Zellen sind die Grundbausteine des menschlichen Körpers. In ihnen vollbringen perfekt aufeinander abgestimmte Zellorganellen tagtäglich erstaunliche Leistungen, um den Körper lebendig zu erhalten. Eingebettet in das Cytosol bilden sie gemeinsam mit dem Cytoskelett die Grundsubstanz der Zelle, das sogenannte Cytoplasma oder Zytoplasma. Doch welche Bedeutung hat das Zellplasma eigentlich? Hier erklären wir Dir den Aufbau und die Funktion des Cytoplasmas und geben Dir weitere interessante Informationen zum Thema.
Definition: Was ist das Cytoplasma?
In der Biologie bezeichnet der Begriff Cytoplasma (Synonyme: Protoplasma, Zellplasma) den gesamten Inhalt einer Zelle.
Nach außen hin wird das Cytoplasma von einer Zellmembran umgeben, die das Zellinnere vom extrazellulären Raum abgrenzt und einen geregelten Stoffaustausch erlaubt. In pflanzlichen Zellen wird das Cytoplasma zudem mit einer inneren Membran gegen die sogenannte Vakuole abgrenzt, die der Pflanze u. a. Stabilität verleiht und eine wichtige Rolle für ihren Nährstoffhaushalt spielt.
Schaut man sich das Cytoplasma unter dem Lichtmikroskop an, lassen sich unterschiedliche Schichten erkennen: das äußere viskose Ektoplasma und das innere flüssige Endoplasma.
Cytoplasma: Bestandteile
Bei eukaryotischen Zellen, d. h. Zellen mit Zellkern, ist das Cytoplasma aus 3 Hauptbestandteilen zusammengesetzt: dem Cytosol, dem Cytoskelett sowie den Zellorganellen.
Das Cytosol ist die flüssige Substanz der Zelle, die in chemischer Hinsicht vor allem Wasser, aber auch Protein, Nukleinsäuren, Enzyme, Ionen und viele andere Moleküle enthält.
Das Cytoskelett bildet den „festen“ Bestandteil des Cytoplasmas. Mit seinen röhrenartigen Protein Strukturen (Mikrotubuli) sorgt es für Stabilität, Struktur und Beweglichkeit der Zelle.
Zellorganellen sind per Definition durch eine Membran abgegrenzte Kompartimente, die wichtige Funktionen im Stoffwechsel erfüllen. Je nach Zelltyp liegen folgende Organellen in unterschiedlicher Anzahl vor:
- Mitochondrien
- Ribosomen
- Endoplasmatisches Retikulum
- Golgi-Apparat
- Lysosomen (Vesikel)
- Zentriolen
- Zellkern
Interessanterweise sind manche Organellen bei Pflanzenzellen und tierischen Zellen gleich. Prokaryoten (z. B. Bakterien) hingegen haben im Vergleich zu den Eukaryoten weniger Organellen. Außerdem besitzt die bakterielle Zelle keinen Zellkern. Bei prokaryotischen Zellen liegt die Erbsubstanz frei im Cytoplasma.
Chemische Zusammensetzung des Cytoplasmas
Folgende durchschnittliche Zusammensetzung ist für die tierische Zelle charakteristisch:
- Wasser: 80-85%
- Proteine: 10-15%
- Lipide: 2-4%
- Polysaccharide: 0,1-1,5%
- DNA: 0,4%
- RNA: 0,7%
- Organische Substanz 0,4%
- Anorganische Moleküle, Ionen 1,5%
Cytoplasma: Aufgabe und Funktion
Das Cytoplasma ist der zentrale Ort verschiedener Stoffwechselprozesse, die für die Aufrechterhaltung der Zelle entscheidend sind. So findet z. B. der Aufbau von Aminosäuren, Fettsäuren, Zuckermolekülen und Nukleotiden im Cytoplasma statt. Auch ein Teil der Protein-Biosynthese erfolgt dort, genauso wie der Abbau unerwünschter Stoffe.
Für den Kohlenhydratstoffwechsel spielt insbesondere das Cytosol eine wichtige Rolle, denn hier läuft die sogenannte Glykolyse ab, bei der Glukose zu Stoffwechselenergie abgebaut wird.
Darüber hinaus hat das Cytoplasma die Aufgabe, Nährstoffe, Ionen und Enzyme von einer Zellorganelle zur anderen zu transportieren. So wird nicht nur die Kommunikation innerhalb der Zelle, sondern auch der Stoffaustausch mit anderen Zellen durch die äußere Membran hindurch sichergestellt.
Eine weitere bedeutende Funktion liegt in der Abgrenzung der Zellorganellen, so dass abgeschlossene Reaktionsräume für die vielfältigen biochemischen Vorgänge entstehen. Dank dieser Struktur wird gewährleistet, dass gegenläufige Reaktionen wie z. B. der Aufbau und Abbau von Protein gleichzeitig stattfinden können.
Dass Lysosomen, Ribosomen und andere Organellen in der Lage sind effektiv zu arbeiten, verdanken sie ferner dem von einer inneren und äußeren Membran umgebenen Zellkern. Dieser enthält nämlich das Erbgut und ist für die DNA-Replikation und die Übersetzung der DNA (Transkription) verantwortlich. Seine Funktion als Informations- und Steuerzentrale ist auch der Grund, warum der Zellkern in der Cytologie als einer der wichtigsten Bestandteile des Cytoplasmas bezeichnet wird.
