Περιεχόμενο
- Προκαρυωτικά έναντι ευκαρυωτικών κυττάρων
- Γιατί το DNA σε έναν πυρήνα;
- Οργανομελέτες συνδεδεμένες με μεμβράνη
- Λυσοσώματα και πέψη
Στα προκαρυωτικά κύτταρα όπως τα βακτήρια, τα γενετικά υλικά των οργανισμών, ή DNA (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ), "επιπλέει" στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων, χωρισμένο από τον έξω κόσμο μόνο από το εξωτερικό φράγμα του ίδιου του κυττάρου. Στα κύτταρα ευκαρυωτών όπως εσείς ο ίδιος, το DNA περικλείεται σε πυρήνα μεμβράνης, προσφέροντας ένα δεύτερο στρώμα προστασίας και βελτιωμένη εστίαση λειτουργικότητας.
Το κλείσιμο του γενετικού υλικού του κυττάρου μέσα σε μια προστατευτική μεμβράνη διπλού πλάσματος είναι ένα παράδειγμα διαμερισματοποίηση. Αυτό το ευκαρυωτικό κύτταρο μπορεί τόσο εύκολα να το επικαλεστεί στην κυτταρική του αρχιτεκτονική είναι η μεγάλη δομική προσαρμογή που επέτρεψε στους ευκαρυώτες να ξεπεράσουν πολύ τα προκαρυωτικά σε μέγεθος και συνολική ποικιλομορφία.
Προκαρυωτικά έναντι ευκαρυωτικών κυττάρων
Όλα τα κύτταρα έχουν τέσσερα βασικά στοιχεία: κυτταρική μεμβράνη στο εξωτερικό, πλήρωση κυτταροπλάσματος περισσότερο από το εσωτερικό, ριβοσώματα για τη σύνθεση πρωτεϊνών και γενετικό υλικό με τη μορφή DNA. Οι προκαρυώτες συνήθως δεν έχουν κάτι παραπάνω από αυτό, και όλα εκτός από λίγα αποτελούνται μόνο από ένα μόνο από αυτά τα απλά κύτταρα. Τι λίγο DNA έχουν κάθεται σε ένα χαλαρό σύμπλεγμα στο κυτταρόπλασμα.
Τα ευκαρυωτικά κύτταρα (δηλ. Εκείνα των ζώων, των φυτών, των προθέσεων και των μυκήτων) έχουν όλες τις παραπάνω εγκλείσεις και στη συνέχεια μερικές. Είναι σημαντικό ότι περιέχουν οργανικά που δεσμεύονται με μεμβράνη που εκτελούν ζωτικές, επαναλαμβανόμενες λειτουργίες, όπως η διάσπαση των μορίων υδατανθράκων πλήρως.
Τα ευκαρυωτικά κύτταρα μπορεί να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους τόσο εντός όσο και μεταξύ των οργανισμών και των ειδών. Όλοι οι ευκαρυώτες, για παράδειγμα, έχουν μιτοχόνδρια, αλλά με ελάχιστες εξαιρέσεις, μόνο τα φυτικά κύτταρα έχουν χλωροπλάστες.
Γιατί το DNA σε έναν πυρήνα;
Εάν σας ζητηθεί να εξηγήσετε τα πλεονεκτήματα της διαμερισματοποίησης σε ευκαρυωτικά κύτταρα, θα έχετε ένα εύκολο έργο αν διαθέτει βασικές γνώσεις σχετικά με την ανατομία των κυττάρων και τη φυσιολογία γενικά.
Η "βιολογία διαμερισματοποίησης" είναι μια εξελικτική πρόοδος που έχει επιτρέψει στα κύτταρα να γίνουν εξειδικευμένα μικρά μηχανήματα (και σε μερικές περιπτώσεις ολόκληρους οργανισμούς).
Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν συνδεόμενα με μεμβράνη οργανίδια για τη διεξαγωγή της πέψης, την εξαγωγή ενέργειας από τα τρόφιμα και τη μετακίνηση των νέων συνθετικών πρωτεϊνών από τόπο σε τόπο. Χωρίς όλα αυτά, οι προκαρυωτικοί ομολόγοι τους μπορούν να φτάσουν μόνο σε ένα ορισμένο μέγεθος και στις περισσότερες περιπτώσεις δεν έχουν ξεπεράσει μόνο ένα κελί.
Το τεράστιο μέγεθος του ευκαρυωτικού γονιδιώματος, που αντανακλάται στην καθαρή του ποσότητα DNA, απαιτεί να συσκευάζεται πολύ σφιχτά για να ταιριάζει σε ένα κύτταρο. Έτσι, έχοντας έναν πυρήνα, σφίγγει σημαντικά αυτή την πτυχή της κατασκευής ευκαρυωτικών κυττάρων.
Οργανομελέτες συνδεδεμένες με μεμβράνη
Μερικά από τα σημαντικότερα μεμβρανικά δεσμευμένα οργανίδια σε ευκαρυωτικά κύτταρα είναι:
Μιτοχόνδρια. Αυτά ονομάζονται συχνά "μονάδες ηλεκτροπαραγωγής" των κυττάρων, επειδή συμβαίνουν εδώ οι αντιδράσεις αερόβιας αναπνοής. Αυτές οι αντιδράσεις είναι υπεύθυνες για τη συντριπτική ποσότητα "δημιουργίας" ενέργειας στους ευκαρυώτες.
Χλωροπλάστες. Βρίσκονται σε φυτικά κύτταρα, οι χλωροπλάστες χρησιμοποιούν τη δύναμη του ηλιακού φωτός για να παράγουν σάκχαρα από αέριο διοξείδιο του άνθρακα στο περιβάλλον.
Λυσοσώματα. Αυτά είναι τα «καθαριστικά πληρώματα» των κυττάρων (βλ. Παρακάτω).
Εγκοπλασματικό δίκτυο. Αυτή η μεμβρανώδης «εθνική οδός» μετακινεί νέες πρωτεΐνες από ριβοσώματα σε σωμάτια του Golgi και αλλού.
Φορείς Golgi. Αυτοί οι "σάκοι" μεταφέρουν πρωτεΐνες γύρω από το κύτταρο μεταξύ του ενδοπλασμικού δικτύου και του τελικού προορισμού τους.
Λυσοσώματα και πέψη
Τα λυσοσώματα φέρουν πεπτικά ένζυμα ικανά να διασπάσουν τα κυτταρικά απόβλητα, αλλά και υγιή συστατικά κυττάρων. Έτσι, όταν αυτά τα ένζυμα γίνονται στα ριβοσώματα, πρέπει να μετακινηθούν στα τελικά τους σπίτια στα λυσοσώματα χωρίς να βλάψουν τίποτα κατά μήκος του δρόμου.
Αυτά τα ένζυμα μεταφέρονται στο κελί σχεδόν το ίδιο όπως και το HAZMAT (επικίνδυνα απόβλητα) μεταφέρονται κατά μήκος των αυτοκινητοδρόμων και των σιδηροδρόμων των ΗΠΑ: φέρουν ειδικές ετικέτες και με μεγάλη προσοχή. Μόλις βρίσκονται στο περιβάλλον υψηλής οξύτητας των λυσοσωμάτων, αυτά υδρολάση οξέος τα ένζυμα λειτουργούν πολύ αποτελεσματικά.
Τρία παραδείγματα ενδοκυτταρικής πέψης με λυσοσώματα: