Zelltyp

Grundbegriff und Bedeutung

Als Zelltyp oder Zellart bezeichnet man eine Gruppe von Zellen, die innerhalb eines Organismus eine bestimmte Funktion erfüllt. Die Gestalt einer Zelle ist häufig an diese Funktion angepasst. Unterschiedliche Zelltypen treten vor allem bei mehrzelligen Organismen auf.

Zellen desselben Zelltyps oder eng zusammenarbeitende Zelltypen bilden ein Gewebe. Mehrere Gewebe, die sich gegenseitig bei ihrer Funktion unterstützen, bilden ein Organ. Zelltypen sind somit eine wichtige Grundlage für den Aufbau und die Arbeit von Geweben und Organen.

Differenzierung und Spezialisierung

Der Übergang einer Zelle von einem Zelltyp in einen anderen heißt Differenzierung. Dabei verändert sich häufig das Erscheinungsbild der Zelle. Das Genom, also die gesamte genetische Information, bleibt in den allermeisten Fällen unverändert. Dagegen verändern sich das Proteom, also die Gesamtheit der in der Zelle vorhandenen Proteine, und der epigenetische Code, der die Aktivität von Genen beeinflusst.

Während der Entwicklung vielzelliger Lebewesen sind einige Differenzierungsschritte irreversibel. Eine ausdifferenzierte, also vollständig spezialisierte Zelle kann sich deshalb nicht mehr in beliebige andere Zelltypen verwandeln. Diese Fähigkeit besitzen nur Stammzellen beziehungsweise bei Pflanzen Meristemzellen. Immortalisierte Zelltypen, die sich in einer Zellkultur dauerhaft vermehren können, werden als Zelllinien bezeichnet.

Grundlegende Einteilung und Zellmarker

Grundsätzlich wird zwischen Eucyten und Protocyten unterschieden. Die Eucyte ist die Zelle der Eukaryoten und damit aller höheren Organismen. Die Protocyte ist die Zelle der Prokaryoten.

Die Bezeichnungen einzelner Zelltypen haben sich im Laufe der Zeit etabliert. Bei Pflanzen werden vor allem Gewebe unterschieden; die meisten pflanzlichen Zelltypen sind deshalb nach ihrem Gewebe benannt, zum Beispiel Parenchymzelle oder Epidermiszelle. Verschiedene Zelltypen entstehen aufgrund unterschiedlicher Zellabstammung und besitzen charakteristische Zelltypmarker. Das sind erkennbare Merkmale, mit denen ein Zelltyp bestimmt werden kann.

Methoden zur Unterscheidung

Die einfachsten Unterscheidungsmerkmale sind Form und Größe, zusammen als Morphologie bezeichnet. Eine menschliche Eizelle besitzt beispielsweise einen Durchmesser von etwa 0,1 mm und ist damit gerade noch mit bloßem Auge sichtbar. Auch die Fettzellen des weißen und des braunen Fettgewebes lassen sich mikroskopisch deutlich anhand ihrer unterschiedlichen Formen unterscheiden.

Eine weitere Methode ist die histologische Färbung, also die Anfärbung von Zell- und Gewebestrukturen für die mikroskopische Untersuchung. Da ausdifferenzierte Zelltypen unterschiedliche Aufgaben erfüllen, sind ihre Zellorganellen verschieden stark ausgeprägt und lassen sich unterschiedlich anfärben. Nervenzellen zeigen in einer Spezialfärbung beispielsweise ein „körniges“ Aussehen, während rote Blutkörperchen anders erscheinen.

Manche Zelltypen, etwa bestimmte Zellen des Immunsystems, können weder anhand ihrer Form noch durch eine gewöhnliche chemische Färbung sicher unterschieden werden. Dafür wird die Immunfärbung verwendet. Sie weist unterschiedliche Oberflächenproteine nach und ermöglicht so die Klassifikation der Zellen. Eine entsprechende Einteilung ist der Cluster of differentiation, kurz CD.

Im Durchflusszytometer können Immunzellen anhand ihrer Größe, ihrer Granularität und ihrer Oberflächenmoleküle unterschieden werden. Ein Beispiel ist das Oberflächenprotein CD 20: Es wird auf B-Lymphozyten exprimiert und ist bei ihnen positiv nachweisbar. Bei den aus B-Lymphozyten differenzierten Plasmazellen ist der Nachweis von CD 20 dagegen immer negativ.

Beispiele für Zelltypen

Zu den genannten tierischen Zelltypen gehören B-Lymphozyten und T-Lymphozyten, Blastomeren, Eizellen, Erythrozyten, Fibroblasten, Hepatozyten, Myoblasten, Nervenzellen, Osteoblasten, Osteoklasten, Spermien beziehungsweise Samenzellen, Stammzellen und Zygoten.

Als pflanzliche Zelltypen werden Meristemzellen, Scheitelzellen, Parenchymzellen, Siebzellen, Sklerenchymfasern, Steinzellen, Epidermiszellen und Schließzellen aufgeführt.