Topologie der Zelle

Zusammenfassung

Die einzelnen Reaktionen des Zellstoffwechsels vollziehen sich in der Regel in entsprechend spezialisierten Bereichen (Kompartimenten) der Zelle. Die Kompartimente sind bei höheren Zellen häufig durch Proteolipidmembranen (weniger als 10 nm stark) voneinander getrennt. Die durch Membranen innerhalb der Zelle abgegrenzten Strukturen nennt man auch Zellorganellen. Die Spezialisierung einzelner Kompartimente auf bestimmte Stoffwechselfunktionen und der dadurch erforderliche Stofftransport von Kompartiment zu Kompartiment bringt der Zelle u.a. den Vorteil, Stoffwechselreaktionen nicht nur über die katalytische Aktivität der einzelnen Enzyme, sondern auch über den Stofftransport durch Membranen zu steuern. Den Vorteilen der größeren Effizienz und subtileren Regulierbarkeit der Stoffwechselfunktionen in hochorganisierten und spezialisierten Zellen steht aber meist der Nachteil der wesentlich stärkeren Abhängigkeit von der Umgebung gegenüber. Entwicklungsgeschichtlich sind einfache, kernlose Zellen, sog. Prokaryoten, vor mehr als 3 Milliarden Jahren auf der Erde in Erscheinung getreten, während sich die wesentlich höher organisierten, kernhaltigen Zellen, die Eukaryoten, erst vor etwa 1,5 Milliarden Jahren auf der Erde gezeigt haben. Die Prokaryoten werden heute in die zwei sehr vielfältigen Bereiche der Eubakterien und Archae-bakterien unterteilt. Alle Zellen der Tiere, Pflanzen und Pilze sind eukaryotisch, während Bakterien und Blaualgen (Cyanobakterien) neben anderen primitiven Zellen Prokaryoten sind.