Physiologie kompakt für Dummies. Donna Rae Siegfried

zu groß und unhandlich. Daher werden Arbeitskopien in RNA umgeschrieben (das Original wird quasi mehrfach kopiert), die zur Translation ins Zytoplasma gelangen kann.

      Bestimmte Nukleotidsequenzen auf der mRNA markieren den Ort, an dem die Translation (also die Übersetzung in ein Protein) beginnen oder stoppen soll. In einem mRNA-Strang gibt es auch Sequenzen, die gar nicht translatiert werden. Sie heißen »Introns« und werden ähnlich wie Filmszenen auf einem Videoband herausgeschnitten (die mRNA wird prozessiert). Diese Abschnitte wurden früher für Platzfüller ohne wirklich nützlichen Informationen gehalten, was allerdings in vielen Fällen nicht stimmt. Die Reste, die dann übrig bleiben – »Exons« genannt – werden enzymatisch zusammengefügt und bilden den reifen mRNA-Strang, der schließlich am Ribosom translatiert wird.

      

Wenn das mRNA-Molekül aus dem Kern ins Zytoplasma gelangt, befördert es seine genetische Information zu einem Ribosom (eine Zellorganelle). Im Ribosom findet die Translation statt. (Wenn also zuvor die englischen Buchstaben in griechische Buchstaben umgeschrieben wurden, werden nun die Buchstaben in Worte übersetzt.) Die mRNA wandert durch das Ribosom und wird dabei gelesen. Das Ribosom übersetzt hierbei immer drei Nukleotide (Codon oder Triplett) in ein »Wort«, sprich eine Aminosäure.

      Der genetische Code – der faszinierenderweise für alle Lebewesen gleich lautet – ist eine Sprache, die eine Brücke über die Kluft zwischen Genen und Aminosäuren schlägt. Das Codon »UCG« kodiert beispielsweise für die Aminosäure Tryptophan. (Es gibt insgesamt zwanzig Aminosäuren, und der genetische Code enthält 64 verschiedene Codons. Fast alle Aminosäuren werden durch mehr als nur ein Codon kodiert, für Arginin gibt es zum Beispiel sechs Codons.)

Wenn ein Codon abgelesen wird, erscheint ein Molekül tRNA, das die passende Aminosäure zum Codon trägt. Sie können sich eine Aminosäure als Baustein vorstellen und die tRNA als Lagerarbeiter, der den Baustein »huckepack« heranträgt. Das Codon beinhaltet die geschriebene Anweisung, welchen Baustein der Lagerarbeiter aus den Regalen des »Körper-Supermarkts« nehmen soll. Während ein Lagerarbeiter einen Baustein bringt, erhält ein anderer Arbeiter Instruktionen, einen weiteren Stein zu holen. Baustein für Baustein, Aminosäure für Aminosäure wird so ein Protein zusammengesetzt. Das Protein braucht zuletzt noch etwas Faltarbeit, um für seine Funktion richtig in Form zu kommen, doch das ist sehr schnell erledigt. Nachdem die genetische Information gelesen und die Aminosäuren an den richtigen Plätzen sind, kann der Organismus schon bald das neue Protein nutzen.

      Wie ich bereits erwähnt habe, benötigt Ihr Körper ständig neue Proteine, um neue Zellen und Gewebe aufzubauen, Verletzungen zu reparieren, Mikroorganismen zu bekämpfen sowie essenzielle Enzyme und Hormone zu bilden, die das reibungslose Funktionieren Ihrer Körpersysteme garantieren.

      

Denken Sie daran, dass wir uns hier Ihre Körperzellen ansehen und nicht die eines Bakteriums! Menschen, Tiere, Pflanzen und auch viele Einzeller sind Eukaryoten. Das bedeutet, ihre Zellen haben einen echten (griechisch »eu« = echt, gut) Zellkern (griechisch »káryon« = Nuss, Kern). Bakterien hingegen sind sehr viel einfacher aufgebaut und auch evolutionsbiologisch viel älter. Sie sind Prokaryoten, bei denen das Chromosom im Zytoplasma liegt. Die mRNA kann daher gleich nach der Transkription von den Ribosomen im Zytoplasma in ein Protein übersetzt werden. Prokaryoten sind auch in vielen anderen Belangen einfacher gestrickt; sie haben zum Beispiel auch keine Introns in ihrer mRNA.

Kapitel 3

      Ihr Körper – eine fundamentale Sache

      IN DIESEM KAPITEL

       Warum Zellen grundlegend für das Leben sind

       Einblicke in das Innere einer Zelle

       Die zahlreichen Aufgaben, die Zellen erfüllen

      Dieses Kapitel soll dazu dienen, Ihr Wissen über die grundlegenden im Organismus ablaufenden Prozesse zu festigen. Sie werden einen Blick auf die vielfältigen Aufgaben werfen, die Zellen in jeder Sekunde in Ihrem Körper übernehmen. Da Zellen und Gewebe jeden Teil Ihres Körpers formen, kann man sie als Fundament bezeichnen. Schauen Sie sich nun an, wie aus diesem Fundament ein Körper gebildet wird.

      Eine Zelle ist die mikroskopisch kleine Grundeinheit eines Lebewesens. Bevor ich weiter erläutere, dass Zellen die fundamentalen Bausteine des Lebens sind, werde ich die Zellbestandteile näher beleuchten, um sicherzugehen, dass Sie wissen, was eine Zelle ausmacht und worin ihre Aufgaben bestehen. Zellen mögen winzig sein, doch ohne Zellen gäbe es kein Leben.

Sie Tier, Sie!

      Jedes Lebewesen besteht aus Zellen. Pflanzen, Tiere und Pilze stellen die drei Hauptgruppen der höheren Lebewesen dar. Einige Organismen haben lediglich die Ausmaße einer einzigen Zelle, wohingegen große Organismen wie Menschen aus Milliarden von Zellen bestehen.

      Pflanzen haben feste, faserhaltige Zellwände aus Zellulose und besitzen Chlorophyll, das Pigment, das für die Grünfärbung der Blätter verantwortlich ist. Tiere hingegen – und Menschen gehören zu den Tieren – haben Zellen ohne feste Zellwände und auch kein Chlorophyll. Tierzellen sind von einer weichen Zellmembran umschlossen. Alle tierischen Zellen bestehen aus denselben grundlegenden Komponenten; Unterschiede liegen lediglich im genetischen Material im Inneren jeder Zelle (siehe Kapitel 2).

Ins Innere einer Zelle schauen

Eine Zelle ist eine Art Sack aus gelartigem Material, der von einer Zellmembran umhüllt ist (siehe Abbildung 3.1). Das gelartige Material wird als Zytoplasma bezeichnet. (Manchmal wird es auch nur »Plasma« genannt, und die Zellmembran findet man auch unter dem Namen »Plasmamembran«. Ich bevorzuge den Begriff »Zytoplasma« und werde ihn daher in diesem Buch weiter verwenden.) Das Zytoplasma bewegt sich innerhalb der Membran. Es drückt von innen gegen die Membran und bedingt so die Zellform, ähnlich wie ein mit Wasser gefüllter Luftballon durch den Druck des Wassers in seinem Inneren in Form gehalten wird. Die Zellmembran bewahrt die Zelle vor dem »Auslaufen« und entscheidet zudem, welche Stoffe in die Zelle hinein und wieder hinaus gelangen dürfen.

Abbildung 3.1: Schnittansicht einer tierischen Zelle und ihrer Organellen

      Zellstruktur

Organellen (kleine Organe) sind die Bestandteile, die innerhalb einer Zelle ins Zytoplasma eingebettet liegen. Organellen agieren ein bisschen wie kleine Fabriken: Jedes Organell ist für die Herstellung eines oder mehrerer bestimmter Produkte verantwortlich, die irgendwo in der Zelle oder im Körper benötigt werden. Die wichtigsten Organellen tierischer Zellen (also auch Ihrer Zellen) sind in Tabelle 3.1 aufgeführt.

Tabelle 3.1: Organellen tierischer (und menschlicher) Zellen

Organelle	Funktion
Zellkern	Kontrolliert die Zelle, beherbergt das genetische Material.
Mitochondrium	»Kraftwerk« der Zelle; wandelt Nährstoffe wie Glucose in Energie um.
Ribosom