Cytoplasma

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Als Cytoplasma, oder Zytoplasma (von altgriechisch κύτος kýtos „Gefäß“, „Höhlung“ sowie πλάσμα plásma „Gebilde“)[1] wird die die Zelle ausfüllende Grundstruktur bezeichnet, die aus dem flüssigen Cytosol (Matrix cytoplasmatica) mit verschiedenen gelösten Stoffen sowie dem festeren Cytoskelett (Cytoskeleton) besteht. Es wird nach außen von der Zellmembran (Membrana cellularis, Cytolemma oder auch Plasmalemma bei Pflanzenzellen) begrenzt. In ihr sind Organellen (Organella) inklusive Zellkern (Nucleus) enthalten und durch verschiedene Membranen gegen das Cytoplasma abgegrenzt (Diese Sichtweise ist jedoch umstritten; einige betrachten die Organellen als Bestandteil des Cytoplasmas). Eingeführt wurde das Wort „Cytoplasma“ von dem deutschen Anatomie-Professor Albert von Kölliker 1863 als Synonym für „Protoplasma“. Erst ab 1882 wurde auf Vorschlag von Eduard Strasburger das Zellplasma ohne Kern und Plastiden mit Cytoplasma bezeichnet.[2]

Begriffe

Das Cytoplasma ist die Grundsubstanz der Zelle. Die gesamte Grundsubstanz, zusammen mit den Zellorganellen, wird als Protoplasma bezeichnet. Werden die Zellorganellen durch Zentrifugation entfernt, bezeichnet man das Produkt als Cytosol. Während das Cytoplasma an den Zellrändern viskoser ist und als Ektoplasma bezeichnet wird, ist es im Inneren flüssiger und nennt sich Endoplasma.[3]

Funktion

Innerhalb des Cytoplasmas laufen viele verschiedene chemische Stoffwechselprozesse der Zelle ab, die durch Enzyme gesteuert werden. Hier muss bei allen Zellen Energie für alle Prozesse bereitgestellt werden. Hinzu kommen zellspezifische Aufgaben wie die Bildung von zusätzlichen Zellbestandteilen beim Wachstum, Abbau von unerwünschten und Aufbau von zu speichernden oder abzugebenden Substanzen sowie Transport von Molekülen durch die Membranen und durch die Zelle.

Biomembranen dienen im Cytoplasma dazu, zusätzliche, unterschiedlich geformte Räume zu umschließen und gegeneinander abzugrenzen. Solche membranbegrenzten Räume innerhalb des Cytoplasmas nennt man Kompartimente oder auch Zellorganellen, da sie gleichsam als „Organe der Zelle“ bestimmte Funktionen im Zellstoffwechsel erfüllen. Durch die so entstandenen verschiedenen Reaktionsräume können innerhalb des Cytoplasmas auch gegenläufige Stoffwechselvorgänge wie Kohlenhydratabbau neben Kohlenhydrataufbau oder Oxidations- neben Reduktionsvorgängen gleichzeitig ablaufen.

Die Konsistenz des Cytoplasmas kann zwischen Gel und Sol wechseln, wodurch eine Bewegung aller im Cytoplasma eingeschlossenen Teilchen möglich ist. Diese Konsistenz ergibt sich, da das meiste Wasser in Hydrathüllen gebunden ist.[4]

Chemische Zusammensetzung des Cytoplasmas

In chemischer Hinsicht besteht das Cytoplasma aus zahlreichen organischen, aber auch aus anorganischen Stoffen. Mit 80 bis 85 Prozent Wasseranteil ist der Wassergehalt hoch. Die folgende Auflistung gibt die durchschnittliche Zusammensetzung bei tierischen Zellen an:

  • Wasser 80,5–85 %
  • Proteine 10–15 %
  • Lipide 2–4 %
  • Polysaccharide 0,1–1,5 %
  • DNA 0,4 %
  • RNA 0,7 %
  • kleine organische Moleküle 0,4 %
  • anorganische Moleküle und Ionen 1,5 %

Der pH-Wert des Cytoplasmas beträgt meist etwa Sieben. Da allerdings bei Stoffwechselreaktionen häufig Protonen gebunden oder frei werden, ist das Cytoplasma gepuffert. Verändert oder stabilisiert werden kann der pH-Wert außerdem durch Ionenpumpen.

Im Cytoplasma liegt das Cytoskelett, welches dynamisch auf- und abgebaut wird. Dieses stabilisiert die Zelle, bietet feste Bahnen für Vesikeltransport und verursacht intrazelluläre Bewegungen wie die Cytoplasmaströmung, Organellen- und Chromosomentransport. Die Cytoplasmaströmung findet nur im Endoplasma statt, sie trägt zum Durchmischen bei.[5]

Literatur

Einzelnachweise

  1. Wilhelm Gemoll: Griechisch-Deutsches Schul- und Handwörterbuch. München 1965.
  2. Helga Güttler: Die Begriffe Plasma und Protoplasma: ihre Entwicklung und Wandlung in der Biologie. In: Rete. 1, Nr. 3/4, 1972, S. 365–375, insbesondere S. 374.
  3. Mendel, Ralf R.: Zellbiologie der Pflanzen. Stuttgart 2010, 978-3-8252-3423-2, S.33
  4. Mendel, Ralf R.: Zellbiologie der Pflanzen. Stuttgart 2010, 978-3-8252-3423-2, S.33
  5. Mendel, Ralf R.: Zellbiologie der Pflanzen. Stuttgart 2010, 978-3-8252-3423-2, S.33

Siehe auch

Weblinks

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