Ευκαρυωτικό κύτταρο: ορισμός, δομή και λειτουργία (με αναλογία & διάγραμμα)

Περιεχόμενο

• Επισκόπηση των ευκαρυωτικών κυττάρων
• Ο πυρήνας: Το κέντρο ελέγχου του κυττάρου
• Το Κυτταρόπλασμα
• Η μεμβράνη πλάσματος: Το εξωτερικό όριο
• Ο κυτταροσκελετός: Η κυτταρική υποστήριξη
• Το Centrosome
• Το Cell Wall: Ο Προστατευτικός
• Το ενδοπλασματικό δίκτυο: ο κατασκευαστής
• Η συσκευή Golgi: Η μονάδα συσκευασίας
• Λυσοσόμους: Τα "Στομάχια" του Κυττάρου
• Το Μιτοχόνδριο: Η Ισχύς
• Περοξυσώματα
• Ο χλωροπλάστης: Το θερμοκήπιο
• Το Vacuole
• Φυτικά κύτταρα έναντι κυττάρων ζώων

Όπως έχετε ήδη μάθει, τα κύτταρα είναι η βασική μονάδα της ζωής.

Και αν εσείς ελπίζετε να άσε τη μέση σχολή σας ή τις εξετάσεις βιολογίας σχολείου ή ψάχνετε για μια ανανέωση πριν από τη βιολογία κολλεγίων, η γνώση ευκαρυωτική κυτταρική δομή είναι ένα must-have.

Διαβάστε παρακάτω για μια γενική επισκόπηση που καλύπτει όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τα μαθήματα (κυρίως) μέσης εκπαίδευσης και βιολογίας στο σχολείο. Ακολουθήστε τους συνδέσμους για λεπτομερείς οδηγούς σε κάθε οργανέλα κυττάρων για να αρέσουν τα μαθήματα σας.

Επισκόπηση των ευκαρυωτικών κυττάρων

Τι ακριβώς είναι τα ευκαρυωτικά κύτταρα; Είναι μία από τις δύο κύριες ταξινομήσεις των κυττάρων - ευκαρυωτικά και προκαρυωτικά. Είναι επίσης το πιο περίπλοκο από τα δύο. Τα ευκαρυωτικά κύτταρα περιλαμβάνουν ζωικά κύτταρα - συμπεριλαμβανομένων ανθρώπινων κυττάρων - φυτικών κυττάρων, μυκητιακών κυττάρων και φυκών.

Τα ευκαρυωτικά κύτταρα χαρακτηρίζονται από έναν πυρήνα συνδεδεμένο με μεμβράνη. Αυτό διακρίνεται από τα προκαρυωτικά κύτταρα, τα οποία έχουν ένα νουκλεοειδές - μια περιοχή που είναι πυκνή με κυτταρικό DNA - αλλά στην πραγματικότητα δεν έχει ξεχωριστό μεμβρανικό τμήμα, όπως ο πυρήνας.

Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν επίσης οργανίδια, τα οποία είναι δεσμευμένες σε μεμβράνη δομές που βρίσκονται μέσα στο κύτταρο. Εάν εξετάσατε ευκαρυωτικά κύτταρα κάτω από μικροσκόπιο, θα δείτε διακριτές δομές όλων των μορφών και μεγεθών. Τα προκαρυωτικά κύτταρα, από την άλλη πλευρά, θα φαίνονται πιο ομοιόμορφα επειδή δεν έχουν αυτές τις μεμβρανοειδείς δομές για να διασπάσουν το κύτταρο.

Γιατί λοιπόν τα οργανίδια κάνουν τα ευκαρυωτικά κύτταρα ξεχωριστά;

Σκεφτείτε οργανίδια όπως τα δωμάτια στο σπίτι σας: το καθιστικό, τα υπνοδωμάτια, τα μπάνια σας και ούτω καθεξής.Όλοι διαχωρίζονται με τοίχους - στο κελί, αυτές θα είναι οι κυτταρικές μεμβράνες - και κάθε τύπος δωματίου έχει τη δική του ξεχωριστή χρήση που, γενικά, κάνει το σπίτι σας ένα άνετο μέρος για να ζήσει. Οι Organelles εργάζονται με παρόμοιο τρόπο. όλοι έχουν διαφορετικούς ρόλους που βοηθούν τα κύτταρα σας να λειτουργούν.

Όλα αυτά τα οργανίδια βοηθούν τα ευκαρυωτικά κύτταρα να εκτελούν πιο σύνθετες λειτουργίες. Έτσι, οι οργανισμοί με ευκαρυωτικά κύτταρα - όπως οι άνθρωποι - είναι πιο πολύπλοκοι από τους προκαρυωτικούς οργανισμούς, όπως τα βακτήρια.

Ο πυρήνας: Το κέντρο ελέγχου του κυττάρου

Αφήστε τη συζήτηση για τον "εγκέφαλο" του κυττάρου: τον πυρήνα, ο οποίος κρατά το μεγαλύτερο μέρος του γενετικού υλικού των κυττάρων. Τα περισσότερα από τα κύτταρα των κυττάρων DNA βρίσκονται στον πυρήνα, οργανωμένα σε χρωμοσώματα. Στους ανθρώπους, αυτό σημαίνει 23 ζεύγη από δύο χρωμοσώματα ή 26 χρωμοσώματα συνολικά.

Ο πυρήνας είναι όπου το κύτταρό σας λαμβάνει αποφάσεις σχετικά με τα γονίδια που είναι πιο ενεργά (ή "εκφρασμένα") και ποια γονίδια θα είναι λιγότερο ενεργά (ή "κατασταλμένα"). Είναι η θέση της μεταγραφής, η οποία είναι το πρώτο βήμα προς την πρωτεϊνική σύνθεση και την έκφραση ενός γονιδίου σε μια πρωτεΐνη.

Ο πυρήνας περιβάλλεται από μια διπλή πυρηνική μεμβράνη που ονομάζεται πυρηνικός φάκελος. Ο φάκελος περιέχει πολλούς πυρηνικούς πόρους, οι οποίοι επιτρέπουν σε ουσίες, συμπεριλαμβανομένου του γενετικού υλικού και του αγγελιαφόρου RNA ή mRNA, να περάσουν μέσα και έξω από τον πυρήνα.

Και, τέλος, ο πυρήνας στεγάζει τον πυρήνα, ο οποίος είναι η μεγαλύτερη δομή στον πυρήνα. Ο πυρήνας βοηθά τα κύτταρα σας να παράγουν ριβοσώματα - περισσότερο σε αυτά σε ένα δευτερόλεπτο - και παίζει επίσης ρόλο στην απόκριση στο στρες των κυττάρων.

Το Κυτταρόπλασμα

Στη βιολογία των κυττάρων, κάθε ευκαρυωτικό κύτταρο χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: τον πυρήνα, που μόλις περιγράψαμε παραπάνω, και το κυτταρόπλασμα, το οποίο είναι, καλά, οτιδήποτε άλλο.

Το κυτταρόπλασμα στα ευκαρυωτικά κύτταρα περιέχει τα άλλα οργανίδια που δεσμεύονται με μεμβράνη και συζητείται κατωτέρω. Περιέχει επίσης μια γέλη που μοιάζει με cytosol - ένα μίγμα νερού, διαλυμένων ουσιών και δομικών πρωτεϊνών - που αποτελεί περίπου το 70% του όγκου των κυττάρων.

Η μεμβράνη πλάσματος: Το εξωτερικό όριο

Κάθε ευκαρυωτικό κύτταρο - ζωικά κύτταρα, φυτικά κύτταρα, το ονομάζετε - περιβάλλεται από μεμβράνη πλάσματος. Η δομή της μεμβράνης πλάσματος αποτελείται από πολλά συστατικά, ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου που βλέπετε, αλλά όλα μοιράζονται ένα σημαντικό συστατικό στοιχείο: μια διπλή στιβάδα φωσφολιπιδίου.

Κάθε μόριο φωσφολιπιδίου αποτελείται από α υδρόφιλο (ή το νερό που αγαπάει) φωσφορικό κεφάλαιο, συν δύο υδροφόβος (ή το νερό-μισητό) λιπαρά οξέα. Η διπλή μεμβράνη σχηματίζεται όταν δύο στρώματα φωσφολιπιδίων ευθυγραμμίζουν την ουρά με την ουρά, με τα λιπαρά οξέα να σχηματίζουν το εσωτερικό στρώμα της μεμβράνης και τις φωσφορικές ομάδες στο εξωτερικό.

Αυτή η διάταξη δημιουργεί ξεχωριστά σύνορα για το κύτταρο, καθιστώντας κάθε ευκαρυωτικό κύτταρο τη δική του ξεχωριστή μονάδα.

Υπάρχουν και άλλα συστατικά της μεμβράνης πλάσματος. Οι πρωτεΐνες μέσα στη μεμβράνη πλάσματος βοηθούν τα υλικά μεταφοράς μέσα και έξω από το κύτταρο και λαμβάνουν επίσης χημικά σήματα από το περιβάλλον στο οποίο μπορούν να αντιδράσουν τα κύτταρα σας.

Μερικές από τις πρωτεΐνες στη μεμβράνη πλάσματος (μια ομάδα που ονομάζεται γλυκοπρωτεΐνες) έχουν επίσης συνδεδεμένους υδατάνθρακες. Οι γλυκοπρωτεΐνες λειτουργούν ως "ταυτοποίηση" για τα κύτταρα σας και παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανοσία.

Ο κυτταροσκελετός: Η κυτταρική υποστήριξη

Εάν μια κυτταρική μεμβράνη δεν ακούγεται ήχος όλα ότι ισχυρό και ασφαλές, youre σωστό - δεν είναι! Έτσι, τα κύτταρα σας χρειάζονται έναν κυτταρόσκελο από κάτω για να βοηθήσουν στη διατήρηση του κυτταρικού σχήματος. Ο κυτταροσκελετός αποτελείται από δομικές πρωτεΐνες που είναι αρκετά ισχυρές για να υποστηρίξουν το κύτταρο και αυτό μπορεί να βοηθήσει το κύτταρο να αναπτυχθεί και να κινηθεί.

Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι νηματίων που συνθέτουν τον ευκαρυωτικό κυτταροσκελετό:

Ο κυτταροσκελετός είναι ο λόγος για τον οποίο τα ευκαρυωτικά κύτταρα μπορούν να πάρουν πολύ περίπλοκα σχήματα (δείτε αυτό το τρελό νευρικό σχήμα!) Χωρίς να καταρρέουν.

Το Centrosome

Κοιτάξτε ένα ζωικό κύτταρο στο μικροσκόπιο και θα βρείτε ένα άλλο οργανίδιο, το κεντρόσωμα, το οποίο σχετίζεται στενά με τον κυτταρόπλασμα.

Το κεντρόσωμα λειτουργεί ως το κύριο κέντρο οργάνωσης μικροσωληνίσκων (ή MTOC) του κυττάρου. Το κεντρόσωμα διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη μίτωση - τόσο πολύ που τα ελαττώματα στο κεντρόσωμα συνδέονται με τις ασθένειες κυτταρικής ανάπτυξης, όπως ο καρκίνος.

Θα βρείτε το κεντρόσωμα μόνο σε ζωικά κύτταρα. Τα φυτικά και μυκητιακά κύτταρα χρησιμοποιούν διαφορετικούς μηχανισμούς για να οργανώσουν τους μικροσωληνίσκους τους.

Το Cell Wall: Ο Προστατευτικός

Ενώ όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα περιέχουν κυτταροσκελετά, ορισμένοι τύποι κυττάρων - όπως τα φυτικά κύτταρα - έχουν κυτταρικό τοίχωμα για ακόμα μεγαλύτερη προστασία. Σε αντίθεση με την κυτταρική μεμβράνη, η οποία είναι σχετικά υγρή, το κυτταρικό τοίχωμα είναι μια άκαμπτη δομή που βοηθά στη διατήρηση του σχήματος του κυττάρου.

Το ακριβές μακιγιάζ του κυτταρικού τοιχώματος εξαρτάται από το είδος του οργανισμού που βλέπετε (άλγη, μύκητες και φυτικά κύτταρα έχουν όλα τα ξεχωριστά κυτταρικά τοιχώματα). Αλλά γενικά είναι από πολυσακχαρίτες, που είναι σύνθετοι υδατάνθρακες, καθώς και δομικές πρωτεΐνες για υποστήριξη.

Το τοίχωμα των φυτικών κυττάρων είναι μέρος του τι βοηθά τα φυτά να στέκονται ευθεία (τουλάχιστον μέχρι να στερηθούν από το νερό που αρχίζουν να μαραίνονται) και να αντέχουν σε περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως ο άνεμος. Λειτουργεί επίσης ως ημιδιαπερατή μεμβράνη, επιτρέποντας σε ορισμένες ουσίες να περάσουν μέσα και έξω από το κελί.

Το ενδοπλασματικό δίκτυο: ο κατασκευαστής

Αυτά τα ριβοσώματα που παράγονται στον πυρήνα;

Θα βρείτε μια δέσμη em στο ενδοπλασματικό δίκτυο, ή ER. Συγκεκριμένα θα τους βρείτε στο τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο (ή RER), η οποία παίρνει το όνομά της από την "τραχιά" εμφάνιση που έχει χάρη σε όλα αυτά τα ribosomes.

Σε γενικές γραμμές, το ER είναι το εργοστάσιο παραγωγής του κυττάρου και η υπεύθυνη για την παραγωγή ουσιών που τα κύτταρα σας πρέπει να αναπτυχθούν. Στο RER, τα ριβοσώματα εργάζονται σκληρά για να βοηθήσουν τα κύτταρα σας να παράγουν χιλιάδες και χιλιάδες διαφορετικές πρωτεΐνες που τα κύτταρα σας χρειάζονται για να επιβιώσουν.

Υπάρχει επίσης ένα μέρος του ER δεν καλυμμένο με ριβοσώματα, που ονομάζεται ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο (ή SER). Το SER βοηθά τα κύτταρα σας να παράγουν λιπίδια, συμπεριλαμβανομένων των λιπιδίων που σχηματίζουν τη μεμβράνη του πλάσματος και τις μεμβράνες των οργανιδίων. Βοηθά επίσης να παράγει ορισμένες ορμόνες, όπως το οιστρογόνο και η τεστοστερόνη.

Η συσκευή Golgi: Η μονάδα συσκευασίας

Ενώ το ER είναι το εργοστάσιο κατασκευής του κυττάρου, η συσκευή Golgi, που καλείται μερικές φορές το σώμα Golgi, είναι το εργοστάσιο συσκευασίας του κυττάρου.

Η συσκευή Golgi παίρνει τις πρωτεΐνες που παράγονται πρόσφατα στο ER και τις "πακετάρει" έτσι ώστε να μπορούν να λειτουργήσουν σωστά στο κύτταρο. Επίσης, συσκευάζει τις ουσίες σε μικρές μεμβράνες-δεσμευμένες μονάδες που ονομάζονται κυστίδια, και στη συνέχεια theyre αποσταλεί στην κατάλληλη θέση τους στο κελί.

Η συσκευή Golgi αποτελείται από μικρούς σάκους που ονομάζονται cisternae (μοιάζουν με μια στοίβα από τηγανίτες κάτω από ένα μικροσκόπιο) που βοηθούν τα υλικά επεξεργασίας. ο cis το πρόσωπο της συσκευής golgi είναι η εισερχόμενη πλευρά που δέχεται νέα υλικά, και το trans το πρόσωπο είναι η εξερχόμενη πλευρά που τα απελευθερώνει.

Λυσοσόμους: Τα "Στομάχια" του Κυττάρου

Τα λυσοσώματα παίζουν επίσης βασικό ρόλο στην επεξεργασία πρωτεϊνών, λιπών και άλλων ουσιών. Είναι μικρά, μεμβράνη που συνδέονται organelles, και theyre πολύ όξινο, το οποίο τους βοηθά να λειτουργούν όπως το "στομάχι" του κυττάρου σας.

Η δουλειά των λυσοσωμάτων είναι να χωνέψουν τα υλικά, διασπώντας ανεπιθύμητες πρωτεΐνες, υδατάνθρακες και λιπίδια ώστε να μπορούν να αφαιρεθούν από την κυψέλη. Τα λυσοσώματα είναι ένα ιδιαίτερα σημαντικό μέρος των κυττάρων του ανοσοποιητικού σας επειδή μπορούν να χωνέψουν τα παθογόνα - και να τα κρατήσουν από το να σας βλάψουν γενικά.

Το Μιτοχόνδριο: Η Ισχύς

Έτσι πού παίρνει η κυψέλη σας την ενέργεια για όλα όσα κατασκευάζουν και μεταφέρουν; Τα μιτοχόνδρια, που μερικές φορές ονομάζονται η δύναμη ή η μπαταρία της κυψέλης. Το μοναδικό των μιτοχονδρίων είναι το μιτοχόνδριο.

Όπως πιθανώς μαντέψατε, τα μιτοχόνδρια είναι οι κύριοι τόποι παραγωγής ενέργειας. Συγκεκριμένα, όπου συμβαίνουν οι δύο τελευταίες φάσεις κυτταρικής αναπνοής - και η θέση όπου το κύτταρο παράγει το μεγαλύτερο μέρος της χρησιμοποιήσιμης ενέργειας του, με τη μορφή ΑΤΡ.

Όπως τα περισσότερα οργανίδια, περιβάλλεται από λιπιδική διπλοστοιβάδα. Αλλά τα μιτοχόνδρια έχουν στην πραγματικότητα δύο μεμβράνες (εσωτερική και εξωτερική μεμβράνη). Η εσωτερική μεμβράνη είναι πολύ διπλωμένη στον εαυτό της για περισσότερη επιφάνεια, η οποία δίνει σε κάθε μιτοχόνδριο περισσότερο χώρο για να πραγματοποιήσει χημικές αντιδράσεις και να παράγει περισσότερο καύσιμο για το κύτταρο.

Διαφορετικοί τύποι κυττάρων έχουν διαφορετικούς αριθμούς μιτοχονδρίων. Τα κύτταρα του ήπατος και των μυών, για παράδειγμα, είναι ιδιαίτερα πλούσια σε αυτά.

Περοξυσώματα

Ενώ τα μιτοχόνδρια μπορεί να είναι η δύναμη του κυττάρου, το υπεροξυσμό είναι ένα κεντρικό μέρος του μεταβολισμού των κυττάρων.

Αυτό επειδή τα υπεροξυσώματα βοηθούν στην απορρόφηση θρεπτικών ουσιών μέσα στα κύτταρα σας και έρχονται γεμάτα με πεπτικά ένζυμα για να τα σπάσουν. Τα υπεροξυσώματα περιέχουν επίσης και εξουδετερώνουν το υπεροξείδιο του υδρογόνου - το οποίο θα μπορούσε διαφορετικά να βλάψει το DNA ή τις κυτταρικές μεμβράνες σας - για να προωθήσει τη μακροπρόθεσμη υγεία των κυττάρων σας.

Ο χλωροπλάστης: Το θερμοκήπιο

Όχι κάθε κύτταρο περιέχει χλωροπλάστες - δεν βρίσκονται σε φυτικά ή μυκητιακά κύτταρα, αλλά βρίσκονται σε φυτικά κύτταρα και μερικά φύκια - αλλά αυτά που τα βάζουν σε καλή χρήση. Οι χλωροπλάστες είναι η θέση της φωτοσύνθεσης, το σύνολο των χημικών αντιδράσεων που βοηθούν ορισμένους οργανισμούς να παράγουν χρησιμοποιήσιμη ενέργεια από το ηλιακό φως και επίσης να βοηθήσουν στην απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα.

Οι χλωροπλάστες είναι γεμάτοι με πράσινες χρωστικές ουσίες που ονομάζονται χλωροφύλλη, οι οποίες συλλαμβάνουν συγκεκριμένα μήκη κύματος φωτός και απενεργοποιούν τις χημικές αντιδράσεις που συνθέτουν τη φωτοσύνθεση. Κοιτάξτε μέσα σε ένα χλωροπλάστη και θα βρείτε πανομοιότυπες στοίβες υλικού που ονομάζεται θυλακοειδή, που περιβάλλεται από ανοιχτό χώρο (ονομάζεται στρώμα).

Κάθε θυλακοειδές έχει τη δική του μεμβράνη - την θυλακοειδής μεμβράνη - επίσης.

Το Vacuole

Ελέγξτε έξω ένα φυτικό κύτταρο κάτω από το μικροσκόπιο και είστε πιθανό να δείτε ένα μεγάλο φούσκα καταλαμβάνουν αρκετό χώρο. Αυτό είναι το κεντρικό κενοτόπιο.

Στα φυτά, το κεντρικό κενοτόπιο γεμίζει με νερό και διαλυμένες ουσίες και μπορεί να γίνει τόσο μεγάλο ώστε να καλύπτει τα τρία τέταρτα του κελιού. Εφαρμόζει πίεση κοπράνων στο τοίχωμα του κυττάρου για να "φουσκώνει" το κελί έτσι ώστε η μονάδα να μπορεί να σηκωθεί ευθεία.

Άλλοι τύποι ευκαρυωτικών κυττάρων, όπως τα ζωικά κύτταρα, έχουν μικρότερα κενοτόπια. Τα διαφορετικά κενοτόπια βοηθούν στην αποθήκευση θρεπτικών ουσιών και αποβλήτων, έτσι ώστε να παραμένουν οργανωμένα μέσα στο κελί.

Φυτικά κύτταρα έναντι κυττάρων ζώων

Χρειάζεστε μια ανανέωση των μεγαλύτερων διαφορών μεταξύ φυτικών και ζωικών κυττάρων; Σας έχουμε καλύψει: