I prokaryote celler, såsom bakterier, organismens genetiske materiale eller DNA (deoxyribonukleinsyre), "flyder" i cellecytoplasmaet, kun adskilt fra omverdenen ved selve cellen udvendige barriere. I cellerne i eukaryoter som dig selv er DNA lukket i en membranbundet kerne, der tilbyder et andet lag af beskyttelse og forbedret fokus på funktionalitet.
Omslutning af cellens genetiske materiale i en beskyttende dobbelt plasmamembran er et eksempel på opdeling. At eukaryote celler kan så let påberåbe sig dette i deres cellearkitektur er den største strukturelle tilpasning, der har gjort det muligt for eukaryoter at vokse langt væk fra prokaryoter i størrelse og samlet mangfoldighed.
Prokaryot vs. Eukaryote celler
Alle celler har fire grundlæggende elementer: a celle membran på ydersiden, cytoplasma fyld det meste af indersiden, ribosomer til syntese af proteiner og genetisk materiale i form af DNA. Prokaryoter har normalt lidt mere end dette, og alt andet end nogle få består kun af en enkelt af disse enkle celler. Hvilket lille DNA de har sidder i en løs klynge i cytoplasmaet.
Eukaryote celler (dvs. celler fra dyr, planter, protister og svampe) har alle de ovennævnte indeslutninger og derefter nogle. Det er vigtigt, at de indeholder membranbundne organeller, der udfører vitale, gentagne funktioner, såsom at nedbryde kulhydratmolekyler fuldt ud.
Eukaryote celler kan afvige markant fra hinanden både inden for og mellem organismer og arter. Alle eukaryoter har for eksempel mitokondrier, men med få få undtagelser har kun planteceller det kloroplaster.
Hvorfor DNA i en kerne?
Hvis du bliver bedt om at forklare fordelene ved compartmentalization i eukaryote celler, ville du have en nem opgave, hvis du er udstyret med grundlæggende viden om celleanatomi og fysiologi generelt.
"Kompartmentaliseringsbiologi" er et evolutionært fremskridt, der har gjort det muligt for celler at blive specialiserede små maskiner (og i nogle tilfælde hele organismer).
Eukaryote celler har membranbundne organeller til at udføre fordøjelsen, udvinde energi fra mad og flytte nysyntetiserede proteiner fra sted til sted. Mangler alle disse kan deres prokaryote kolleger kun vokse til en bestemt størrelse og er i de fleste tilfælde ikke vokset ud over at være en samlet celle samlet.
Den enorme størrelse af det eukaryote genom, afspejlet i dens store mængde DNA, kræver, at det pakkes meget tæt for at passe ind i en celle. Således har en kerne strammer dette aspekt af eukaryot cellekonstruktion betydeligt op.
Membranbundne organeller
Nogle af de mere fremtrædende membranbundne organeller i eukaryote celler er:
Mitokondrier. Disse kaldes ofte cellernes "kraftværker", fordi det er her, reaktionerne fra aerob respiration forekommer. Disse reaktioner er ansvarlige for den overvældende mængde energi "skabelse" i eukaryoter.
Kloroplaster. Fundet i planteceller, kloroplaster brug sollysets kraft til at fremstille sukker ud fra kuldioxidgas i miljøet.
Lysosomer. Disse er "oprydningsbesætningen" af celler (se nedenfor).
Endoplasmatisk retikulum. Denne membranøse "motorvej" flytter nyligt fremstillede proteiner fra ribosomer til Golgi-kroppe og andre steder.
Golgi-kroppe. Disse "sække" flytter proteiner omkring cellen mellem endoplasmatisk retikulum og deres ultimative destination.
Lysosomer og fordøjelse
Lysosomer bærer fordøjelsesenzymer i stand til at nedbryde celleaffald, men også sunde cellekomponenter. Så når disse enzymer fremstilles ved ribosomerne, skal de flyttes til deres eventuelle hjem i lysosomer uden at beskadige noget undervejs.
Disse enzymer transporteres i cellen i næsten det samme som HAZMAT (farligt affald) transporteres langs amerikanske motorveje og jernbaner: Bær specielle etiketter og med stor omhu. En gang i lysosomernes høje surhedsgrad, disse syrehydrolase enzymer fungerer meget effektivt.
Tre eksempler på intracellulær fordøjelse af lysosomer:
- Kulhydrat, lipider, nukleinsyrer og proteiner
- "Døde" organeller og deres komponenter
- Bakterier og andre stoffer optaget udefra fra cellen