Eukaryotische Zellen sind die strukturellen und funktionellen Grundbausteine aller eukaryotischen Organismen, zu denen Tiere, Pflanzen, Pilze und Protisten zählen. Im Gegensatz zu prokaryotischen Zellen, die keine membranumhüllten Organellen besitzen, zeichnen sich eukaryotische Zellen durch eine ausgeprägte Kompartimentierung aus. Diese Organisation ermöglicht eine effiziente und spezialisierte Erfüllung vielfältiger zellulärer Funktionen, da verschiedene biochemische Prozesse in getrennten Bereichen der Zelle ablaufen können.

Das auffälligste Merkmal einer eukaryotischen Zelle ist der Zellkern, der von einer Doppelmembran, der Kernhülle, umgeben ist. Der Zellkern enthält die DNA, welche die genetische Information der Zelle trägt. Diese DNA ist in Chromosomen organisiert und durch Histonproteine verpackt, was eine präzise Regulation der Genexpression ermöglicht. Der Zellkern fungiert als Kontrollzentrum der Zelle, in dem die Prozesse der Transkription und Replikation stattfinden, während die Translation, also die Proteinbiosynthese, im Zytoplasma erfolgt.

Neben dem Zellkern beherbergt die eukaryotische Zelle eine Vielzahl an Organellen, die jeweils spezielle Aufgaben erfüllen. Die Mitochondrien, oft als "Kraftwerke der Zelle" bezeichnet, sind für die Produktion von Adenosintriphosphat (ATP) durch Zellatmung verantwortlich und besitzen eine eigene DNA, was auf ihren endosymbiotischen Ursprung hindeutet. Pflanzenzellen verfügen zusätzlich über Chloroplasten, die für die Photosynthese zuständig sind und ebenfalls endosymbiotischen Ursprungs sind. Das endoplasmatische Retikulum (ER) spielt eine zentrale Rolle bei der Synthese von Lipiden und Proteinen; dabei unterscheidet man zwischen dem rauen ER, das mit Ribosomen besetzt ist, und dem glatten ER, das frei von Ribosomen ist. Der Golgi-Apparat ist an der Modifikation, Sortierung und Verpackung von Proteinen sowie an der Bildung von Lysosomen beteiligt, die wiederum für den Abbau von Makromolekülen verantwortlich sind.

Die Zellmembran umschließt die eukaryotische Zelle und reguliert den Stoffaustausch mit ihrer Umgebung. Sie besteht aus einer Doppelschicht von Phospholipiden, in die Proteine und andere Moleküle eingebettet sind, wodurch sie als selektive Barriere fungiert. In pflanzlichen und einigen anderen Zellen ist zusätzlich eine Zellwand vorhanden, die Stabilität verleiht und die Zelle vor mechanischen Schäden schützt. Das Zytoskelett, ein Netzwerk aus Proteinfilamenten, gibt der Zelle ihre Form, ermöglicht intrazelluläre Transporte und spielt bei der Zellteilung sowie bei der Bewegung von Zellen eine Rolle.

Eukaryotische Zellen besitzen die Fähigkeit, sich durch Mitose zu teilen, was eine exakte Verteilung der genetischen Information auf die Tochterzellen sicherstellt. Bei der sexuellen Fortpflanzung erfolgt zudem eine Meiose, bei der die Chromosomenzahl halbiert wird, was zur Bildung von Gameten führt. Diese Prozesse tragen wesentlich zur genetischen Diversität und Evolution bei.

Ein weiteres herausragendes Merkmal eukaryotischer Zellen ist die Fähigkeit zur Signalübertragung und Kommunikation mit anderen Zellen, was in komplexen Geweben und Organismen essenziell ist. Dies wird durch Rezeptoren in der Zellmembran und intrazelluläre Signalwege ermöglicht, die auf äußere Reize reagieren und die Zellaktivität steuern.

Die Evolution der eukaryotischen Zelle war ein zentraler Schritt in der Entwicklung komplexer Lebensformen. Nach der Endosymbiontentheorie entstanden Mitochondrien und Chloroplasten aus einst freilebenden Prokaryoten, die von einer Vorläuferzelle aufgenommen wurden. Diese Symbiose ermöglichte eine höhere Effizienz in der Energiegewinnung und neue Stoffwechselwege, was den Weg für die Vielfalt der eukaryotischen Lebewesen bereitete.

Eukaryotische Zellen stellen damit ein beeindruckendes Beispiel für biologische Komplexität und Anpassungsfähigkeit dar. Sie sind die Grundlage des Lebens, wie wir es kennen, und ihre Erforschung liefert wertvolle Einblicke in die grundlegenden Mechanismen, die alle Lebewesen miteinander verbinden.