Клетъчна структура на животно

Клетките са основните, неприводими елементи на живота на Земята. Някои живи същества, като бактериите, се състоят само от една клетка; животни като вас включват трилиони. Самите клетки са микроскопични, но повечето от тях съдържат изумителен набор от още по-малки компоненти които всички допринасят за основната мисия за поддържане на клетката - и като разширение, на родителския организъм - жив. Животинските клетки са най-общо казано част от по-сложни форми на живот, отколкото бактериалните или растителните клетки; съответно, животинските клетки са по-сложни и сложни от техните аналози в микробния и ботаническия свят.

Може би най-лесният начин да мислим за животинска клетка е като център за изпълнение или голям, зает склад. Важно съображение, което трябва да имате внимателно, което често описва света като цяло, но е изключително приложимо по-специално за биологията, е „формата отговаря на функцията“. Това е Причината, поради която частите от животинска клетка, както и клетката като цяло, са структурирани така, както са, е много тясно свързана със задачите, на които тези части - наречени "органели" - са натоварени извършване.

Живите същества могат да бъдат разделени прокариотичен организми, които са едноклетъчни и включват:

• растения
  
• животни
  
• гъбички

Клетките на еукариотите включват мембрана около генетичния материал, създавайки ядро; прокариотите нямат такава мембрана. Също така, цитоплазмата на прокариотите не съдържа органели, които еукариотните клетки могат да се похвалят в изобилие.

The клетъчната мембрана, наричана още плазмена мембрана, образува външната граница на животинските клетки. (Растителните клетки имат клетъчни стени директно извън клетъчната мембрана за допълнителна защита и твърдост.) Мембраната е нещо повече от обикновена физическа бариера или склад за органели и ДНК; вместо това той е динамичен, със силно селективни канали, които внимателно регулират влизането и излизането на молекулите към и от клетката.

Клетъчната мембрана се състои от a фосфолипиден двуслой, или липиден двуслой. Този двуслой се състои по същество от два различни "листа" от фосфолипидни молекули с липида части от молекулите в различни слоеве се допират, а фосфатните части сочат в противоположни указания. За да разберете защо това се случва, разгледайте отделно електрохимичните свойства на липидите и фосфатите. Фосфатите са полярни молекули, което означава, че техните електрохимични заряди са разпределени неравномерно в молекулата. Вода (H₂O) също е полярна и полярните вещества са склонни да се смесват, така че фосфатите са сред веществата, обозначени като хидрофилни (т.е. привличани от вода).

Липидната част на фосфолипида съдържа две мастни киселини, които представляват дълги вериги от въглеводороди със специфични видове връзки, които оставят цялата молекула без градиент на заряда. Всъщност липидите по дефиниция са неполярни. Тъй като те реагират противоположно на начина, по който полярните молекули реагират в присъствието на вода, те се наричат ​​хидрофобни. Следователно може да мислите за цяла фосфолипидна молекула като „подобна на калмари“, като фосфатната част служи като глава и тяло, а липидът като чифт пипала. Освен това, представете си два големи „листа“ от калмари, събрани с смесени пипала и насочени в противоположни посоки глави.

Клетъчните мембрани позволяват на определени вещества да идват и си отиват. Това се случва по редица начини, включително дифузия, улеснена дифузия, осмоза и активен транспорт. Някои органели, като митохондриите, имат свои вътрешни мембрани, състоящи се от същите материали като самата плазмена мембрана.

The ядро всъщност е контролно-командният център на животинската клетка. Той съдържа ДНК, която при повечето животни е подредена в отделни хромозоми (имате 23 двойки от тях), които са разделени на малки порции, наречени гени. Гените са просто дължини на ДНК, които съдържат кода за определен протеинов продукт, който ДНК доставя на механизма за сглобяване на протеин на клетката чрез молекулата РНК (рибонуклеинова киселина).

Ядрото включва различни порции. При микроскопско изследване, тъмно петно, наречено ядрото се появява в средата на ядрото; ядрото участва в производството на рибозоми. Ядрото е заобиколено от ядрена мембрана, двойно по-късно аналогична на клетъчната мембрана. Тази обвивка, наричана още ядрена обвивка, има нишковидни протеини, прикрепени към вътрешния слой, които се простират навътре и помагат да се поддържа ДНК организирана и на място.

По време на размножаването и деленето на клетките, разцепването на самото ядро ​​на две дъщерни ядра се нарича цитокинеза. Отделянето на ядрото от останалата част от клетката е полезно за запазване на ДНК, изолирана от други клетъчни дейности, като свежда до минимум шансовете тя да бъде повредена. Това също така позволява изискан контрол на непосредствената клетъчна среда, която може да се различава от цитоплазмата на клетката като цяло.

Тези органели, които се намират и в неживотински клетки, са отговорни за протеиновия синтез, който се случва в цитоплазмата. Синтезът на протеини се задейства, когато ДНК в ядрото претърпи процес, наречен транскрипция, който е направа на РНК с химичен код, съответстващ на точната лента от ДНК, от която е направена (пратеник РНК или иРНК). ДНК и РНК се състоят от мономери (единични повтарящи се единици) от нуклеотиди, които съдържат захар, фосфатна група и част, наречена азотна основа. ДНК включва четири различни такива основи (аденин, гуанин, цитозин и тимин) и последователността им в дълга ивица ДНК е кодът на продукта, синтезиран в крайна сметка върху рибозомите.

Когато новоизградената иРНК се премести от ядрото към рибозомите в цитоплазмата, може да започне синтез на протеин. Самите рибозоми са направени от един вид РНК, наречена рибозомна РНК (рРНК). Рибозомите се състоят от две протеинови субединици, едната от които с около 50 процента по-масивна от другата. тРНК се свързва с определено място на рибозомата и дължините на молекулата три основи наведнъж се „отчитат“ и се използва за получаване на един от около 20 различни вида аминокиселини, които са основните градивни елементи на протеини. Тези аминокиселини се пренасят към рибозомите от трети вид РНК, наречена трансферна РНК (тРНК).

Митохондрии са очарователни органели, които играят особено важна роля в метаболизма на животните и еукариотите като цяло. Те, подобно на ядрото, са затворени от двойна мембрана. Те имат една основна функция: да доставят възможно най-много енергия, използвайки въглехидратни източници на гориво при условия на достатъчна наличност на кислород.

Първата стъпка в метаболизма на животинските клетки е разграждането на глюкозата, постъпваща в клетката, до вещество, наречено пируват. Това се казва гликолиза и възниква независимо дали кислородът присъства или не. Когато липсва достатъчно кислород, пируват се подлага на ферментация, за да се превърне в лактат, което осигурява краткотраен изблик на клетъчна енергия. В противен случай пируватът навлиза в митохондриите и се подлага на аеробно дишане.

Аеробното дишане включва два процеса със собствени стъпки. Първият се провежда в митохондриалната матрица (подобно на собствената цитоплазма на клетката) и се нарича цикъл на Кребс, цикъл на трикарбоксилната киселина (TCA) или цикълът на лимонената киселина. Този цикъл генерира високоенергийни електронни носители за следващия процес, електронната транспортна верига. Електронно-транспортните верижни реакции се появяват върху митохондриалната мембрана, а не в матрицата, където работи цикълът на Кребс. Това физическо разделяне на задачите, макар и не винаги да изглежда най-ефективно отвън, помага да се осигури минимум грешки от ензимите в дихателните пътища, просто тъй като наличието на различни секции на универсален магазин свежда до минимум шансовете ви да се ликвидирате с грешна покупка, дори ако трябва да влезете в магазина, доста начини да стигнете до то.

Тъй като аеробният метаболизъм доставя много повече енергия от АТФ (аденозин трифосфат) на човек молекула глюкоза, отколкото ферментацията, тя винаги е "предпочитаният" път и стои като триумф на еволюция.

Смята се, че митохондриите са били свободно стоящи прокариотни организми по едно време, преди милиони и милиони години, преди да се включат в това, което днес се наричат ​​еукариотни клетки. Това се нарича теория за ендосимбионтите, която оказва дълъг път към обяснението на много характеристики на митохондриите, които иначе биха били неуловими за молекулярните биолози. Изглежда, че еукариотите на практика са отвлекли цял производител на енергия, вместо да се наложи да еволюира от него по-малки компоненти, е може би основният фактор при животните и другите еукариоти да могат да процъфтяват толкова дълго, колкото те имат.

Апарат на Голджи: Наричани още тела на Голджи, апарат на Голджи е център за обработка, опаковане и сортиране на протеини и липиди, произведени другаде в клетката. Те обикновено имат външен вид „стек палачинки“. Това са везикули или малки мембранно обвързани торбички, които се откъсват от външните ръбове на дисковете в телата на Голджи, когато съдържанието им е готово за доставяне в други части на клетката. Полезно е телата на Golgi да бъдат представени като пощенски станции или центрове за сортиране и доставка на поща, с всеки везикул откъсване от основната "сграда" и образуване на затворена собствена капсула, наподобяваща камион за доставка или железопътен вагон.

Телата на Голджи произвеждат лизозоми, които съдържат мощни ензими, които могат да разграждат стари и износени клетъчни компоненти или бездомни молекули, които не трябва да бъдат в клетката.

Ендоплазмения ретикулум: The ендоплазмения ретикулум (ER) е колекция от пресичащи се тръби и сплескани везикули. Тази мрежа започва от ядрото и се простира през цитоплазмата до клетъчната мембрана. Те се използват, както вече сте събрали от тяхното положение и структура, за транспортиране на вещества от една част на клетката до следващата; по-точно те служат като канал, в който може да се осъществи този транспорт.

Има два вида ER, различаващи се дали имат прикрепени рибозоми или не. Грубият ER се състои от подредени везикули, към които са прикрепени много рибозоми. В грубата ER олигозахаридните групи (относително къси захари) са прикрепени към малки протеини, докато преминават по пътя към други органели или секреторни везикули. Гладката ER, от друга страна, няма рибозоми. Гладката ER поражда везикули, носещи протеини и липиди, а също така е способна да поглъща и инактивира вредни химикали, като по този начин изпълнява нещо като унищожител-икономка-охранителна функция, както и да бъде транспорт тръбопровод.