Cellestruktur af et dyr

Celler er de grundlæggende, irreducerbare elementer i livet på Jorden. Nogle levende ting, såsom bakterier, består kun af en enkelt celle; dyr som dig selv inkluderer billioner. Celler er i sig selv mikroskopiske, men de fleste af dem indeholder et svimlende udvalg af endnu mindre komponenter som alle bidrager til den grundlæggende mission om at holde cellen - og i forlængelse heraf, organismen - i live. Dyreceller er generelt en del af mere komplekse livsformer end bakterieceller eller planteceller; følgelig er dyreceller mere komplicerede og detaljerede end deres modstykker i den mikrobielle og botaniske verden.

Måske er den nemmeste måde at tænke på en dyrecelle som et opfyldelsescenter eller stort, travlt lager. En vigtig overvejelse at huske nøje på, en, der ofte beskriver verden generelt, men som er særdeles anvendelig til biologi i særdeleshed, er "form passer til funktion." Det vil sige grunden til, at delene af en dyrecelle såvel som cellen som helhed er struktureret, som de er, er meget tæt knyttet til de job, disse dele - kaldet "organeller" - har til opgave at udføre.

Levende ting kan opdeles i prokaryotisk organismer, som er encellede og inkluderer:

• planter
  
• dyr
  
• svampe

Cellerne af eukaryoter inkluderer en membran omkring det genetiske materiale, hvilket skaber en kerne; prokaryoter har ingen sådan membran. Også cytoplasmaet af prokaryoter indeholder ingen organeller, som eukaryote celler kan prale i overflod.

Det celle membran, også kaldet plasmamembranen, danner den ydre grænse for dyreceller. (Planteceller har cellevægge direkte uden for cellemembranen for ekstra beskyttelse og fasthed.) Membranen er mere end en simpel fysisk barriere eller et lager til organeller og DNA; i stedet er det dynamisk med meget selektive kanaler, der nøje regulerer ind- og udgang af molekyler til og fra cellen.

Cellemembranen består af en fosfolipid dobbeltlag, eller lipid dobbeltlag. Dette dobbeltlag består i det væsentlige af to forskellige "ark" af phospholipidmolekyler med lipidet dele af molekylerne i forskellige lag, som berører hinanden, og fosfatdelene peger modsat retninger. For at forstå, hvorfor dette sker, skal du overveje de elektrokemiske egenskaber af lipider og fosfater separat. Fosfater er polære molekyler, hvilket betyder, at deres elektrokemiske ladninger fordeles ujævnt over molekylet. Vand (H₂O) er også polær, og polære stoffer har tendens til at blandes, så phosphater er blandt de stoffer, der er mærket hydrofile (dvs. tiltrukket af vand).

Lipiddelen af ​​et phospholipid indeholder to fedtsyrer, som er lange kæder af carbonhydrider med specifikke typer bindinger, der efterlader hele molekylet uden en ladningsgradient. Faktisk er lipider pr. Definition ikke-polære. Fordi de reagerer modsat den måde, som polære molekyler gør i nærvær af vand, kaldes de hydrofobe. Du kan derfor tænke på et helt phospholipidmolekyle som "blæksprutte-lignende", hvor fosfatdelen tjener som hoved og krop og lipidet som et par tentakler. Forestil dig yderligere to store "ark" blæksprutter, samlet med deres tentakler blandet og deres hoveder pegede i modsat retning.

Cellemembraner tillader visse stoffer at komme og gå. Dette sker på en række måder, herunder diffusion, letter diffusion, osmose og aktiv transport. Nogle organeller, såsom mitokondrier, har deres egne indre membraner, der består af de samme materialer som selve plasmamembranen.

Det kerne er faktisk kontrol- og kommandocentret for dyrecellen. Den indeholder DNA'et, som i de fleste dyr er arrangeret i separate kromosomer (du har 23 par af disse), der er opdelt i små portioner kaldet gener. Gener er simpelthen DNA-længder, der indeholder koden for et bestemt proteinprodukt, som DNA leverer til cellens proteinsamlingsmaskineri gennem molekylet RNA (ribonukleinsyre).

Kernen indeholder forskellige dele. Ved mikroskopisk undersøgelse kaldes et mørkt sted nucleolus vises midt i kernen; nucleolus er involveret i fremstillingen af ​​ribosomer. Kernen er omgivet af en kernemembran, en dobbelt senere analog med cellemembranen. Denne foring, også kaldet den nukleare konvolut, har filamentformede proteiner fastgjort til det indvendige lag, der strækker sig indad og hjælper med at holde DNA organiseret og på plads.

Under cellereproduktion og deling kaldes spaltningen af ​​selve kernen i to datterkerner cytokinesis. At have kernen adskilt fra resten af ​​cellen er nyttig til at holde DNA'et isoleret fra andre celleaktiviteter, hvilket minimerer chancerne for, at det kan blive beskadiget. Dette giver også mulighed for udsøgt kontrol af det øjeblikkelige cellulære miljø, som kan adskille sig fra cellens cytoplasma i det store og hele.

Disse organeller, som også findes i ikke-animalske celler, er ansvarlige for proteinsyntese, som forekommer i cytoplasmaet. Proteinsyntese sættes i bevægelse, når DNA i kernen gennemgår en proces kaldet transkription, som er fremstilling af RNA med en kemisk kode svarende til den nøjagtige bånd af DNA, hvorfra den er fremstillet (messenger RNA eller mRNA). DNA og RNA består begge af monomerer (enkelt gentagne enheder) af nukleotider, som indeholder et sukker, en fosfatgruppe og en del kaldet en nitrogenholdig base. DNA inkluderer fire forskellige sådanne baser (adenin, guanin, cytosin og thymin), og sekvensen af ​​disse i en lang strimmel af DNA er koden for det produkt, der i sidste ende syntetiseres på ribosomer.

Når nyfremstillet mRNA bevæger sig fra kernen til ribosomer i cytoplasmaet, kan proteinsyntese begynde. Ribosomer i sig selv er lavet af en slags RNA kaldet ribosomalt RNA (rRNA). Ribosomer består af to proteinunderenheder, hvoraf den ene er omkring 50 procent mere massiv end den anden. mRNA binder til et bestemt sted på ribosomet, og længderne af molekylet tre baser ad gangen "læses" og plejede at fremstille en af ​​ca. 20 forskellige slags aminosyrer, som er de grundlæggende byggesten i proteiner. Disse aminosyrer sendes til ribosomerne af en tredje type RNA, kaldet transfer RNA (tRNA).

Mitokondrier er fascinerende organeller, der spiller en særlig vigtig rolle i stofskiftet hos dyr og eukaryoter som helhed. De er, ligesom kernen, lukket af en dobbelt membran. De har en grundlæggende funktion: at levere så meget energi som muligt ved hjælp af kulhydratbrændstofkilder under betingelser med tilstrækkelig ilt tilgængelighed.

Det første trin i dyrecellemetabolisme er nedbrydningen af ​​glukose, der kommer ind i cellen til et stof kaldet pyruvat. Dette kaldes glykolyse og opstår, uanset om der er ilt til stede. Når tilstrækkeligt ilt ikke er til stede, gennemgår pyruvat gæring for at blive laktat, hvilket giver en kortvarig burst af cellulær energi. Ellers kommer pyruvat ind i mitokondrierne og gennemgår aerob respiration.

Aerob respiration inkluderer to processer med deres egne trin. Den første finder sted i den mitokondriale matrix (svarende til cellens eget cytoplasma) og kaldes Krebs-cyklussen, tricarboxylsyrecyklussen (TCA) eller citronsyrecyklussen. Denne cyklus genererer højenergi-elektronbærere til den næste proces, elektrontransportkæden. Elektrontransportkædereaktionerne forekommer på mitokondriemembranen snarere end i den matrix, hvor Krebs-cyklussen fungerer. Selvom denne fysiske adskillelse af opgaver ikke altid er den mest effektive udefra, hjælper den med at sikre et minimum af fejl fra enzymer i åndedrætsvejene, bare som at have forskellige sektioner i et stormagasin minimerer chancerne for, at du afvikler med det forkerte køb, selvom du er nødt til at vandre ind i butikken en hel del måder at komme til det.

Fordi aerob stofskifte tilfører langt mere energi fra ATP (adenosintrifosfat) pr glukosemolekyle end gæring, er det altid den "foretrukne" rute og står som en triumf for udvikling.

Mitokondrier menes at have været fritstående prokaryote organismer på én gang, for millioner og millioner af år siden, før de blev indarbejdet i det, der nu kaldes eukaryote celler. Dette kaldes endosymbiont-teorien, som går langt hen imod at forklare mange egenskaber ved mitokondrier, der ellers kan være flygtige for molekylærbiologer. At eukaryoter i virkeligheden ser ud til at have kapret en hel energiproducent, snarere end en, der skal udvikle sig fra mindre komponenter, er måske den vigtigste faktor i, at dyr og andre eukaryoter kan trives så længe som de har.

Golgi-apparat: Også kaldet Golgi-kroppe Golgi-apparat er et behandlings-, emballerings- og sorteringscenter for proteiner og lipider, der fremstilles andre steder i cellen. Disse har normalt en "stak pandekager" udseende. Disse er vesikler eller små membranbundne sække, der bryder af fra de ydre kanter af skiverne i Golgi-legeme, når deres indhold er klar til at blive leveret til andre dele af cellen. Det er nyttigt at forestille sig Golgi-organerne som posthuse eller postsorterings- og leveringscentre med hver blære afbryde fra hoved "bygningen" og danne en lukket kapsel af sig selv, der ligner en lastbil eller jernbanevogn.

Golgi-legemer producerer lysosomer, som indeholder kraftige enzymer, der kan nedbryde gamle og nedslidte cellekomponenter eller omstrejfende molekyler, der ikke burde være i cellen.

Endoplasmatisk retikulum: Det endoplasmatisk retikulum (ER) er en samling af krydsende rør og flade blærer. Dette netværk starter ved kernen og strækker sig hele vejen gennem cytoplasmaet til cellemembranen. Disse bruges, som du måske allerede har samlet fra deres position og struktur, til at transportere stoffer fra den ene del af cellen til den næste; mere præcist tjener de som en kanal, hvor denne transport kan finde sted.

Der er to typer ER, der skelnes ved, om de har ribosomer knyttet eller ej. Grov ER består af stablede vesikler, som masser af ribosomer er knyttet til. I den grove ER er oligosaccharidgrupper (relativt korte sukkerarter) bundet til små proteiner, når de passerer igennem på vej til andre organeller eller sekretoriske vesikler. Glat ER har derimod ingen ribosomer. Den glatte ER giver anledning til vesikler, der bærer proteiner og lipider, og den er også i stand til at opsluge og inaktivere skadelige kemikalier og derved udføre en slags udryddelse-husholderske-sikkerhedsfunktion såvel som at være en transport ledning.