Wie funktionieren Zellen?

Zellen sind dynamische Strukturen - aber wie kommt diese Bewegung zustande?

In Modellen werden Zellen oft als elastische Ballons dargestellt, die mit Zellorganellen und einer sirupartigen Zellflüssigkeit gefüllt sind. Das Zytoskelett, als "Architektur der Zelle", wird meistens übersehen oder nicht gut gezeigt. Es ist ein Netzwerk aus Proteinfäden, die sich ständig verlängern und verkürzen. Dieses Netzwerk gibt der Zelle ihre Form, erlaubt ihr sich zu bewegen und dient gleichzeitig als ein Transportsystem für Stoffe innerhalb der Zelle. 

Wie kann ein Netzwerk aus dünnen Proteinfäden eine stabile Struktur bilden?

Das Tensegrity-Konzept von Architekt Richard Buckminster Fuller kann uns helfen, die schwebende und ausbalancierte Struktur des Zytoskeletts in Zellen zu verstehen.

Stell dir eine Skulptur aus zwei Teilen vor: Stäbe und Seile. Die Seile ziehen alles nach innen und erzeugen so eine Zugspannung, während die Stäbe diese Zugkraft aushalten und die Skulptur im Gleichgewicht halten.

In der Zelle stehen die Seile für die Kräfte, die die Moleküle miteinander verbinden, und die Stäbe repräsentieren die Proteinstränge. Diese Zellstäbe, wie Mikrotubuli, Aktinfilamente und Intermediärfilamente, sind jedoch nicht starr. Sie werden ständig auf- und abgebaut, was die dynamische Struktur der Zelle ausmacht.