Еукариотна клетка: определение, структура и функция (с аналогия и диаграма)

Както вече научихте, клетки са основната житейска единица.

И независимо дали се надявате да изпитате тестовете си по биология в гимназията или гимназията или търсите опресняване преди биологията в колежа, знанието еукариотната клетъчна структура е задължително.

Прочетете за общ преглед, който ще обхване всичко, което трябва да знаете за (повечето) курсове по биология в гимназията и гимназията. Следвайте връзките за подробни ръководства за всяка клетъчна органела, за да организирате курсовете си.

Какво точно представляват еукариотните клетки? Те са една от двете основни класификации на клетките - еукариотни и прокариотичен. Те са и по-сложните от двете. Еукариотните клетки включват животински клетки - включително човешки клетки - растителни клетки, гъбични клетки и водорасли.

Еукариотните клетки се характеризират с мембранно свързано ядро. Това се различава от прокариотните клетки, които имат нуклеоид - регион, който е плътен с клетъчна ДНК - но всъщност нямат отделно свързано с мембраната отделение като ядрото.

Еукариотните клетки също имат органели, които са мембранно свързани структури, намиращи се в клетката. Ако погледнете еукариотните клетки под микроскоп, ще видите различни структури от всякакви форми и размери. Прокариотните клетки, от друга страна, биха изглеждали по-еднородни, защото нямат тези структури, свързани с мембраната, за да разбият клетката.

И така, защо органелите правят еукариотните клетки специални?

Мисля за органели като стаи в дома ви: вашата всекидневна, спални, бани и така нататък. Всички те са разделени от стени - в клетката това биха били клетъчните мембрани - и всеки тип стая има свое отделно предназначение, което като цяло прави дома ви удобно място за живеене. Органелите действат по подобен начин; всички те имат различни роли, които помагат на вашите клетки да функционират.

Всички тези органели помагат на еукариотните клетки да изпълняват по-сложни функции. И така, организмите с еукариотни клетки - като хората - са по-сложни от прокариотните организми, като бактериите.

Нека поговорим за "мозъка" на клетката: ядро, който съхранява по-голямата част от генетичния материал на клетката. Повечето от ДНК на вашата клетка се намира в ядрото, организирани в хромозоми. При хората това означава 23 двойки две хромозоми или 26 хромозоми като цяло.

Ядрото е мястото, където клетката ви взема решения за това кои гени ще бъдат по-активни (или „експресирани“) и кои гени ще бъдат по-малко активни (или „потиснати“). Това е мястото на транскрипция, което е първата стъпка към синтеза на протеини и изразяване на a ген в протеин.

Ядрото е заобиколено от двуслойна ядрена мембрана, наречена ядрена обвивка. Обвивката съдържа няколко ядрени пори, които позволяват вещества, включително генетичен материал и пратеник РНК или иРНК, за да премине в и извън ядрото.

И накрая, в ядрото се помещава ядрото, което е най-голямата структура в ядрото. Ядрото помага на вашите клетки да произвеждат рибозоми - повече от тези в секунда - и също така играе роля в реакцията на стрес на клетката.

В клетъчната биология всяка еукариотна клетка е разделена на две категории: ядрото, което току-що описахме по-горе, и цитоплазмата, което е, добре, всичко останало.

The цитоплазма в еукариотните клетки съдържа другите органели, свързани с мембраната, които ще обсъдим по-долу. Съдържа също гелоподобно вещество, наречено цитозол - смес от вода, разтворени вещества и структурни протеини - което съставлява около 70 процента от обема на клетката.

Всяка еукариотна клетка - животински клетки, растителни клетки, както го наричате - е обгърната от плазмена мембрана. The структура на плазмената мембрана се състои от няколко компонента, в зависимост от типа клетка, която гледате, но всички те споделят един основен компонент: фосфолипиден двуслой.

Всяка фосфолипидна молекула е изградена от a хидрофилен (или водолюбива) фосфатна глава, плюс две хидрофобни (или ненавиждащи водата) мастни киселини. Двойната мембрана се образува, когато два слоя фосфолипиди се нареждат от опашка до опашка, като мастните киселини образуват вътрешния слой на мембраната, а фосфатните групи отвън.

Тази подредба създава различни граници за клетката, правейки всяка еукариотна клетка своя отделна единица.

Има и други компоненти на плазмената мембрана. Протеините в плазмената мембрана спомагат за транспортирането на материали в и извън клетката, а също така получават химически сигнали от околната среда, на която клетките ви могат да реагират.

Някои от протеините в плазмената мембрана (група, наречена гликопротеини) също имат свързани въглехидрати. Гликопротеините действат като „идентификация“ на вашите клетки и те играят важна роля за имунитета.

Ако клетъчната мембрана не звучи всичко че силна и сигурна, права си - не е! Така че клетките ви се нуждаят от цитоскелет отдолу, за да помогнат за поддържане на формата на клетката. Цитоскелетът се състои от структурни протеини, които са достатъчно силни, за да поддържат клетката и които дори могат да помогнат на клетката да расте и да се движи.

Има три основни типа нишки, които изграждат еукариотния клетъчен цитоскелет:

• Микротубули: Това са най-големите нишки в цитоскелета и са направени от протеин, наречен тубулин. Те са изключително здрави и устойчиви на компресия, така че са от ключово значение за поддържане на вашите клетки в правилната форма. Те също играят роля в подвижност или подвижност на клеткитеи те също така помагат за транспортирането на материал в клетката.

• Междинни нишки: Тези средно големи нишки са направени от кератин (който, FYI, е и основният протеин, открит в кожата, ноктите и косата ви). Те работят заедно с микротубулите, за да подпомогнат поддържането на формата на клетката.

• Микрофиламенти: Най-малкият клас нишки в цитоскелета, микрофиламентите са направени от протеин, наречен актин. Актинът е силно динамичен - актиновите влакна могат лесно да станат по-къси или по-дълги, в зависимост от нуждите на вашата клетка. Актиновите нишки са особено важни за цитокинезата (когато една клетка се разделя на две в края на митозата) и също играе ключова роля в клетъчния транспорт и мобилността.

Цитоскелетът е причината еукариотните клетки да приемат много сложни форми (вижте тази луда форма на нерв!) без, е, да се срутят върху себе си.

Погледнете животинска клетка на микроскопа и ще намерите друга органела, центрозома, което е тясно свързано с цитоскелета.

Центрозомата функционира като основен център за организиране на микротубули (или MTOC) на клетката. Центрозомата играе решаваща роля в митозата - толкова много, че дефектите в центрозомата са свързани със заболявания на клетъчния растеж, като рак.

Ще намерите центрозомата само в животински клетки. Растителните и гъбичните клетки използват различни механизми за организиране на своите микротубули.

Докато всички еукариотни клетки съдържат цитоскелет, някои видове клетки - като растителни клетки - имат клетъчна стена за още по-голяма защита. За разлика от клетъчната мембрана, която е относително течна, клетъчна стена е твърда структура, която помага да се поддържа формата на клетката.

Точният състав на клетъчната стена зависи от вида на организма, който гледате (водорасли, гъбички и растителни клетки имат различни клетъчни стени). Но те обикновено са направени от полизахариди, които са сложни въглехидрати, както и структурни протеини за подпомагане.

Растителната клетъчна стена е част от това, което помага на растенията да се изправят изправени (поне докато не са толкова лишени от вода, че започват да увяхват) и да се изправят срещу фактори на околната среда като вятъра. Той също така функционира като полупропусклива мембрана, позволявайки на определени вещества да преминат в и извън клетката.

Тези рибозоми, произведени в ядрото?

Ще намерите куп от тях в ендоплазмен ретикулум или ER. По-конкретно ще ги намерите в груб ендоплазмен ретикулум (или RER), което получава името си от "грубия" външен вид, който има благодарение на всички тези рибозоми.

Като цяло ER е производственият завод на клетката и той е отговорен за производството на вещества, които клетките ви трябва да растат. В RER рибозомите работят усилено, за да помогнат на вашите клетки да произвеждат хиляди и хиляди различни протеини, от които клетките ви се нуждаят, за да оцелеят.

Има и част от ER не покрити с рибозоми, наречени гладък ендоплазмен ретикулум (или SER). SER помага на вашите клетки да произвеждат липиди, включително липидите, които образуват плазмената мембрана и органелните мембрани. Той също така помага да се произвеждат някои хормони, като естроген и тестостерон.

Докато ER е производственият завод на клетката, апарат на Голджи, понякога наричано тялото на Голджи, е опаковъчното растение на клетката.

Апаратът на Голджи приема новосъздадени протеини в ER и ги „опакова“, за да могат да функционират правилно в клетката. Той също така пакетира вещества в малки свързани с мембраната единици, наречени везикули, и след това те се изпращат на подходящото им място в клетката.

Апаратът на Голджи е изграден от малки торбички, наречени цистерни (приличат на стек палачинки под микроскоп), които помагат за обработката на материали. The цис лицето на апарата за голджи е входящата страна, която приема нови материали, и транс face е изходящата страна, която ги освобождава.

Лизозоми също играят ключова роля в обработката на протеини, мазнини и други вещества. Те са малки, свързани с мембраната органели и са силно киселинни, което им помага да функционират като "стомаха" на вашата клетка.

Задачата на лизозомите е да усвоява материалите, разграждайки нежеланите протеини, въглехидрати и липиди, за да могат да бъдат отстранени от клетката. Лизозомите са особено важна част от вашите имунни клетки, тъй като те могат да смилат патогени - и да им попречат да ви навредят като цяло.

И така, откъде вашата клетка получава енергията за цялото това производство и доставка? The митохондрии, понякога наричан електростанция или батерия на клетката. Единствено число на митохондриите е митохондрия.

Както вероятно се досещате, митохондриите са основните места за производство на енергия. По-точно те са там, където са последните две фази на клетъчно дишане - и мястото, където клетката произвежда по-голямата част от използваемата си енергия, под формата на ATP.

Подобно на повечето органели, те са заобиколени от липиден двуслой. Но всъщност митохондриите имат две мембрани (вътрешна и външна мембрана). Вътрешната мембрана е тясно сгъната в себе си за по-голяма повърхност, което дава на всяка митохондрия повече пространство за провеждане на химични реакции и производство на повече гориво за клетката.

Различните видове клетки имат различен брой митохондрии. Чернодробните и мускулните клетки например са особено богати на тях.

Докато митохондриите могат да бъдат двигателят на клетката, пероксизома е централна част от метаболизма на клетката.

Това е така, защото пероксизомите помагат за усвояването на хранителните вещества в клетките ви и са пълни с храносмилателни ензими, за да ги разграждат. Пероксизомите също така съдържат и неутрализират водородния прекис - който иначе може да навреди на вашата ДНК или клетъчните мембрани - за насърчаване на дългосрочното здраве на вашите клетки.

Не всяка клетка съдържа хлоропласти - те не се намират в растителни или гъбични клетки, но се намират в растителни клетки и някои водорасли - но тези, които ги използват добре. Хлоропласти са мястото на фотосинтезата, съвкупността от химични реакции, които помагат на някои организми да произвеждат използваема енергия от слънчевата светлина и също помагат за премахването на въглеродния диоксид от атмосферата.

Хлоропластите са пълни със зелени пигменти, наречени хлорофил, които улавят определени дължини на вълната на светлината и предизвикват химичните реакции, които изграждат фотосинтезата. Погледнете вътре в хлоропласт и ще намерите наречени подобни на палачинки купчини материал тилакоиди, заобиколен от открито пространство (наречено строма).

Всеки тилакоид има своя собствена мембрана - тилакоидната мембрана - също.

Вижте растителна клетка под микроскоп и вероятно ще видите а голям балон, заемащ много място. Това е централната вакуола.

При растенията централната вакуола се запълва с вода и разтворени вещества и може да стане толкова голяма, че да заема три четвърти от клетката. Той прилага тургорен натиск върху клетъчната стена, за да помогне за „надуването“ на клетката, така че растението да може да се изправи изправено.

Други видове еукариотни клетки, като животински клетки, имат по-малки вакуоли. Различните вакуоли помагат да се съхраняват хранителни вещества и отпадъчни продукти, така че те остават организирани в клетката.

Нуждаете се от опресняване на най-големия разлики между растителните и животинските клетки? Ние ви покрихме:

• Вакуолата: Растителните клетки съдържат поне една голяма вакуола, за да поддържат формата на клетката, докато вакуолите на животните са с по-малки размери.
• Центриола: Животинските клетки имат такъв; растителните клетки не.
• Хлоропласти: Растителните клетки ги имат; животинските клетки не го правят.
  
• Клетъчната стена: Растителните клетки имат външна клетъчна стена; животинските клетки просто имат плазмената мембрана.