Helmichs Biologie-Lexikon

Eukaryoten

Eukaryoten, wissenschaftlich Eukaryota, sind Lebewesen, deren Zellen einen Zellkern sowie Zellorganellen enhalten. Die Zellen von Eukaroyten werden auch als Eucyten bezeichnet.

Systematik

In vielen Schulbüchern liest man, dass die Eukaryoten in drei große Untergruppen eingeteilt werden, nämlich in die Tiere, die Pilze und die Pflanzen. In der etwas anspruchsvolleren Literatur, etwa im Campbell, findet man jedoch folgendes System der Eukaryoten:

System der Eukaryoten nach Campbell

Einteilung der Eukaryoten nach CAMPBELL (2011)

Diese Abbildung wurde von mir erstellt in Anlehnung an den Campbell-Band "Biologie für die gymnasiale Oberstufe" (2011). Wie man sieht, spielen Tiere, Pflanzen und Pilze in der Systematik der Eukaryoten eine eher unwichtige Rolle. Aber außer den Tieren, Pflanzen und den Pilzen hat es keine dieser vielen Gruppen geschafft, mehrzellige oder gar vielzellige Lebewesen hervorzubringen. In der Tat sind die meisten Eukaryoten auf der Stufe der Einzeller stehengeblieben.

Größe und Aussehen

Wie schon erwähnt, sind die meisten Eukaryoten Einzeller. Von besonderem Interesse sind natürlich die Pilze, Pflanzen und vor allem die Tiere. Die einzelligen Eukaryoten, die oft auch als Protisten zusammengefasst werden, haben eine Größe zwischen 0,5 bis 21 μm. Die Protisten werden in einem eigenen Lexikoneintrag beschrieben. Dieser Artikel konzentriert sich auf die "typische" Eukaryotenzelle, wie sie bei Pflanzen und Tieren zu finden ist. Die Pflanzenzelle und die Tierzelle werden in eigenen Artikeln beschrieben.

Zellbestandteile

DNA

Die Erbinformation der Eukaryoten liegt wie bei den Prokaroyten in Form von Desoxyribonucleinsäure (DNS bzw. DNA) vor. Die eigentliche Information wird durch "Worte" aus den vier Basen Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin gebildet, wobei ein Wort aus drei solcher Basen besteht. Diesen "Code" haben alle Eukaryoten und alle Prokaryoten gemeinsam. Diese Tatsache kann nur durch die Hypothese begründet werden, dass Eukaryoten und Prokaryoten gemeinsame Vorfahren haben, die bereits diesen Code entwickelt hatten.

Bei den Eukaryoten kommt die DNA allerdings nicht "nackt" im Cytoplasma vor, sondern ist an Proteine gekoppelt, die meistens zur Gruppe der basischen Histone gehören. Die Eukaryoten-DNA ist regelrecht "verpackt". Der "nackte" DNA-Faden einer Zelle kann mehrere Zentimeter lang sein, in der "verpackten" Form ist er auf wenige Mikrometer verkürzt. Einzelheiten dazu siehe "Die Organisation der DNA" in der Genetik-Abteilung dieser Homepage.

Warum sich die DNA der Eukaryoten in einem eigenen Zellkern befindet, der durch eine doppelte Membran gegen das Cytoplasma abgeschottet ist, ist noch nicht ganz geklärt. Eine mögliche Erklärung liefert die Endosymbiontentheorie.

Ribosomen

Eukaryoten besitzen in ihrem Zellplasma viele Ribosomen, die allerdings größer und schwerer sind als die Ribosomen der Prokaryoten.

Während die Prokaryoten-Ribosomen als 70S-Ribosomen bezeichnet werden, sind die Eukaryoten-Ribosomen 80S-Ribosomen. Das "S" in dieser Bezeichnung steht für "Sedimentationskonstante", ein Wert, den man beim Zentrifugieren von Zellen ermitteln kann. Der unterschiedliche Wert rührt daher, dass Eukaryoten-Ribosomen schwerer sind als Prokaryoten-Ribosomen und beim Zentrifugieren daher "tiefer" im Zentrifugenröhrchen sinken.

Zellmembran

Wie jede lebende Zelle sind auch die Zellen der Eukaryoten von einer flexiblen Zellmembran umschlossen, die aus einer Lipid-Doppelschicht mit eingelagerten und aufgelagerten Proteinen besteht. Die chemische Zusammensetzung der eukaryotischen Zellmembran ist allerdings völlig anders als bei der Membran von Prokaryoten.

Zellwand

Viele Eukaryoten besitzen eine teils recht feste Zellwand, die hauptsächlich aus Cellulose besteht. Vor allem Pflanzenzellen zeichnen sich durch eine cellulosereiche Zellwand aus. Tierzellen haben keine Zellwand, sondern sind ausschließlich durch die Zellmembran nach außen abgegrenzt.

Zellorganelle

Im Gegensatz zur Prokaryotenzelle hat die Eukaryotenzelle viele verschiedene Zellorganelle. Die meisten dieser Zellorganelle sind durch eine einfache oder sogar eine doppelte Membran vom Zellplasma abgegrenzt. Einige Eukaryoten haben sogar Organelle mit einer dreifachen Membran. Diese doppelten und dreifachen Membranen können vernünftig nur durch die Endosymbiontentheorie erklärt werden.

Hier eine Auflistung der einzelnen Zellorganellen der Eukaryoten, für die jeweils eigene Einträge angelegt worden sind, um hier den Rahmen nicht zu sprengen.

Fortsätze

Die Oberfläche von Eukaroytenzellen kann mit vielen kurzen Cilien (zum Beispiel bei den Wimpertierchen) oder wenigen langen Geißeln (zum Beispiel bei den Geißeltierchen) ausgestattet sein. Auch beim Menschen kommen Zellen mit Cilien vor (zum Beispiel in der Lunge; hier haben die Cilien die Aufgabe, Schmutzpartikel nach außen zu befördern) und auch Zellen mit Geißeln (Spermazellen).

Vermehrung

Eukaryotenzellen können sich durch Zweiteilung vermehren. Diese Zweiteilung beginnt stets mit einer Teilung des Zellkerns, gefolgt von der Teilung der Zelle. Die Teilung des Zellkerns kann auf zwei Weisen erfolgen. Bei der Mitose werden die Chromosomen längs geteilt und gleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt, so dass beide Tochterzellen die gleiche genetische Ausstattung haben. Dieser Vorgang ist entfernt verwandt mit der Zweiteilung einer Prokaryotenzelle. Auch hier wird der DNA-Faden verdoppelt und dann bekommt jede Tochterzelle eine Kopie. Bei den Eukaryoten ist die Zweiteilung allerdings deutlich komplexer, weil die DNA in Chromosomen organisiert ist.

Bei der Meiose wird der doppelte Chromosomensatz auf einen einfachen Chromosomensatz reduziert. Beim Menschen werden aus Zellen mit 46 Chromosomen Samen- oder Eizellen mit jeweils 23 Chromosomen. Der Ablauf der Meiose ist recht komplex und wird auf einer eigenen Seite behandelt. Ziel der Meiose ist die Halbierung des Chromosomensatzes bei der Erzeugung der Keimzellen. Wenn dann eine Samenzelle und eine Eizelle aufeinandertreffen und verschmelzen, entsteht eine Zygote, die wieder den "normalen" doppelten Chromosomensatz besitzt.

Interne Links:

Externe Links: