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Zytoplasma ist ein weit gefasster Begriff aus der Zellbiologie. Dazu gehören eine Vielzahl wichtiger Bestandteile, die zum Aufbau und zur Funktionsweise einer jeden Zelle beitragen. Was genau man darunter versteht, wie das Zytoplasma aufgebaut ist und welche Aufgaben es vollbringt, erklärt dieser Artikel.
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Zytoplasma – Definition
Das Zytoplasma stellt den gesamten lebenden Inhalt einer Zelle dar. Es handelt sich dabei also um organische Substanz, welche von der Zellmembran umschlossen wird. Man findet es in allen prokaryotischen sowie eukaryotischen Zellen. Der Name entstammt dem Griechischen: “kytos” bedeutet “Gefäß”, “plasma” hingegen “Gebilde”.
Insgesamt gibt es drei Bestandteile:
- Zellflüssigkeit (Zytosol)
- Zellskelett (Zyotskelett)
- Zellorganellen (nur bei Eukaryonten)
Während die DNA bei Prokaryonten frei im Zytoplasma umherschwimmt, ist sie bei eukaryotischen Zellen im Zellkern verstaut.
Zytoplasma – Aufbau und Zusammensetzung
Zunächst lässt sich das Zytoplasma in diverse Kompartimente unterteilen:
Der pH-Wert liegt bei ungefähr 7. Das gesamte Zytoplasma ist gut gepuffert, denn bei Stoffwechselvorgängen werden viele Protonen gebunden oder freigesetzt. Zusätzlich beeinflussen Ionenpumpen den pH-Wert.
Aus chemischer Sicht findet man im Zytoplasma viele organische und anorganische Stoffe. Die ungefähre Zusammensetzung zeigt die folgende Tabelle.
Quelle: Orthomol
Bestandteil Anteil Zytoplasma 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 %
Zytosol
Das Zytosol umfasst alle flüssigen Bestandteile des Zytoplasmas. Somit kommt man auf einen Wasseranteil von rund 80 Prozent, der Rest besteht hauptsächlich aus schwimmenden Lipiden, DNA, RNA und Proteinen. Auch Ionen und Kohlenhydrate findet man im Zytosol.
Ionen im Zytosol
Die Ionenzusammensetzung im Zytosol unterscheidet sich stark zu derjenigen im extrazellulären Raum. Diese Differenz bildet die Grundlage für verschiedene Transportmechanismen.
Zytoskelett
Das Zytoskelett ist ein dreidimensionales Netzwerk, welches das Zytosol durchzieht. Seine Hauptfunktionen umfassen Stabilisierung, Bewegung und Transport. Das Zytoskelett besteht zum einen aus Filamenten. Von diesen unterscheidet man wiederum drei verschiedene:
- Aktinfilamente
- Mikrotubuli
- Intermediärfilamente
Zum anderen gehören Begleitproteine zum Zytoskelett, welche mit den Filamenten Hand in Hand arbeiten. Hier ist eine Übersicht über die drei Klassen von Filamenten:
Quelle: Amboss
Filament Bauweise Begleitproteine Aktinfilamente
Intermediärfilamente
Mikrotubuli
Größenanordnung
Ordnet man die einzelnen Mikrofilamente der Größe nach, so lässt sich folgende Reihenfolge festlegen:
Mikrotubuli > Intermediärfilamente > Aktinfilamente
Zellorganellen
Alle Zellorganellen sind vom Zellplasma durch eigenständige Biomembranen getrennt. Hierzu zählen beispielsweise der Zellkern, das endoplasmatische Retikulum und die Mitochondrien. Mehr Informationen zu den einzelnen Organellen gibt es in dem Artikel zur Eukaryotischen Zelle.
Zytoplasma – Aufgaben und Funktion
Bei der Vielzahl an Bestandteilen des Zytoplasmas ist es nicht verwunderlich, dass hier äußerst wichtige Aufgaben ausgeführt werden. So dient das Zytosol als Syntheseort für viele zelluläre Bausteine, darunter beispielsweise Aminosäuren, Fette, Zucker und Proteine. Hier findet zudem auch die Glykolyse und die Proteinbiosynthese statt. Die im Zytosol enthaltenen Ionen bilden darüber hinaus ein Puffersystem und regeln die Ladungsverteilung entlang der Membran.
Auch das Zytoskelett und seine Begleitproteine besitzt einige wichtige Funktionen. Eine Auswahl ist hier abschließend dargestellt:
- Erhaltung der Zellgestalt
- Stützung bestimmter Zellfortsätze
- Stabilisierung der Zellmembran
- Änderung der Zellgestalt
- Zellbewegungen
- Transport von z.B. Organellen und Vesikeln innerhalb der Zelle
Häufige Fragen
- Was ist der Unterschied zwischen Zytosol und Zytoplasma?
- Was macht das Zytoplasma?
- Was passiert im Zytosol?
- Was ist ein Zytoskelett einfach erklärt?
- Haben Bakterien ein Zytoskelett?
Der Unterschied zwischen Zytosol und Zytoplasma liegt in ihren Definitionen und Inhalten. Zytoplasma umfasst den gesamten Inhalt der Zelle, der von der Zellmembran umschlossen wird, einschließlich des Zytosols, der Organellen und anderer Zellbestandteile, wie zum Beispiel dem Zytoskelett. Zytosol hingegen bezieht sich ausschließlich auf die gelartige Flüssigkeit innerhalb des Zytoplasmas, in der die Organellen eingebettet sind und in der viele Stoffwechselprozesse stattfinden. Zusammengefasst ist das Zytosol ein Bestandteil des Zytoplasmas.
Das Zytoplasma erfüllt in der Zelle mehrere wichtige Funktionen. Es bietet eine Matrix, in der Organellen eingebettet sind und in der viele biochemische Reaktionen ablaufen. Es unterstützt außerdem den Transport von Molekülen innerhalb der Zelle und trägt zur Zellstruktur bei. Zudem spielt es eine Rolle bei der Zellteilung und bei der Aufrechterhaltung des Zellinnendrucks.
Das Zytosol dient als Syntheseort für viele zelluläre Bausteine, darunter beispielsweise Aminosäuren, Fette, Zucker und Proteine. Hier findet zudem auch die Glykolyse und die Proteinbiosynthese statt. Die im Zytosol enthaltenen Ionen bilden darüber hinaus ein Puffersystem und regeln die Ladungsverteilung entlang der Membran.
Das Zytoskelett ist ein Netzwerk aus Proteinfasern innerhalb der Zelle, das für Struktur und Stabilität sorgt. Es hilft der Zelle, ihre Form zu behalten, ermöglicht Bewegung und spielt eine wichtige Rolle beim Transport von Materialien innerhalb der Zelle. Es besteht aus Filamenten (Aktinfilamente, Intermediärfilamente und Mikrotubuli) und Begleitproteinen.
Ja, Bakterien haben ein Zytoskelett, obwohl es weniger komplex ist als das von eukaryotischen Zellen. Es besteht aus verschiedenen Proteinen, die strukturelle Unterstützung bieten und an Zellform, Bewegung und Teilung beteiligt sind. Diese bakteriellen Zytoskelett-Proteine haben ähnliche Funktionen wie die Zytoskelett-Proteine in eukaryotischen Zellen. Das Zytoskelett ist daher auch in Bakterien essentiell für ihre zellulären Prozesse.
- Zytoplasma: Überblick, https://viamedici.thieme.de/... (Abrufdatum: 22.05.2024)
- Die Zelle, https://next.amboss.com/... (Abrufdatum: 22.05.2024)
