Zellstrukturen und ihre drei Hauptfunktionen

Die mikroskopischen Behälter bekannt als Zellen sind die Grundeinheiten der Lebewesen auf der Erde. Jeder von ihnen weist alle Eigenschaften auf, die Wissenschaftler dem Leben zuschreiben. Tatsächlich bestehen manche Lebewesen nur aus einer einzigen Zelle. Der eigene Körper hingegen hat im Bereich von 100 Billionen.

Fast alle einzelligen Organismen sind Prokaryoten, und in der großen Klassifikation des Lebens gehören diese entweder zur Domäne der Bakterien oder der Domäne der Archaea. Der Mensch ist zusammen mit allen anderen Tieren, Pflanzen und Pilzen Eukaryoten.

Diese winzigen Strukturen erfüllen im „Mikro“-Maßstab die gleichen Aufgaben, um sich selbst intakt zu halten, die Sie und andere Organismen in voller Größe im „Makro“-Maßstab tun, um am Leben zu bleiben. Und offensichtlich, wenn genügend einzelne Zellen bei diesen Aufgaben versagen, wird auch der Mutterorganismus versagen.

Strukturen innerhalb von Zellen haben individuelle Funktionen, und im Allgemeinen können diese unabhängig von der Struktur auf drei wesentliche Aufgaben reduziert werden: A

Wie bereits erwähnt, werden Zellen zwar im Allgemeinen als winzige Bestandteile von Lebewesen angesehen, aber viele Zellen sind Lebewesen.

Bakterien, die nicht zu sehen sind, aber in der Welt sicherlich spürbar sind (z. B. verursachen einige Infektionskrankheiten, andere helfen Lebensmitteln wie Käse und Joghurt) richtig altern und noch andere spielen eine Rolle bei der Gesunderhaltung des menschlichen Verdauungstraktes), sind ein Beispiel für einzellige Organismen und für Prokaryonten.

Prokaryontische Zellen haben im Vergleich zu ihren eukaryontischen Gegenstücken eine begrenzte Anzahl interner Komponenten. Dazu gehören a Zellmembran, Ribosomen, Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Zytoplasma, die vier wesentlichen Merkmale aller lebenden Zellen; diese werden später ausführlich beschrieben.

Bakterien haben auch Zellwände außerhalb der Zellmembran, um zusätzliche Unterstützung zu bieten, und einige von ihnen haben auch Strukturen, die als. bezeichnet werden Geißeln, peitschenartige Konstrukte, die aus Proteinen bestehen und den Organismen, an denen sie hängen, helfen, sich in ihrer Umgebung zu bewegen.

Eukaryontische Zellen weisen eine Vielzahl von Strukturen auf, die prokaryontische Zellen nicht aufweisen, und dementsprechend genießen diese Zellen ein breiteres Spektrum an Funktionen. Die vielleicht wichtigsten sind die Kern und der Mitochondrien.

Bevor Sie sich eingehend damit befassen, wie einzelne Zellstrukturen diese Funktionen handhaben, ist es hilfreich zu überprüfen, was diese Strukturen sind und wo sie zu finden sind. Die ersten vier Strukturen in der folgenden Liste sind allen Zellen in der Natur gemeinsam; die anderen finden sich in Eukaryoten, und wenn eine Struktur nur in bestimmten eukaryotischen Zellen gefunden wird, wird diese Information notiert.

Die Zellmembran: Dies wird auch als bezeichnet Plasma Membran, aber dies kann zu Verwirrung führen, da eukaryotische Zellen tatsächlich Plasmamembranen um sich herum haben Organellen, von denen viele weiter unten beschrieben werden. Diese besteht aus einer Phospholipid-Doppelschicht oder zwei baugleichen Schichten, die sich "spiegelbildlich" gegenüberliegen. Es ist sowohl eine dynamische Maschine als auch eine einfache Barriere.

Zytoplasma: Diese gelartige Matrix ist die Substanz, in der Kern, Organellen und andere Zellstrukturen sitzen, wie Fruchtstücke in einem klassischen Gelatine-Dessert. Stoffe bewegen sich durch die Zytoplasma durch Diffusion oder von Gebieten mit höheren Konzentrationen dieser Stoffe in Gebiete mit geringerer Konzentration.

Ribosomen: Diese Strukturen, die keine eigenen Membranen haben und daher nicht als echte Organellen gelten, sind die Orte der Proteinsynthese in Zellen und bestehen selbst aus Proteinuntereinheiten. Sie haben "Andockstationen" für" Botenstoff-Ribonukleinsäure (mRNA), das DNA-Anweisungen aus dem Zellkern trägt, und Aminosäuren, die „Bausteine“ von Proteinen.

DNA: Die Zellen Genmaterial sitzt im Zytoplasma von prokaryontischen Zellen, aber in den Kernen (der Plural von "Kern") von eukaryotischen Zellen. Bestehend aus Monomeren – also sich wiederholenden Untereinheiten – genannt Nukleotide, von denen es vier grundlegende Arten gibt, wird die DNA zusammen mit unterstützenden Proteinen, den Histonen, zu einer langen, fadenförmigen Substanz namens. verpackt Chromatin, die selbst unterteilt ist in Chromosomen bei Eukaryoten.

Organellen bieten großartige Beispiele für Zellstrukturen, die bestimmten, notwendigen und einzigartigen Zwecken dienen, die auf Aufrechterhaltung von Transportmechanismen, die wiederum davon abhängen, wie diese Strukturen physisch mit den übrigen Zelle.

Mitochondrien sind vielleicht die bekanntesten Moleküle sowohl in Bezug auf ihr unverwechselbares Aussehen unter dem Mikroskop als auch auf Funktion, die darin besteht, die Produkte der chemischen Reaktionen, die Glukose im Zytoplasma abbauen, zu verwenden, um eine große Menge zu extrahieren Deal von Adenosintriphosphat (ATP) solange Sauerstoff vorhanden ist. Dies ist bekannt als Zellatmung und findet hauptsächlich auf der Mitochondrienmembran statt.

Andere wichtige Organellen sind die endoplasmatisches Retikulum, eine Art zellulärer "Highway", der Moleküle zwischen Ribosomen, dem Zellkern, dem Zytoplasma und dem Zelläußeren verpackt und bewegt. Golgi-Körper, oder "Scheiben", die wie kleine Taxis vom endoplasmatischen Retikulum abbrechen. Lysosomen, das sind hohle, kugelförmige Körper, die die bei den Stoffwechselreaktionen der Zelle gebildeten Abfallprodukte abbauen.

Die drei Aufgaben der Zellmembran bestehen darin, die Integrität der Zelle selbst zu bewahren, sie dient als semipermeable Membran, durch die kleine Moleküle hindurchtreten können, und erleichtert die aktiven Transport von Stoffen über in die Membran eingebettete "Pumpen".

Die Moleküle, aus denen jede der beiden Schichten der Membran besteht, sind Phospholipide, die hydrophobe "Schwänze" aus Fett haben, die nach innen (und damit zueinander) und hydrophile phosphorhaltige "Köpfe" haben, die nach innen gerichtet sind nach außen (und dies zum Inneren und zum Äußeren der Organelle selbst oder im Falle der eigentlichen Zellmembran zum Inneren und Äußeren der Zelle selbst).

Diese sind linienförmig und senkrecht zur gesamten flächigen Struktur der Membran als Ganzes.

Das Phospholipide dicht genug beieinander sind, um Giftstoffe oder große Moleküle fernzuhalten, die das Innere schädigen würden, wenn sie durchgelassen würden. Sie sind jedoch weit genug voneinander entfernt, um kleine Moleküle, die für Stoffwechselprozesse benötigt werden, wie Wasser, Glukose (der Zucker alle Zellen zur Energiegewinnung verwenden) und Nukleinsäuren (die zum Aufbau von Nukleotiden und damit DNA und ATP, der „Energiewährung“ überhaupt verwendet werden .) Zellen).

Die Membran hat "Pumpen", die zwischen den Phospholipiden eingebettet sind, die ATP verwenden, um Moleküle hinein- oder herauszubewegen, die dies nicht tun würden normalerweise passieren, entweder wegen ihrer Größe oder weil ihre Konzentration auf der Seite, auf der die Moleküle gepumpt werden, größer ist zu. Dieser Prozess namens aktiven Transport.

Der Kern jeder Zelle enthält eine vollständige Kopie der gesamten DNA eines Organismus in Form von Chromosomen; Menschen haben 46 Chromosomen, von denen 23 von jedem Elternteil vererbt werden. Der Kern ist von einer Plasmamembran umgeben, die als bezeichnet wird Atomhülle.

Während eines Prozesses namens Mitose, die Kernhülle wird aufgelöst und der Kern teilt sich in zwei Teile, nachdem alle Chromosomen kopiert oder repliziert wurden.

Es folgt kurz darauf die Teilung der gesamten Zelle, ein Vorgang, der als. bekannt ist Zytokinese. Dadurch entstehen zwei Tochterzellen, die sowohl untereinander als auch mit der Mutterzelle identisch sind.