Anatomica

Vergnügungspark Eukaryotia – Zellanatomie

a – Membranprotein (hier stark vergrößert dargestellt; diese Proteine gibt es überall auf der Plasmamembran, zur Übersichtlichkeit wurden sie hier nur in der „Ecke oben links“ dargestellt)

b – Zellmembran / Plasmamembran (ebenfalls stark vergrößert dargestellt, eigentlich viel dünner)

c – Proteasomen (vergrößert dargestellt)

d – Lysosom (vergrößert dargestellt)

e – Centromer (bestehend aus zwei Zentriolen; vergrößert dargestellt)

f – Peroxisomen (stark vergrößert dargestellt; eigentlich nicht mal mit einem Lichtmikroskop sichtbar, erst ein Elektronenrastermikroskop bringt die Peroxisomen zum Vorschein, sie haben einen Durchmesser von 0,2 bis 1 Mikrometer – die meisten sind also kleiner als ein millionstes Meter!)

g – Mitochondrium (vergrößert; normalerweise gibt es eine Vielzahl Mitochondrien, zur Übersichtlichkeit wurde hier nur eins dargestellt)

h – Vesikel (vergrößert)

i – Golgi-Apparat

j – glattes Endoplasmatisches Retikulum (= glattes ER); in Muskelzellen gibt es ein spezialisiertes Endoplasmatisches Retikulum, das sogenannte Sarkoplasmatische Retikulum.

k – Ribosom (die gelben, kleinen Kreise)

l – raues Endoplasmatisches Retikulum (= raues ER); in Muskelzellen gibt es ein spezialisiertes Endoplasmatisches Retikulum, das sogenannte Sarkoplasmatische Retikulum.

m – Pore im Zellkern/Nucleus (vergrößert dargestellt)

n – Zellkern (= Nucleus)

o - Nucleolus

p - Cytosol

Ich hab eine Idee – wir bauen uns einen Vergnügungspark! Und weil wir geldgeile Säcke sind, bauen wir den ganz simpel auf – wer in den Vergnügungspark in Form einer >>eukaryotischen Zelle<< rein will muss bezahlen, aber wer den Zellkern betreten möchte, der muss extra bezahlen. Und damit kein Besucher auf die bekloppte Idee kommt, er könne umsonst in die Zelle hinein, bauen wir eine stabile Mauer um den Vergnügungspark herum, die Plasmamembran! Und die Mexikaner müssen sie bezahlen! Diese Plasmamembran wird richtig sicher aufgebaut: Diese Schutzwand besteht aus gleich zwei dicken, aneinanderliegenden Schichten. Der Zement für die Mauer wird dann aus Phosphaten und aus Fettsäuren zusammengemischt! So entstehen Phospholipide! Niemand kann an so einer Mauer aus Phospholipiden vorbei. Na gut, wir brauchen ab und zu wahrscheinlich mal eine Lieferung Nährstoffe. Und die Besucher dürfen ja auch in den Park herein, wenn sie mit Energie bezahlen. Na gut, dann bauen wir halt noch ein paar Proteine in die Mauer aus Phospholipiden ein. Diese Proteine sind dann wie Türen für Nährstoffe und Hormone, wie der Eingang des Vergnügungsparks. Da wird dann Energie als Eintrittsgeld genommen. Was für Energie das sein soll? Na, Energie aus Adenosintriphosphat natürlich, aber so einen Namen kann sich ja keiner merken. Also kürzen wir es einfach als >>ATP<< ab! Aber natürlich dürfen auch keine Besucher einfach so in den Zellkern im Innern unseres Parks! Die Leute sollen uns alle ihr Geld, also ihr ATP geben! Nyahaha! Deswegen bauen wir um den Zellkern, der den Codenamen Nukleus trägt, noch eine weitere Mauer aus zwei Schichten herum, die von den Mexikanern bezahlt werden muss. Dieses Prinzip ist todsicher! Außerdem ist unser Herzstück im Zellkern mit den Schutzwällen sicher aufgehoben. Unser Herzstück namens DNA. Geschützt durch zwei Mauern. Das sollen uns die Prokaryoten erst mal nachmachen! Prokaryoten, das sind hauptsächlich Bakterien, haben nämlich keinen Zellkern. Bei denen ist die DNA im Zellinnern total ungeschützt! Aber gut, wir sind ja dann doch irgendwie nett: Damit die Besucher sich ungehindert in unserem Vergnügungspark bewegen können, fluten wir unser gesamtes Gelände mit Wasser. Und damit der Park nicht einstürzt, bauen wir ein Gerüst, das sogenannte Zellgerüst. Das besteht dann aus irgendwelchen Proteinen, also aus irgendwelchen Eiweißen. Die kleinsten Eiweiße nennen wir einfach Mikrofilamente – die heißen auch Aktinfilamente und die brauchen wir später mal in Muskeln; Intermediärfilamente bestehen aus verschiedenen Proteinen; die größten Proteine nennen wir dann Mikrotubuli, die bestehen aus dem Eiweiß mit dem einfallsreichsten Namen der Welt: Tubulin. Und dann haben wir unser Zytoskelett genanntes Zellgerüst. Sonst stürzt ja alles ein, und dann würde das Zellwasser durch die Doppelmauer aus unserem Vergnügungspark herausgedrückt! Aber wir brauchen das flüssige Nass noch eine lange Zeit! Durch diese Besonderheit namens Zellwasser, auch als Cytosol bezeichnet, kann ein Besucher dann jedenfalls hindurch schwimmen und unseren Freizeitpark genießen. Aber nur, wenn er bezahlt hat! Wie, was soll das heißen, da kommen kleine Moleküle durch die Mauer hindurch geschlichen? Da hat sich Sauerstoff in unserem Vergnügungspark eingenistet, ohne uns sein Erspartes in den Rachen zu werfen? Und auch noch fettlösliche Vitamine, wie Vitamin A, E, D und K? Wie sind die durch die Mauer durchgekommen? Schmeißt diese blinden Passagiere sofort von Bord! Der Vergnügungspark ist nur für Leute, die mit ATP bezahlt haben! Wie, was? Wir brauchen den Sauerstoff, damit unser Vergnügungspark nicht pleite geht? Und die Vitamine auch? Hmpf, na schön. Dann lasst sie halt drin!

Bauen wir weiter an unserem Vergnügungspark. Den Zellkern, das Cytosol und die Plasmamembran haben wir schon mal gebaut, DNA haben wir auch in unserem Zellkern drin. Die grobe Grundlage für unseren Vergnügungspark steht also! Jetzt müssen wir unsere ersten fleißigen Mitarbeiter einstellen! Und dann gebt uns mehr Geld, ich meine, mehr Energie! Ha! Ich hab eine gute Idee! Wir bauen uns einfach eine Gelddruckmaschine, ich meine, eine Energiedruckmaschine. Dann drucken wir uns unser eigenes ATP! Unsere ganz eigene Energie! Na gut, unsere geschätzten Mitarbeiter müssen das Geld selber malen, ich meine, die Energie selbst herstellen. Also dann, stellen wir ein paar arbeitswütige Mitochondrien ein, damit sie für uns illegal Geld, ich meine natürlich ATP, herstellen! Die Mitochondrien sind dann wie die Kraftwerke dieser Zelle! Und unsere neu angestellten Mitochondrien haben noch eine ganz andere Besonderheit – denn sie haben ihre ganz eigene, persönliche DNA. Ist ja auch klar, es sind ja Angestellte! Nur Mitarbeiter des Vergnügungsparks, die haben halt ihre eigene DNA! Doch Moment – eine Sache stört mich gerade. Wie nennen wir denn unseren Park eigentlich? I bims vol den gutes Idee vong Gedanke her am been! Ich meine, ich habe voll die gute Idee! Wir geben unserem Vergnügungspark den wohlklingenden Namen Eukaryotia! Ha, das ist so kreativ! Das hab ich auch überhaupt nicht von dem Wort >>Eukaryot<< abgekupfert! So, unser Grundgerüst für die Zelle und die ersten Mitarbeiter haben wir jetzt schon Mal. Aber wir müssen den Vergnügungspark ja noch weiter ausbauen! Wir kriegen zwar die ganze Zeit Rohstoffe, aber was bringen uns die ganzen Aminosäuren, wenn wir nichts daraus herstellen können? Wir brauchen Fabriken. Wir bauen jetzt Fabriken in unserem Vergnügungspark! Wir bauen gleich ein ganzes Industriegebiet! Das sogenannte endoplasmatische Retikulum! Da werden Stoffe zusammengeschraubt wie nichts Gutes Alter. Aber damit wir die Aminosäuren zusammenbasteln können, brauchen wir noch ganz spezielle Fabriken, und zwar die sogenannten Ribosomen. Und dazu gehen wir jetzt in den Nukleus im Innern Eukaryotia´s. Der Nukleus hat selber noch einen ganz eigenen Kern – das ist Kernception, ein Kern im Innern eines Kerns. Dieser Bestandteil des Zellkerns heißt Nukleolus. Den Nukleolus brauchen wir, damit wir Ribosomen bauen können! Diese Fabriken bestehen nämlich aus zwei kleinen, süßen Untereinheiten, die in diesem Kern im Innern des Zellkerns einzeln hergestellt und dann im Zellwasser, also im Cytosol, zusammengeschweißt werden. Auf diese Weise bauen wir uns fetten Ribosomen! In diesen Spezialfabriken werden dann Proteine hergestellt! Aber woher sollen die Produktionsstätten eigentlich wissen, was sie herstellen sollen? Die Ribosomen wissen ja gar nicht, wie so ein Protein aussehen soll. Wir brauchen also die versteckten Pläne für die Proteine aus der DNA. Unser ganz persönliches Geheimrezept! Denn in der DNA im Zellkern, da sind die ganzen Entwürfe für Proteine und Enzyme gespeichert! Quasi die Protein-Datenbank unserer Zelle, ich meine, unseres Vergnügungsparks! In welcher Reihenfolge müssen die Aminosäuren zusammengesetzt werden, damit ein bestimmtes Protein dabei entsteht? Die Antwort findet sich in der DNA genannten Erbinformation! So, wir haben also endlich unsere Ribosomen in einen funktionsfähigen Zustand gebracht. Diese ganz besonderen Fabriken bauen wir jetzt in unser Endoplasmatisches Retikulum ein! Dazu müssen wir erst mal das Gelände in ganz bestimmte Abschnitte einteilen, damit wir auch wissen, an welchen Teil des endoplasmatischen Industriegebietes diese Blueprints des Lebens geliefert werden sollen: Die Ribosomen bauen wir nur auf einer Seite des Industriegeländes. Und diese eine Seite nennen wir dann die raue Seite! Das raue endoplasmatische Retikulum! Dort wird in den Fabriken ein rauer Ton angeschlagen! Sind ja schließlich Eiweiß-Fabriken, da bleibt nicht viel Platz für nette Worte!

Und auf der anderen Seite bleibt alles glatt. Auf der glatten Seite sind keine Armadas von Ribosomen mehr. Dafür wird im glatten endoplasmatischen Retikulum dann etwas ganz Anderes hergestellt, wie zum Beispiel lange Schlangen aus Traubenzuckermolekülen. Diese Ketten aus Glucose nennen wir dann Glykogen und damit fesseln wir erbarmungslos unsere Feinde, ich meine, auf diese Art und Weise speichern wir Energie! Außerdem ist so ein glattes endoplasmatisches Retikulum doch super, um noch mehr Zement für die Zellmembran anzumischen. Das heißt, auf der glatten Seite dieses Industriegebiets können wir noch mehr Phospholipide herstellen, die dann in die Plasmamembran eingebaut werden können! So, aber bis jetzt haben wir ja nur ganz viel Industriekrams in unserem Vergnügungspark stehen. Aber ich habe erneut einen brillanten Geistesblitz! Unsere erste Attraktion wird ein Drogenpalast! Und damit wir Platz sparen, bauen wir diesen Drogenpalast einfach direkt im glatten endoplasmatischen Retikulum ein. Denn auf der glatten Seite unseres Industriegebiets können wir nicht nur irgendwelche langen Ketten aus Zucker oder diese Phospholipide herstellen, und wir können auch mehr machen als einfach irgendwelche wichtigen Substanzen aus der Zelle zu modifizieren. Ja, manche Stoffe werden im glatten endoplasmatischen Retikulum auch einfach weiter umgebaut. Doch was können wir noch auf dieser Seite unseres Industriegebiets veranstalten? Wir können in der Chemieküche auf der glatten Seite tatsächlich auch Steroide herstellen – vor allem Steroidhormone, wie zum Beispiel Östrogene oder Androgene! Dann werden unsere Besucher high! Das ist doch eine gute erste Attraktion. Und wenn wir daraus schon eine Attraktion bauen – warum sollten wir dann nicht auch die Proteine aus den Ribosomen nutzen, um unsere Steroidhormone noch zu verstärken? Wir stellen einfach Proteine her, die dafür sorgen, dass chemische Reaktionen schneller ablaufen und weniger Energie kosten. Und so können wir bei unseren Besuchern die bunten Halluzinationen noch bunter machen! Normalerweise kosten chemische Reaktionen ja ziemlich viel Power – aber wir müssen sparen! Deswegen machen wir diese chemischen Reaktionen nicht. Das wäre viel zu teuer! Jedenfalls würden wir diese Reaktionen nicht machen, wenn sie so viel Energie kosteten – aber zum Glück gibt es ja diese Enzyme, die die chemischen Reaktionen zwischen unseren Besuchern viel billiger machen! Hach, Enzyme sind toll! Alles wird viel weniger kostenintensiv! Es wird viel weniger Energie verbraten, wenn so ein Enzym mitmischt! Wir müssen hier immerhin schwarze Zahlen schreiben! Doch das Beste an so einem Enzym ist – am Ende der Reaktion ist es wieder genau so geformt, wie vorher. Seine Form ändert sich bei der chemischen Reaktion am Ende kein bisschen und es kann sofort weiter benutzt werden! Ich liebe Enzyme! Wir sparen so viel Geld, ich meine Energie! Und unseren Besuchern verpassen wir auch eine Hardcore-Reise ins Zauberland mit den Enzymen, indem wir chemische Reaktionen möglich machen, die sonst nie passieren würden! Alle Leute werden nach Eukaryotia stürmen! Ha!

Unsere nächste Attraktion wird etwas ganz Besonderes. Unsere nächste Attraktion wird den Namen Golgi-Apparat tragen! Den bauen wir direkt neben das raue endoplasmatische Retikulum. Im Golgi-Apparat sollen später die hochwertigen Produkte aus unserem rauen Industriegebiet weiterverarbeitet und verpackt werden, damit wir sie mit DHL wegschicken können. Ha, wir brauchen DHL nicht! Unser Paketdienst namens >>Golgi-Apparat<< ist viel besser und schneller! Oder hast du, lieber Leser, schon mal ein Paket innerhalb weniger Millisekunden geliefert bekommen? Das soll DHL mal nachmachen! Doch es werden im Golgi-Apparat nicht nur die Produkte aus dem endoplasmatischen Retikulum weiterverarbeitet werden. Nein, unsere Besucher können sich selbst ebenfalls einpacken und verschicken lassen! Dann können unsere Kunden mal selbst am Leib spüren wie es ist, ein Paket zu sein! So, jetzt haben wir ja schon einmal ganz gut was zusammengebaut für Eukaryotia. Aber Halt! Was ist das da hinten! Es kommen schon wieder ungebetene Gäste durch die Mauer, ohne zu bezahlen! Das ist ja Alkohol! Ethanol! Wie, was? Alkohol ist giftig? Ha, dann kommt ja endlich unsere neue Security zum Einsatz! Peroxisomen in den Ostsektor! Los! Schnappt euch die widerwärtigen Eindringlinge! Die Peroxisomen, die normalerweise Sauerstoff einkassieren um ihn zu verarbeiten, schnappen sich jetzt also die Ethanol-Moleküle. Ha, was für ein Anblick! Wer umsonst Eukaryotia betreten will und erwischt wird, der wird zu Essigsäure verarbeitet! Und die Essigsäure benutzen wir dann, um Cholesterin herzustellen... oder noch mehr Fettsäuren. Die können wir dann wieder zu Energie verarbeiten! Ich will mehr ATP haben! Mehr, mehr, mehr! Und deswegen baue ich jetzt ein Lysosom! Denn Lysosomen machen etwas ganz Komisches: Sie verdauen unsere Besucher. So werden aus ein paar Molekülen, also aus unseren Besuchern, noch mehr Rohstoffe gewonnen! Man könnte ein Lysosom auch als >>Magen der Zelle<< auszeichnen: Denn es verdaut viele körpereigene, aber auch einige körperfremde Stoffe.

Dabei ist ein Lysosom eigentlich so ein simpel aufgebautes Objekt: Eigentlich besteht es aus nichts weiter als aus einer Membran, die einen kugelförmigen Bereich einschließt. Und in diesem eingeschlossenen, kugelförmigen Bereich findet man die Verdauungsenzyme der Zelle. Ein Vesikel ist fast genauso aufgebaut; so ein Vesikel ist nichts weiter als eine Transportkugel in der Zelle. Genau wie das Lysosom besteht es lediglich aus einer Membran, die einen kugelförmigen Bereich umgibt. Die Membran ist genauso aufgebaut wie unsere Plasmamembran. Alles in diesem kugelförmigen Bereich ist dann gefangen und kann nicht mehr ohne Weiteres aus dem Vesikel hinaus – der einzige Unterschied zwischen so einer Transportkugel und einem Lysosom ist der, dass das Vesikel keine Verdauungsenzyme in seinem Innern versteckt, sondern unsere Besucher. Eigentlich nerven mich Vesikel! Da kommt irgendein Besucher, irgendein Stoff von außerhalb der Zelle, und der Stoff wird plötzlich von einem Teil der Plasmamembran umschlossen. Dabei entsteht also die Kugelform. Und dann schnürt sich die Plasmamembran ins Innere der Zelle ab! Das sind nicht nur Schwarzfahrer, die klauen uns auch noch unsere Phospholipide aus der Mauer dieses Freizeitparks um sich darin zu verbarrikadieren! Dieses Delikt nennen wir hier Endocytose. Wenigstens kann es sein, dass so ein Vesikel auf der anderen Seite der Zelle wieder eins mit der Plasmamembran wird – und dabei wird dann der umschlossene Stoff auch direkt wieder aus der Zelle hinaus geschmissen. Wenigstens setzen Vesikel die ungebetenen Gäste durch diese Exocytose also auch wieder vor die Tür unseres unterhaltsamen Vergnügungsparks! Aber trotzdem könnten die ungewollten Eindringlinge in den Transportkugeln wenigstens Wegzoll beim durchqueren von Eukaryotia bezahlen! Diese Transcytose, dieses Wandern durch unsere Zelle im Innern eines Vesikels beobachte ich immer ganz genau, wenn ich es sehe! Nicht, dass diese illegalen Besucher es doch irgendwann schaffen, aus einem solchen Vesikel zu entkommen! Lustig finde ich das jedenfalls nicht! Wir müssen hier schwarze Zahlen schreiben! Das muss laufen!

Endocytose (oben), Exocytose (Mitte) und Transzytose (unten)

Und damit nicht genug, jetzt haben wir hier in der Zelle immer weniger Platz zur Verfügung, weil wir immer mehr und mehr Organellen einbauen. Organellen wie der Golgi-Apparat oder das endoplasmatische Retikulum nehmen besonders viel Platz weg! Diese Zellorgane sind ganz schön groß, das hätte ich gar nicht gedacht. Aber weil hier jetzt so wenig Platz ist, bleibt nicht mehr genügend Spielraum für Proteine! Manche Eiweiße werden nicht gebraucht – und dann müssen wir diese nicht benötigten Proteine in den Schredder schmeißen, in den Schredder namens Proteasom. Von den Proteasomen brauchen wir in Eukaryotia inzwischen schon weit mehr als nur ein Einziges! Wir brauchen die Dinger alle, damit wir wieder mehr Platz haben! Und manchmal gehen Proteine sogar kaputt, während sie ihre Arbeit tun – und manchmal unterliegen die Proteine Fehlkonstruktionen, dann müssen sie von Anfang an von den Proteasomen zerfetzt werden. Das nervt! So viele schöne Rohstoffe gehen verloren! Aber wenigstens sind die Proteasomen nur sehr klein und verschwenden so gut wie keinen Platz. Das ist ja wenigstens etwas. Na, und die Aminosäuren der auseinandergenommenen Proteine können wir ja auch wiederverwenden. Da fällt mir gerade ein, dass wir Eukaryotia noch weiter ausbauen können! Wir bauen an der Zellmembran einfach eine Geißel, eine Flagelle ein. Wie eine lange Peitsche, mit der wir den ganzen Vergnügungspark vorwärts schieben können. Das Ding funktioniert fast wie ein Ruder. Ist aber extrem teuer so eine Flagelle! Doch dann können wir uns quer durch den ganzen menschlichen Körper bewegen! Wie, was? Wir sind keine Spermazelle, und deswegen können wir keine Flagelle haben? Na schön, dann bauen wir eben Cilien! Wie die Zellen in der Lungenschleimhaut! Und dann befördern wir kleine Schleimpartikel an der Oberfläche unserer Plasmamembran entlang und lassen uns vom Staat einfach als Entschädigung für unsere Aufräumarbeiten eine Steuerentschädigung zukommen lassen! Oder noch besser: Zellteilung. Wir brauchen nur ein Centrosom. Dieses Centrosom basteln wir einfach aus Mikrotubuli zusammen. Nur dann können wir vernünftig Zellteilung betreiben! Denn während der Teilung der Zelle muss ja die DNA gleichmäßig auf zwei Seiten verteilt werden – jede Seite wird dann am Ende des Tages eine neue Zelle, ein neuer Vergnügungspark sein. Aber für so eine Cytokinese, für so eine Zellteilung muss die DNA auf jeden Fall erst verdoppelt und dann aufgeteilt werden! Und diese Aufteilung wird mit dem Spindelapparat vorgenommen – er funktioniert wie ein Netz, in dem die DNA aufgehangen wird, dann werden die Erbinformationen an den Fäden dieses Netzes auf zwei verschiedene Seiten gezogen, wie an einer Seilbahn. Natürlich können dann auch unsere Gäste mit dieser Seilbahn fahren, die haben ja schließlich bezahlt! Während der Seilbahnfahrt kann man dann in aller Ruhe noch einmal unseren Vergnügungspark bewundern. Ein solcher Spindelapparat wird leider nur während der Zellteilung vom Centrosom zusammengesetzt, danach wird das Netz wieder abgebaut. Eine solche Seilbahnfahrt kann man also nur manchmal genießen; nur während der Zytokinese. Aber wenn wir erst einmal ein paar Zellteilungen gemacht haben, dann können wir die Weltherrschaft an uns reißen! Yeah!

Die Weltherrschaft von Eukaryotia wird ermöglicht durch: Gastrointestinal. Nährstoffe seit Achtzehnhundertdrölf.

Die Legende - Grundgewebearten

Vor unfassbar langer Zeit existierte nur das dunkle Nichts; das Nichts und vier Helden, genannt Epithel, Muskel, Nerv und Bindegewebe. Da noch nichts existierte, langweilten sich diese vier Helden; und als eine Welt begann, sich um sie herum zu bilden, dachten sie sich: „Ey Alter, lass mal ´n Menschen bauen.“ Also haben die vier ihre Kräfte zusammengetan - und wurden zu den vier Grundgewebearten Muskelgewebe, Nervengewebe, Bindegewebe und Epithelgewebe, die Gewebearten, die die Grundlage für den Bau eines Homo Sapiens und vieler anderer Lebensformen bildeten.