Teil 4: Die Pflanzenzelle

Zellen sind die grundlegenden Einheiten der Struktur und des Fortpflanzungsapparates eines jeden lebenden Organismus. Eine Funktion der Zelle besteht darin, primäre Metaboliten (Nukleinsäuren, Proteine, Kohlenhydrate und Lipide) zu produzieren, die für das Überleben notwendig sind. In jeder Zelle befinden sich Organellen (differenzierte Zellstrukturen, die spezialisierte Funktionen erfüllen). Der Zellaufbau und die Funktionen verschiedener Organellen der Pflanzenzelle werden im Folgenden ausführlich beschrieben.

Das Innere einer Zelle besteht aus zwei Hauptteilen: das Zytoplasma und der Kern. Beide Teile befinden sich innerhalb der Plasmamembran, einem Netzwerk von Proteinen und Lipiden, die die Außenabgrenzung der Zelle bilden und bestimmen, welche Materialien in die Zelle eindringen oder aus ihr austreten können. Im Gegensatz zu tierischen Zellen haben pflanzliche Zellen auch eine starre Zellwand aus Zellulose, die die Plasmamembran umgibt. Diese Wand verhindert, dass überschüssiges Wasser zweckwidrig in die Zelle eintritt oder aus ihr austritt, sodass der Wasserhaushalt im Gleichgewicht bleibt. Der Kern enthält DNA oder den „Bauplan“ für die Produktion von Proteinen. Das Zytoplasma beherbergt alle anderen Organellen, einschließlich des endoplasmatischen Retikulums, Ribosomen, Golgi-Apparat, Mitochondrien, Chloroplasten und Vakuolen. Jede Organelle erfüllt eine einzigartige spezielle Funktion, die zur Gesamtfunktionalität der Zelle beiträgt.

Das endoplasmatische Retikulum (ER) besteht aus zwei Teilen, dem glatten ER und dem rauen ER. Das glatte ER bildet Lipide und verändert die Struktur einiger Kohlenhydrate. Das raue ER erhielt seinen Namen wegen der Ribosomen, die seine Oberfläche bedecken. Ribosomen sind winzige kugelförmige Organellen, die bei der Proteinsynthese helfen, indem sie die RNA lesen und dann in Protein umwandeln. Ribosomen befinden sich sowohl gebunden am ER als auch frei im Zytoplasma schwimmend. Das raue ER dient als Hauptort für die Synthese und Montage von Proteinen, die aus der Zelle geschickt werden. Alles, was im ER hergestellt wird, wandert zum Golgi-Apparat und wird dort gelagert, modifiziert, verpackt und aus der Zelle oder an andere Orte innerhalb der Zellmembranen transportiert. Das glatte ER und der Golgi-Apparat sind die Orte innerhalb einer Zelle, an denen ätherische Öle hergestellt werden.

Jede Pflanzenzelle enthält Dutzende von Mitochondrien-Organellen, die als „Kraftwerke“ der Zelle bezeichnet werden. Mitochondrien enthalten die Ausrüstung, die zur Erzeugung von nutzbarer Energie aus Lebensmitteln benötigt wird (wird im nächsten Abschnitt „Pflanzenstoffwechsel“ näher beschrieben). Die Mitochondrien sind neben dem Kern die einzigen Organellen, die genetisches Material enthalten. Dieses genetische Material besteht aus einer Reihe von vereinfachter DNA und Ribosomen und wird zur Herstellung spezieller Enzyme verwendet, die für die Energieerzeugung benötigt werden.

Pflanzen haben auch einige einzigartige Organellen, die sich von denen in den Zellen von Tieren unterscheiden. So haben Pflanzen zum Beispiel große zentrale Vakuolen. Die Vakuolen speichern Wasser und Abfallprodukte, helfen der Zelle, ihre Form zu erhalten und führen Schadstoffe ab. Eine weitere Organelle, die ausschließlich in Pflanzen vorkommt, ist der Chloroplast. Chloroplasten enthalten grüne Pigmente, die den Pflanzen ihre charakteristische Farbe verleihen und gleichzeitig der Ort der Photosynthese sind. Auch Pflanzen, die keine Photosynthese durchlaufen, enthalten Chloroplasten.

Obwohl jeder Teil der Zelle eine eigene und unabhängige Rolle spielt, bilden die einzelnen Stücke ein zusammenhängendes Ganzes, das die Grundlage allen Lebens ist.