Zellbiologie

Zellbiologie ist ein Teilgebiet der Biologie, das sich mit Zellen und ihren Strukturen, Funktionen und Interaktionen befasst. Sie untersucht die Vielfalt zellulärer Baupläne, die molekularen Grundlagen des Lebens und wie Zellen Energie gewinnen, sich fortbewegen, kommunizieren und sich teilen. Die moderne Zellbiologie entwickelte sich aus der Zelltheorie des 19. Jahrhunderts und fortschreitender Mikroskopie sowie Molekularbiologie. Wichtige Elemente waren die Erkenntnis, dass Zellen die Grundbausteine des Lebens sind und dass Zellbestandteile wie Nukleus, Mitochondrien oder Chloroplasten spezialisierte Aufgaben erfüllen.

Es gibt zwei Haupttypen von Zellen: Prokaryoten (z. B. Bakterien, Archaea) besitzen keinen membranumhüllten Zellkern, während Eukaryoten (Pflanzen, Tiere, Pilze, Protisten) gekernte Zellen mit vielen Organellen haben. Typische Zellstrukturen sind Zellmembran, Zellkern, Mitochondrien, Chloroplasten (pflanzliche Zellen), das endoplasmatische Retikulum, der Golgi-Apparat, Ribosomen, Lysosomen, Peroxisomen und das Cytoskelett. Zellen führen grundlegende Prozesse aus wie Genexpression (DNA-Replikation, Transkription, Translation), Energieumwandlung (Glykolyse, Zitronensäurezyklus, oxidative Phosphorylierung), Zellzyklus und Zellteilung (Mitose, Meiose), sowie Signalübertragung und Stofftransport.

Methoden der Zellbiologie umfassen Mikroskopie, Zellkultur, Biochemie, Molekularbiologie, Genom-Editing wie CRISPR, sowie Techniken wie Fluoreszenz- und Durchflusszytometrie. Anwendungen finden sich in Medizin, Krebsforschung, Entwicklungsbiologie, Immunologie und regenerativer Medizin.