktionen des ERs sind hauptsächlich die Speicherung von Calcium-Ionen und der Fettstoffwechsel.

Ribosomen

Ribosomen sind Proteine, welche aus zwei Untereinheiten, einer großen und einer kleinen aufgebaut sind. Sie bestehen aus ribosomaler Ribonukleinsäure.

Ribosomen können sowohl frei im Cytoplasma, als auch an das ER gebunden vorkommen. Ihre Aufgabe ist die Proteinbiosynthese.

Golgi-Apparat

Der Golgi-Apparat besteht aus einem Stapel von Membranzisternen und Vesikeln, die einen Hohlraum bilden. Einen Stapel von mehreren dieser Membranzisternen nennt man Dictyosomen.

Dictyosomen sind 1 μm große Stapel von membranumgrenzten Zisternen. Darin werden Proteine gelagert, verpackt und schließlich als Vesikel ausgeschieden. 4 – 10 eng aneinander liegende Dictyosomen bilden dann den Golgi-Apparat.

Der Golgi-Apparat ist ein Organell, das nur bei Euzyten zu finden ist. Es hat verschiedene Funktionen, unter anderem die Bildung von Vesikeln und Membranen und die Verarbeitung von Proteinen und Lysosomen.

Mitochondrien

Mitochondrien werden auch die Kraftwerke der Zellen genannt, weil sie für die Energieproduktion, genauer gesagt die Zellatmungzuständig sind.

Mitochondrien sind längliche Zellorganellen, die von einer Doppelmembran umgeben sind. Sie stellen die allgemeine Energiewährung ATP (Adenosintriphosphat) her, die bei einigen Stoffumwandlungen und ähnlichem benötigt wird.

ATP (Adenosintriphosohat) ist ein Nukleotid, was durch Abspaltung seiner Phosphatgruppen Energie freisetzt. Durch die Abspaltung einer Phosphatgruppe entsteht ADP (Adenosindiphosphat), durch eine weitere Abspaltung entsteht AMP (Adenosinmonophosphat).

In Zellen, die viel Energie benötigen, etwa Muskelzellen, ist die Dichte an Mitochondrien besonders hoch.

Lysosomen

Bei Lysosomen handelt es sich um kleine membranumgebene Vesikel, die vom Golgi-Apparat produziert werden. Sie sind mit Verdauungsenzymen gefüllt und können Fremdstoffe oder körpereigene Stoffe abbauen. Die zu verdauenden Stoffe werden in den Lysosomen eingeschlossen und darin zersetzt, deswegen werden die Lysosomen auch als den "Magen der Zelle" bezeichnet.

Vakuole

Eigentlich besitzen Tierzellen keine typischen Zellsaftvakuolen, wie sie in Pflanzenzellen zu finden sind, jedoch gibt es Ausnahmen.

Bei eukaryotischen Einzellern dienen Nahrungsvakuolen der Nahrungsaufnahme. Sie verschmelzen mit Lysosomen, die Verdauungsenzyme enthalten und verdauen so die aufgenommene Nahrung.

Zudem gibt es im Süßwasser lebenden eukaryotische Einzeller mit kontraktilen Vakuolen. Diese dienen der Osmoregulation, das heißt, sie pumpen Wasser, das sich im Einzeller befindet, wieder nach außen.

Beispiele für einen solchen Einzeller sind sowohl die Pantoffeltierchen, als auch Euglena. Falls Du dazu mehr wissen möchtest, schau Dir gerne die passenden Erklärungen dazu auf StudySmarter an!

Peroxisomen

Peroxisomen sind ähnliche Organelle wie die Lysosomen, jedoch werden diese nicht vom Golgi-Apparat produziert. Sie sind von einer Membran umgeben und beinhalten bestimmte Enzyme, mit denen sie die Zelle entgiftet.

Cytoskelett

Im Gegensatz zu den Pflanzenzellen, die durch die Zellwand ihre Form behalten, benötigen Tierzellen das Cytoskelett, um die Zelle zu stabilisieren und zu bewegen. Das Cytoskelett besteht aus Aktin-, Intermediärfilamenten und Mikrotubuli, die ein Netzwerk bilden.

Aktinfilamente sind dünne Fasern, die aus Aktin bestehen und durch die gesamte Zelle gespannt sind. Sie stabilisieren durch eine netzartige Anordnung unter der Plasmamembran die Form der Zelle und halten Membranproteine an ihrem Platz.

Mikrotubuli sind hohle, zylinderförmige Strukturen, die durch Motorproteine längere Transportvorgänge durchführen. Zudem befestigen sie die Organellen.

Intermediärfilamente sind verschiedene Proteinfilamente, die durch ihren größeren Durchmesser stabiler sind, als die Mikrotubuli und die Aktinfilamente. Deswegen ist es die Aufgabe der Intermediärfilamente mechanische Zugkräfte abzufangen und die Zelle zu stabilisieren.

Aktinfilamente interagieren mit dem Motorprotein Myosin, wodurch das Aktin den Kurzstreckentransport für Vesikel oder andere größere Moleküle übernehmen kann.

Funktionen der Zellorganellen im Überblick

In der folgenden Tabelle kannst Du noch einmal kurz und knapp die einzelnen Funktionen der Zellorganellen im Überblick erkennen.

Für einige dieser Organellen gibt es separate Erklärungen auf StudySmarter, in denen Du alles im Detail nachlesen kannst.

Tierzellen – Differenzierung

Der hier gezeigte Aufbau einer Tierzelle stellt jedoch nur den Aufbau einer undifferenzierten Zelle dar. Damit das Tier auch überleben kann, müssen sich die Zellen differenzieren und somit verschiedene Gewebe und Organe bilden.

Unter der Zelldifferenzierung versteht man die Veränderung einer undifferenzierten Vorläuferzelle zu einer Zelle mit veränderter Form und spezieller Funktion. Das geschieht durch die Expression bestimmter Gene, die bei anderen Zelltypen wiederum nicht stattfindet.

Die differenzierten Zellen unterscheiden sich von den undifferenzierten Zellen sowohl im Aufbau und der Größe als auch in der Funktion. Die Zelldifferenzierung kann auch durch äußere Faktoren wie Hormone oder Zellkontakte angestoßen werden, wie es bei den Epithelzellen der Fall ist.

Wenn Du zum Thema Zelldifferenzierung mehr wissen möchtest, dann schau Dir gerne die dazugehörige Erklärung auf StudySmarter an.

Beispiel Epithelzelle

Das Epithelgewebe befindet sich an den Grenzflächen des Körpers. Die einzelnen Epithelzellen sind die zellulären Elemente des Epithelgewebes. Die Zellen sind durch verschiedene Zellkontakte miteinander verbunden. Durch diese Zell-Zell-Kontakte können Signalstoffe an umliegende Zellen weitergegeben werden, die dann eine Differenzierung verursachen.

Haftkontakt (engl.: adhering junctions)

Die Epithelzellen liegen sehr nah beieinander und sind deswegen durch die sogenannten Haftkontakte, auch zonula adhaerens (lat.) oder adhering junctions (engl.) genannt, miteinander verbunden, die von Aktinfilamenten gebildet werden. Durch diese enge Verbindung werden die Zellen mechanisch verstärkt und widerstandsfähiger gegenüber Zugkräften.

Desmosomen

Desmosomensind punktförmige Lötstellen zwischen den Zellen, die durch Fibrillen miteinander verbunden sind. Die Fibrillen sind durch intrazelluläre Ankerproteine, den Plaques, in der Zelle fixiert. Im extrazellulären Raum verbinden besondere Adhäsionsproteine, die Cadherine, die beiden Zellen.

Verschlusskontakte (engl.: thight junctions)

Verschlusskontakte, auch tight junctions (engl.) oder zonula occludens (lat.) verbinden den Spalt zwischen den Zellen und bilden so eine Barriere für die Diffusionvon Substanzen. Besonders wichtig sind tight junctionsin Organgeweben, wie in der Harnblase, in der ein Einströmen von Harn in den Bauchraum verhindert werden muss.

Noch mehr Informationen zu Zell-Zell-Verbindungen findest Du in der passenden Erklärung auf StudySmarter.

Tierzelle – Vergleich: Tierzelle, Pflanzenzelle und Bakterienzelle

In der folgenden Tabelle kannst Du erkennen, dass sich die prokaryotischen Zellen (Bakterienzelle) stark von den eukaryotischen Zellen (Tierzelle, Pflanzenzelle) unterscheiden. Jedoch gibt es auch relevante Unterschiede zwischen der Tier- und der Pflanzenzelle.

Zusammenfassend kann man sagen, dass sich die Bakterienzelle am meisten in der Kompartimentierung von der Tier- und Pflanzenzelle unterscheidet, weil Prokaryoten einzellige Lebewesen sind und keine einzelnen Organellen besitzen. Zudem haben Euzyten einen Zellkern, wohingegen Prozyten das Erbgut in einem Plasmid speichern.

Die wichtigsten Unterschiede zwischen den eukaryotischen Zellen, sind die, dass Pflanzenzelle im Gegensatz zu Tierzellen eine Zellwand und Plastiden(Chloroplasten) besitzen.

Tierzelle – Das Wichtigste

• Bei Tierzellen handelt es sich, wie auch bei den Pflanzenzellen, um eukaryotische Zellen (Euzyten).
• Die Tierzelle beinhaltet verschiedene Zellorganellen, die sich alle in ihrer Aufgabe und ihrem Aufbau unterscheiden

  • Das wichtigste Organell ist der Zellkern, der das Erbgut beinhaltet.

  • Die Mitochondrien stellen durch Zellatmung die Energie zur Verfügung.

• Der größte Unterschied zwischen den Prozyten und den Euzyten ist das Vorhandensein eines Zellkerns und die Unterteilung in die einzelnen Kompartimente bei den Euzyten.

• Der wichtigste Unterschied zwischen der Tier- und der Pflanzenzelle ist, dass die Pflanze Fotosynthese betreiben kann und deswegen Chloroplastenbesitzt, zudem ist behalten sie ihre Struktur durch die Zellwand und nicht durch ein Cytoskelett.

Nachweise

1. Wehner; Gering (2013). Zoologie. Thieme
2. Sadava et al. (2019). Purves Biologie. Springer Spektrum

Warum hat die Pflanzenzelle eine Vakuole und die Tierzelle nicht?

Hat die tierische Zelle eine Vakuole?

Was hat Tierzelle was Pflanzenzelle nicht hat?

Hat die Pflanzenzelle eine Vakuole?