Wie war das noch - Schulwissen neu aufpoliert
eine Zelle teilt, dann verdoppelt sie zunächst ihre Chromosomen: Der DNS-Doppelstrang trennt sich in zwei Einzelstränge auf, und mithilfe von Enzymen bildet jeder alte Einzelstrang einen neuen, gegenüberliegenden zweiten Strang aus. So entstehen am Ende zwei Doppelstränge. Nicht nur die Chromosomen werden bei der Zellteilung verdoppelt, sondern der gesamte Zellkern sowie die übrige Zelle. Aus eins mach zwei: Anstelle der Mutterzelle sind nun zwei identische Tochterzellen entstanden. Diesen Prozess nennt man Mitose.
Reparatur-Enzyme kontrollieren diesen Prozess und greifen ein, falls etwas nicht nach Plan läuft. Dennoch kann es spontan oder durch äußere Einflüsse (zum Beispiel Giftstoffe, UV-Strahlung, Röntgenstrahlen) zu Abweichungen kommen, zu Mutationen: Ein Gen liegt dann nicht auf seinem vorgesehenen
Platz, oder ein falscher Gen-Baustein nimmt den Platz ein. Gen-Mutationen können gute und schlechte Veränderungen hervorrufen: zum Beispiel Krankheiten, aber bei Tieren und Pflanzen auch willkommene Eigenschaften, die man gezielt zum Züchten nutzt.
Wenn sich Organismen an veränderte Umweltbedingungen anpassen und sich so einen Überlebensvorteil verschaffen, nennt man das Modifikation. Beispiel: Die menschliche Haut schützt sich vor UV-Licht, indem sie braun wird. Anders als bei einer Mutation bleiben die Gene dabei unverändert; Modifikationen werden also nicht vererbt.
Da sich in einem Organismus normalerweise ständig Zellen teilen, befinden sich die Chromosomen während der Lebensdauer einer Zelle stets in verschiedenen Stadien. Wenn zum Beispiel die Übertragung der Informationen von einem Chromosomen-Einzelstrang abgelesen wird, ist das die Phase der Transkription.
Wie werden diese Informationen übertragen? Das »Abschreiben« der Daten besorgt die sogenannte Boten-Ribonucleinsäure ( Boten-RNA = messenger RNA = m-RNA). Sie transportiert auch die abgeschriebenen Informationen, und zwar zu den Ribosomen, den Eiweißfabriken der Zelle.
Die ewigen Zellen der Henrietta Lacks
Zellen können auch außerhalb des Körpers leben, aus dem sie eigentlich stammen. Ein extremes Beispiel sind die Körperzellen der US-Amerikanerin Henrietta Lacks. Im Jahr 1951 hatte man sie der damals 31-Jährigen aus der Gebärmutter entnommen, um sie zu untersuchen. Sie waren von Krebs befallen, an dem die Patientin einige Monate später starb. Die entnommenen Zellen aber lebten in Nährlösungen weiter und vermehrten sich dort so gut, dass Wissenschaftler sie bis heute in der Forschung einsetzen. Nach dem Namen ihrer einstigen Besitzerin werden sie »HeLa-Zellen« genannt. Ihre Gesamtmasse, in verschiedenen Laboren in aller Welt gezüchtet, ist längst um Vielfaches größer als der Körper der Spenderin zu Lebzeiten.
Das Ziel des Lebens: Fortpflanzung und Vererbung
Pflanzen, Tiere und Menschen haben ein gemeinsames Ziel, das ihnen die Evolution mitgegeben hat. Es heißt: Überleben! Das gilt nicht nur für das einzelne Individuum, sondern für die ganze Art, deren Fortbestehen sichergestellt werden soll. Dieses biologische Programm steckt in allen Lebewesen. In der Natur haben sich unter den vielfältigen Möglichkeiten der
Vermehrung (= Fortpflanzung = Reproduktion) zwei grundlegende Formen durchgesetzt:
Die ungeschlechtliche Fortpflanzung erfolgt nach dem Motto: »Einer wie der andere«. Eine Zelle teilt sich und bildet eine Tochterzelle aus – die besitzt dann zwangsläufig dieselben Erbanlagen wie die Mutterzelle. Sie ist ein Duplikat, ein Klon. Beispiele: Bakterien, die sich durch Zellteilung vermehren; Pflanzen, die Ausläufer erzeugen; Pilze, die Sporen bilden.
Die geschlechtliche Fortpflanzung erfolgt nach dem Motto: »Öfter mal was Neues«. Hier verschmelzen zwei verschiedene Zellen miteinander, eine weibliche Eizelle und eine männliche Samenzelle. Dabei kommt es zu einer neuen Kombination der Erbanlagen. Beispiele: Pflanzen, deren Blütenstaub aus den »männlichen« Staubgefäßen kommt und auf »weibliche« Blüten oder Blütenteile trifft ( Bestäubung ); Tiere und Menschen, deren männliche Samenzellen ( Spermien ) beim Geschlechtsverkehr eine weibliche Eizelle befruchten.
»Befruchtung« heißt: Der Zellkern einer Samenzelle und einer Eizelle verschmelzen miteinander zur befruchteten Eizelle (sie wird auch Zygote genannt). Aus ihr entsteht ein Embryo, der bei Säugetieren in der Gebärmutter heranwächst. Pflanzen bilden nach der Befruchtung Samenkörner, aus denen dann neue
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