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Topologie der Zelle

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Die einzelnen Reaktionen des Zellstoffwechsels vollziehen sich in der Regel in entsprechend spezialisierten Bereichen (Kompartimenten) der Zelle. Die Kompartimente sind bei hoheren Zellen haufig durch Proteolipidmembranen (weniger als 10 nm stark) voneinander getrennt. Die durch Membranen innerhalb der Zelle abgegrenzten Strukturen nennt man auch Zellorganellen. Die Spezialisierung einzelner Kompartimente auf bestimmte Stoffwechselfunktionen und der dadurch erforderliche Stofftransport von Kompartiment zu Kompartiment bringt der Zelle u.a. den Vorteil, Stoffwechselreaktionen nicht nur uber die katalytische Aktivitat der einzelnen Enzyme, sondern auch uber den Stofftransport durch Membranen zu steuern. Den Vorteilen der groseren Effizienz und subtileren Regulierbarkeit der Stoffwechselfunktionen in hochorganisierten und spezialisierten Zellen steht aber meist der Nachteil der wesentlich starkeren Abhangigkeit von der Umgebung gegenuber. Entwicklungsgeschichtlich sind einfache, kernlose Zellen, sog. Prokaryoten, vor mehr als 3 Milliarden Jahren auf der Erde in Erscheinung getreten, wahrend sich die wesentlich hoher organisierten, kernhaltigen Zellen, die Eukaryoten, erst vor etwa 1,5 Milliarden Jahren auf der Erde gezeigt haben. Die Prokaryoten werden heute in die zwei sehr vielfaltigen Bereiche der Eubakterien und Archaea (Archaebakterien) unterteilt. Die Zellen der Tiere, Pflanzen und Pilze sind eukaryotisch, wahrend Bakterien und Blaualgen (Cyanobakterien) neben anderen primitiven Zellen Prokaryoten sind. (Topologie der Viren und Phagen s. Abschn. 2.7, diese Organismen sind fur sich genommen keine Lebewesen.)