Περιεχόμενο
- Προκαρυωτικά κύτταρα έναντι ευκαρυωτικών κυττάρων
- Δομές κυττάρων και οι λειτουργίες τους
- Οργανίδια ευκαρυωτικών κυττάρων
- Οι μεμβράνες πλάσματος είναι οι πύλες των κυττάρων
- Μια πιο προσεκτική ματιά στα φωσφολιπίδια
- Ο πυρήνας είναι ο εγκέφαλος του κυττάρου
Τα μικροσκοπικά δοχεία γνωστά ως κυττάρων είναι οι βασικές μονάδες των ζωντανών πραγμάτων στη Γη. Ο καθένας διαθέτει όλα τα χαρακτηριστικά που οι επιστήμονες αποδίδουν στη ζωή. Στην πραγματικότητα, μερικά ζωντανά πράγματα αποτελούνται από ένα μόνο κελί. Το δικό σας σώμα, από την άλλη πλευρά, κυμαίνεται από 100 τρισεκατομμύρια.
Σχεδόν όλοι οι μονοκύτταροι οργανισμοί είναι προκαρυωτικά, και στο μεγάλο σύστημα ταξινόμησης της ζωής, ανήκουν είτε στον τομέα των βακτηρίων είτε στον τομέα των Αρχαίων. Οι άνθρωποι, μαζί με όλα τα άλλα ζώα, φυτά και μύκητες, είναι ευκαρυωτών.
Αυτές οι μικροσκοπικές δομές εκτελούν τα ίδια καθήκοντα σε κλίμακα "μικρο" για να διατηρήσουν τον εαυτό τους ανέπαφο που εσείς και άλλοι οργανισμοί πλήρους μεγέθους κάνετε σε μια κλίμακα "μακρο" για να παραμείνετε ζωντανοί. Και προφανώς, αν αρκετά μεμονωμένα κύτταρα αποτύχουν σε αυτά τα καθήκοντα, ο γονικός οργανισμός θα αποτύχει μαζί με αυτό.
Οι δομές εντός των κυττάρων έχουν μεμονωμένες λειτουργίες και γενικά, ανεξάρτητα από τη δομή, αυτές μπορούν να μειωθούν σε τρεις βασικές εργασίες: Α φυσική διεπαφή ή όριο με συγκεκριμένα μόρια. ένα συστηματικό μέσο μεταφοράς χημικών ουσιών μέσα, κατά μήκος ή έξω από τη δομή. και μια συγκεκριμένη, μοναδική μεταβολική ή αναπαραγωγική λειτουργία.
Προκαρυωτικά κύτταρα έναντι ευκαρυωτικών κυττάρων
Όπως αναφέρθηκε, ενώ τα κύτταρα γενικά θεωρούνται μικροσκοπικά συστατικά των ζωντανών πραγμάτων, πολλά κύτταρα είναι έμβια όντα.
Τα βακτηρίδια, τα οποία δεν μπορούν να γίνουν αντιληπτά αλλά σίγουρα κάνουν την παρουσία τους αισθητά στον κόσμο (π.χ., προκαλούν μολυσματικές ασθένειες, άλλοι βοηθούν τρόφιμα όπως το τυρί και το γιαούρτι ηλικία σωστά και άλλοι παίζουν ρόλο στη διατήρηση της υγείας του ανθρώπινου πεπτικού συστήματος) είναι ένα παράδειγμα μονοκύτταρων οργανισμών και προκαρυωτικών.
Τα προκαρυωτικά κύτταρα έχουν περιορισμένο αριθμό εσωτερικών συστατικών σε σύγκριση με τα αντίστοιχα ευκαρυωτικά τους. Αυτά περιλαμβάνουν ένα κυτταρική μεμβράνη, ριβοσωμάτων, δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και κυτόπλασμα, τα τέσσερα βασικά χαρακτηριστικά όλων των ζωντανών κυττάρων. αυτά περιγράφονται λεπτομερώς αργότερα.
Τα βακτήρια έχουν επίσης κυτταρικά τοιχώματα έξω από την κυτταρική μεμβράνη για πρόσθετη στήριξη και μερικά από αυτά έχουν επίσης δομές που ονομάζονται μαστίγια, μαστιγωμένα κατασκευάσματα που είναι κατασκευασμένα από πρωτεΐνη και που βοηθούν τους οργανισμούς στους οποίους είναι προσαρτημένοι κινούνται στο περιβάλλον τους.
Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν μια σειρά δομών που τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν έχουν και κατά συνέπεια αυτά τα κύτταρα απολαμβάνουν ένα ευρύτερο φάσμα λειτουργιών. Ίσως τα πιο σημαντικά είναι τα πυρήνας και το μιτοχόνδρια.
Δομές κυττάρων και οι λειτουργίες τους
Πριν από το να σκάβουμε βαθιά στο πώς οι επιμέρους κυτταρικές δομές χειρίζονται αυτές τις λειτουργίες, είναι χρήσιμο να εξετάσουμε τι είναι αυτές οι δομές και πού μπορούν να βρεθούν. Οι πρώτες τέσσερις δομές στον ακόλουθο κατάλογο είναι κοινές σε όλα τα κύτταρα στη φύση. τα άλλα ευρίσκονται σε ευκαρυώτες και εάν μια δομή βρίσκεται μόνο σε ορισμένα ευκαρυωτικά κύτταρα, αυτές οι πληροφορίες σημειώνονται.
Η κυτταρική μεμβράνη: Αυτό ονομάζεται επίσης μεμβράνη πλάσματος, αλλά αυτό μπορεί να προκαλέσει σύγχυση επειδή τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν στην πραγματικότητα μεμβράνες πλάσματος γύρω τους οργανίδια, πολλά από τα οποία αναφέρονται λεπτομερώς παρακάτω. Αυτό αποτελείται από μια διπλή στιβάδα φωσφολιπιδίων ή από δύο ταυτόσημα κατασκευασμένα στρώματα που βλέπουν η μια την άλλη με τρόπο "καθρέφτη". Είναι μια δυναμική μηχανή όσο ένα απλό εμπόδιο.
Κυτόπλασμα: Αυτή η μήτρα τύπου πηκτής είναι η ουσία στην οποία ο πυρήνας, τα οργανίδια και άλλες κυτταρικές δομές κάθονται, σαν κομμάτια φρούτων σε ένα κλασικό επιδόρπιο ζελατίνης. Οι ουσίες μετακινούνται μέσω του κυτταροπλάσματος με διάχυση ή από περιοχές με υψηλότερες συγκεντρώσεις αυτών των ουσιών σε περιοχές με χαμηλότερη συγκέντρωση.
Ribosomes: Αυτές οι δομές, οι οποίες δεν έχουν τις δικές τους μεμβράνες και επομένως δεν θεωρούνται αληθινά οργανίδια, είναι οι θέσεις πρωτεϊνικής σύνθεσης σε κύτταρα και είναι οι ίδιες κατασκευασμένες από πρωτεϊνικές υπομονάδες. Έχουν "σταθμούς σύνδεσης" για το αγγελιαφόρο ριβονουκλεϊκό οξύ (mRNA), το οποίο μεταφέρει οδηγίες DNA από τον πυρήνα και τα αμινοξέα, τα "δομικά στοιχεία" των πρωτεϊνών.
DNA: Το γενετικό υλικό των κυττάρων κάθεται στο κυτταρόπλασμα των προκαρυωτικών κυττάρων, αλλά στους πυρήνες (τον πληθυντικό του "πυρήνα") των ευκαρυωτικών κυττάρων. Αποτελείται από μονομερή - δηλαδή επαναλαμβανόμενες υπομονάδες - που ονομάζεται νουκλεοτίδια, από τα οποία υπάρχουν τέσσερα βασικά είδη, το DNA συσκευάζεται μαζί με πρωτεΐνες υποστήριξης που ονομάζονται ιστόνες σε μια μακρά, χονδροειδής ουσία που ονομάζεται χρωματίνη, η οποία χωρίζεται σε χρωμοσωμάτων σε ευκαρυώτες.
Οργανίδια ευκαρυωτικών κυττάρων
Τα Organelles παρέχουν εξαιρετικά παραδείγματα κυτταρικών δομών που εξυπηρετούν ξεχωριστούς, αναγκαίους και μοναδικούς σκοπούς που βασίζονται στη διατήρηση μηχανισμών μεταφοράς, οι οποίοι με τη σειρά τους εξαρτώνται από το πώς αυτές οι δομές σχετίζονται φυσικά με το υπόλοιπο κύτταρο.
Μιτοχόνδρια είναι ίσως τα πιο εμφανή μόρια όσον αφορά τόσο τη διακριτική εμφάνισή τους κάτω από το μικροσκόπιο όσο και τη λειτουργία τους, δηλαδή τη χρήση των προϊόντων των χημικών αντιδράσεων που διασπούν τη γλυκόζη στο κυτταρόπλασμα για να εκχυλίσουν μεγάλη ποσότητα τριφωσφορικής αδενοσίνης (ΑΤΡ) καθώς υπάρχει οξυγόνο. Αυτό είναι γνωστό ως κυτταρική αναπνοή και λαμβάνει χώρα κυρίως στη μιτοχονδριακή μεμβράνη.
Άλλα οργανικά κλειδιά περιλαμβάνουν το ενδοπλασματικό δίκτυο, ένα είδος κυτταρικής "αυτοκινητόδρομου" που πακετάρει και μετακινεί μόρια μεταξύ των ριβοσωμάτων, του πυρήνα, του κυτταροπλάσματος και του εξωτερικού του κυττάρου. Φορείς Golgi, ή "δίσκοι" που διαχωρίζονται από το ενδοπλασματικό δίκτυο όπως μικρά ταξί. Λυσοσώματα, τα οποία είναι κοίλα σφαιρικά σώματα που διασπούν τα προϊόντα αποβλήτων που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια των κυτταρικών μεταβολικών αντιδράσεων.
Οι μεμβράνες πλάσματος είναι οι πύλες των κυττάρων
Οι τρεις εργασίες της κυτταρικής μεμβράνης διατηρούν την ακεραιότητα του ίδιου του κυττάρου, εξυπηρετώντας ως ημιπερατή μεμβράνη διαμέσου της οποίας μπορούν να περάσουν μικρά μόρια και να διευκολύνουν την ενεργή μεταφορά ουσιών μέσω «αντλιών» ενσωματωμένων στη μεμβράνη.
Τα μόρια που αποτελούν κάθε ένα από τα δύο στρώματα της μεμβράνης είναι φωσφολιπίδια, τα οποία έχουν υδρόφοβες "ουρές" από λίπος που βλέπουν προς τα μέσα (και επομένως το ένα προς το άλλο) και υδρόφιλες "κεφαλές" που περιέχουν φώσφορο που βλέπουν προς τα έξω (και αυτό προς το εσωτερικό και έξω από το ίδιο το οργανίδιο ή στην περίπτωση κυτταρική μεμβράνη, το εσωτερικό και το εξωτερικό του ίδιου του κυττάρου).
Αυτά είναι γραμμικά και κάθετα προς τη συνολική δομή που μοιάζει με φύλλο της μεμβράνης στο σύνολό της.
Μια πιο προσεκτική ματιά στα φωσφολιπίδια
Τα φωσφολιπίδια είναι αρκετά κοντά για να αποφύγουν τις τοξίνες ή τα μεγάλα μόρια που θα μπορούσαν να βλάψουν το εσωτερικό εάν τους χορηγηθεί διέλευση. Αλλά είναι αρκετά μακριά για να επιτρέψουν σε μικρά μόρια που χρειάζονται για μεταβολικές διεργασίες, όπως νερό, γλυκόζη (το σάκχαρο όλα τα κύτταρα χρησιμοποιούν για την ενέργεια) και νουκλεϊνικά οξέα (τα οποία χρησιμοποιούνται για την κατασκευή νουκλεοτιδίων και έτσι το DNA και το ATP, σε όλα τα κύτταρα).
Η μεμβράνη έχει "αντλίες" ενσωματωμένες μεταξύ των φωσφολιπιδίων που χρησιμοποιούν την ΑΤΡ για να φέρνουν ή να μετακινούν μόρια τα οποία κανονικά δεν θα διέλθουν, είτε λόγω του μεγέθους τους είτε επειδή η συγκέντρωσή τους είναι μεγαλύτερη στην πλευρά που αντλούν τα μόρια. Αυτή η διαδικασία κάλεσε ενεργή μεταφορά.
Ο πυρήνας είναι ο εγκέφαλος του κυττάρου
Ο πυρήνας κάθε κυττάρου περιέχει ένα πλήρες αντίγραφο ολόκληρου του DNA ενός οργανισμού με τη μορφή χρωμοσωμάτων. οι άνθρωποι έχουν 46 χρωμοσώματα, με 23 κληρονόμους από κάθε γονέα. Ο πυρήνας περιβάλλεται από μια μεμβράνη πλάσματος που ονομάζεται πυρηνικό φάκελο.
Κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας που ονομάζεται μίτωσις, ο πυρηνικός φάκελος διαλύεται και ο πυρήνας διασπάται σε δύο αφού όλα τα χρωμοσώματα αντιγραφούν ή αντιγραφούν.
Αυτό ακολουθείται σύντομα από τη διαίρεση ολόκληρου του κελιού, μια διαδικασία γνωστή ως κυτοκίνες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία δύο θυγατρικών κυττάρων τα οποία είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους καθώς και με το μητρικό κύτταρο.