Eukaryotická buňka: definice, struktura a funkce (s analogií a schématem)

Jak jste se již dozvěděli, buňky jsou základní jednotkou života.

A ať už doufáte, že zvládnete své biologické testy na střední nebo střední škole, nebo hledáte osvěžovač před biologií na vysoké škole, znalostní eukaryotická buněčná struktura je nutností.

Čtěte dále a získáte obecný přehled, který pokryje vše, co potřebujete vědět pro (většinu) kurzů biologie pro střední a střední školy. Postupujte podle odkazů na podrobné průvodce ke každé buněčné organelce a pokračujte ve svých kurzech.

Co přesně jsou eukaryotické buňky? Jsou jednou ze dvou hlavních klasifikací buněk - eukaryotických a prokaryotický. Jsou také složitější z těchto dvou. Mezi eukaryotické buňky patří zvířecí buňky - včetně lidských buněk - rostlinných buněk, buněk hub a řas.

Eukaryotické buňky jsou charakterizovány jádrem vázaným na membránu. To se liší od prokaryotických buněk, které mají nukleoid - oblast, která je hustá s buněčnou DNA - ale ve skutečnosti nemají samostatnou komoru vázanou na membránu, jako je jádro.

Eukaryotické buňky mají také organely, což jsou struktury vázané na membránu, které se nacházejí v buňce. Pokud byste se podívali na eukaryotické buňky pod mikroskopem, viděli byste odlišné struktury všech tvarů a velikostí. Na druhé straně by prokaryotické buňky vypadaly jednotněji, protože nemají takové struktury vázané na membránu, aby buňku rozbily.

Proč tedy organely ozvláštňují eukaryotické buňky?

Myslet na organely jako pokoje ve vašem domě: váš obývací pokoj, ložnice, koupelny atd. Všechny jsou odděleny zdmi - v buňce by to byly buněčné membrány - a každý typ místnosti má své vlastní odlišné použití, díky kterému je váš domov celkově pohodlným místem k životu. Organely fungují podobným způsobem; všichni mají odlišné role, které pomáhají vašim buňkám fungovat.

Všechny tyto organely pomáhají eukaryotickým buňkám vykonávat složitější funkce. Organismy s eukaryotickými buňkami - jako lidé - jsou tedy složitější než prokaryotické organismy, jako jsou bakterie.

Pojďme si povídat o „mozku“ buňky: o jádro, který obsahuje většinu genetického materiálu buňky. Většina DNA vaší buňky je umístěna v jádru a je uspořádána do chromozomů. U lidí to znamená 23 párů dvou chromozomů, nebo 26 chromozomy celkově.

Jádro je místo, kde vaše buňka rozhoduje o tom, které geny budou aktivnější (nebo „exprimované“) a které geny budou méně aktivní (nebo „potlačené“). Je to místo transkripce, což je první krok k syntéze bílkovin a expresi a gen na protein.

Jádro je obklopeno dvouvrstvou jadernou membránou nazývanou jaderná obálka. Obálka obsahuje několik jaderných pórů, které umožňují látky, včetně genetického materiálu a poselské RNA nebo mRNA, projít do a ven z jádra.

A konečně, v jádře je umístěno jádro, které je největší strukturou v jádru. Nukleolus pomáhá vašim buňkám produkovat ribozomy - více na sekundu - a také hraje roli při stresové reakci buňky.

V buněčné biologii je každá eukaryotická buňka rozdělena do dvou kategorií: jádro, které jsme právě popsali výše, a cytoplazma, což je, no, všechno ostatní.

The cytoplazma v eukaryotických buňkách obsahuje další na membránu vázané organely, o kterých pojednáme níže. Obsahuje také gelovitou látku zvanou cytosol - směs vody, rozpuštěných látek a strukturních bílkovin - která tvoří asi 70 procent objemu buňky.

Každá eukaryotická buňka - živočišné buňky, rostlinné buňky, jak to pojmenujete - je obalena plazmatickou membránou. The struktura plazmatické membrány se skládá z několika komponent, v závislosti na typu buňky, na kterou se díváte, ale všechny sdílejí jednu hlavní komponentu: fosfolipidová dvojvrstva.

Každá molekula fosfolipidu je tvořena a hydrofilní (nebo vodou milující) fosfátová hlava plus dvě hydrofobní (nebo nenávidí vodu) mastné kyseliny. Dvojitá membrána se tvoří, když se dvě vrstvy fosfolipidů srovnávají ocasem s ocasem, přičemž mastné kyseliny tvoří vnitřní vrstvu membrány a fosfátové skupiny na vnější straně.

Toto uspořádání vytváří zřetelné hranice pro buňku, čímž se každá eukaryotická buňka stává svou vlastní odlišnou jednotkou.

Existují i ​​další složky plazmatické membrány. Proteiny v plazmatické membráně pomáhají transportovat materiály do a ven z buňky a také přijímají chemické signály z prostředí, na které mohou vaše buňky reagovat.

Některé z proteinů v plazmatické membráně (skupina tzv glykoproteiny) mají také připojené sacharidy. Glykoproteiny působí jako „identifikace“ vašich buněk a hrají důležitou roli v imunitě.

Pokud buněčná membrána nezní Všechno tak silný a bezpečný, máte pravdu - není! Vaše buňky tedy potřebují pod sebou cytoskelet, aby udržovaly tvar buňky. Cytoskelet je tvořen strukturními proteiny, které jsou dostatečně silné, aby podporovaly buňku, a které mohou dokonce pomoci buňce růst a pohybovat se.

Existují tři hlavní typy vláken, které tvoří cytoskeleton eukaryotických buněk:

• Mikrotubuly: Jedná se o největší vlákna v cytoskeletu a jsou vyrobena z proteinu zvaného tubulin. Jsou extrémně silné a odolné vůči kompresi, takže jsou klíčem k udržení vašich buněk ve správném tvaru. Hrají také roli v motilita nebo mobilita buněka také pomáhají transportovat materiál v buňce.

• Mezilehlá vlákna: Tato středně velká vlákna jsou vyrobena z keratinu (který je, FYI, také hlavním proteinem ve vaší pokožce, nehtech a vlasech). Společně s mikrotubuly pomáhají udržovat tvar buňky.

• Mikrovlákna: Nejmenší třída vláken v cytoskeletu, mikrofilamenta jsou vyrobena z bílkoviny zvané aktin. Aktin je vysoce dynamický - aktinová vlákna se mohou snadno zkrátit nebo prodloužit, podle toho, co vaše buňka potřebuje. Aktinová vlákna jsou zvláště důležitá pro cytokinezi (když se jedna buňka na konci mitózy rozdělí na dvě) a také hrají klíčovou roli v buněčném transportu a mobilitě.

Cytoskelet je důvod, proč mohou eukaryotické buňky nabývat velmi složitých tvarů (podívejte se na tento šílený tvar nervů!) aniž by se zhroutili do sebe.

Podívejte se na zvířecí buňku na mikroskopu a najdete další organelu, centrozom, který úzce souvisí s cytoskeletem.

Centrosom funguje jako hlavní organizační centrum mikrotubulů (nebo MTOC) buňky. Centrosom hraje klíčovou roli v mitóze - natolik, že defekty v centrosomu jsou spojeny s chorobami buněčného růstu, jako je rakovina.

Centrozom najdete pouze ve zvířecích buňkách. Rostlinné a houbové buňky používají různé mechanismy k uspořádání svých mikrotubulů.

Zatímco všechny eukaryotické buňky obsahují cytoskelet, některé typy buněk - jako jsou rostlinné buňky - mají buněčnou stěnu pro ještě větší ochranu. Na rozdíl od buněčné membrány, která je relativně tekutá, buněčná stěna je tuhá struktura, která pomáhá udržovat tvar buňky.

Přesný makeup buněčné stěny závisí na tom, na jaký typ organismu se díváte (řasy, houby a rostlinné buňky mají všechny odlišné buněčné stěny). Ale obecně jsou vyrobeny z polysacharidy, což jsou komplexní sacharidy a také strukturní proteiny pro podporu.

Buněčná stěna rostlin je součástí toho, co pomáhá rostlinám postavit se rovně (přinejmenším, dokud nejsou tak zbaveny vody, že začnou vadnout) a postavit se faktorům prostředí, jako je vítr. Funguje také jako polopropustná membrána, která umožňuje určitým látkám procházet do buňky a ven z ní.

Ty ribozomy produkované v nukleolu?

Najdete v nich spoustu endoplazmatické retikulum nebo ER. Konkrétně je najdete v hrubé endoplazmatické retikulum (nebo RER), který dostává své jméno podle „drsného“ vzhledu, který má díky všem těmto ribozomům.

ER je obecně výrobním závodem buňky a je zodpovědný za produkci látek, které vaše buňky potřebují k růstu. V RER ribozomy tvrdě pracují, aby pomohly vašim buňkám produkovat tisíce a tisíce různých proteinů, které vaše buňky potřebují k přežití.

Existuje také část ER ne pokryté ribozomy, nazývané hladké endoplazmatické retikulum (nebo SER). SER pomáhá vašim buňkám produkovat lipidy, včetně lipidů, které tvoří plazmatickou membránu a organelární membrány. Pomáhá také produkovat určité hormony, jako je estrogen a testosteron.

Zatímco ER je výrobním závodem buňky, Golgiho aparát, někdy nazývaná Golgiho tělo, je balicí rostlinou buňky.

Golgiho aparát bere proteiny nově produkované v ER a „balí“ je, aby mohly správně fungovat v buňce. Zabaluje také látky do malých jednotek vázaných na membránu, které se nazývají vezikuly, a poté jsou odeslány na správné místo v buňce.

Golgiho aparát je tvořen malými vaky zvanými cisterny (vypadají jako hromada palačinek pod mikroskopem), které pomáhají zpracovávat materiály. The cis tváří golgiho aparátu je nastupující strana, která přijímá nové materiály, a trans obličej je odchozí strana, která je uvolňuje.

Lyzozomy také hrají klíčovou roli při zpracování bílkovin, tuků a dalších látek. Jsou to malé, na membránu vázané organely a jsou vysoce kyselé, což jim pomáhá fungovat jako „žaludek“ vaší buňky.

Úkolem lysosomů je trávit materiály a štěpit nežádoucí bílkoviny, sacharidy a lipidy, aby je bylo možné z buňky odstranit. Lysosomy jsou obzvláště důležitou součástí vašich imunitních buněk, protože mohou trávit patogeny - a zabraňují tomu, aby vám celkově ublížily.

Kde tedy vaše buňka získává energii pro celou tuto výrobu a přepravu? The mitochondrie, někdy nazývaný powerhouse nebo baterie článku. Singulár mitochondrií je mitochondrie.

Jak jste pravděpodobně uhodli, mitochondrie jsou hlavní místa výroby energie. Konkrétně jsou tam, kde jsou poslední dvě fáze buněčné dýchání proběhne - a místo, kde buňka produkuje většinu své využitelné energie ve formě ATP.

Jako většina organel jsou obklopeny lipidovou dvojvrstvou. Ale mitochondrie mají ve skutečnosti dvě membrány (vnitřní a vnější membránu). Vnitřní membrána je těsně ohnutá do sebe pro větší plochu, což dává každému mitochondrii více prostoru pro provádění chemických reakcí a produkci více paliva pro buňku.

Různé typy buněk mají různý počet mitochondrií. Například játra a svalové buňky jsou na ně obzvláště bohaté.

Zatímco mitochondrie mohou být elektrárnou buňky, peroxisom je centrální součástí metabolismu buňky.

Je to proto, že peroxisomy pomáhají absorbovat živiny ve vašich buňkách a jsou nabité trávicími enzymy, aby je rozložily. Peroxisomy také obsahují a neutralizují peroxid vodíku - který by jinak mohl poškodit vaši DNA nebo buněčné membrány - aby podporovaly dlouhodobé zdraví vašich buněk.

Ne každá buňka obsahuje chloroplasty - nenacházejí se v rostlinných nebo houbových buňkách, ale nacházejí se v rostlinných buňkách a některých řasách - ale ty, které je dobře využívají. Chloroplasty jsou místem fotosyntézy, souboru chemických reakcí, které pomáhají některým organismům produkovat využitelnou energii ze slunečního záření a také pomáhají odstraňovat oxid uhličitý z atmosféry.

Chloroplasty jsou plné zelených pigmentů nazývaných chlorofyl, které zachycují určité vlnové délky světla a vyvolávají chemické reakce, které tvoří fotosyntézu. Podívejte se dovnitř chloroplastu a najdete hromádky materiálu zvaného palačinky tylakoidy, obklopen otevřeným prostorem (tzv stroma).

Každý tylakoid má také svou vlastní membránu - tylakoidní membránu -.

Podívejte se na rostlinnou buňku pod mikroskopem a pravděpodobně uvidíte a velký bublina zabírající spoustu místa. To je centrální vakuola.

V rostlinách se centrální vakuola plní vodou a rozpuštěnými látkami a může být tak velká, že zabírá tři čtvrtiny buňky. Aplikuje turgorový tlak na buněčnou stěnu, aby pomohl „nafouknout“ buňku, aby se rostlina mohla vzpřímit.

Jiné typy eukaryotických buněk, jako jsou živočišné buňky, mají menší vakuoly. Různé vakuoly pomáhají ukládat živiny a odpadní produkty, takže zůstávají organizovány uvnitř buňky.

Potřebujete osvěžení na největší rozdíly mezi rostlinnými a živočišnými buňkami? Máme pro vás krytí:

• Vakuola: Rostlinné buňky obsahují alespoň jednu velkou vakuolu pro udržení tvaru buňky, zatímco zvířecí vakuoly mají menší velikost.
• Centriole: Živočišné buňky jeden mají; rostlinné buňky ne.
• Chloroplasty: Rostlinné buňky je mají; zvířecí buňky ne.
  
• Buněčná stěna: Rostlinné buňky mají vnější buněčnou stěnu; zvířecí buňky jednoduše mají plazmatickou membránu.