Zellstruktur eines Tieres

Zellen sind die fundamentalen, nicht reduzierbaren Elemente des Lebens auf der Erde. Manche Lebewesen wie Bakterien bestehen nur aus einer einzigen Zelle; Tiere wie Sie umfassen Billionen. Zellen sind selbst mikroskopisch klein, doch die meisten von ihnen enthalten eine erstaunliche Reihe noch kleinerer Komponenten die alle zu der grundlegenden Mission beitragen, die Zelle – und damit auch den Mutterorganismus – zu erhalten. am Leben. Tierische Zellen sind im Allgemeinen Teil komplexerer Lebensformen als Bakterien- oder Pflanzenzellen; dementsprechend sind tierische Zellen komplizierter und aufwendiger als ihre Gegenstücke in der mikrobiellen und botanischen Welt.

Am einfachsten kann man sich eine Tierzelle vielleicht als Fulfillment-Center oder großes, geschäftiges Lager vorstellen. Eine wichtige Überlegung, die man genau im Auge behalten sollte, die oft die Welt im Allgemeinen beschreibt, aber hervorragend auf die Biologie im Besonderen anwendbar ist, ist "Form passt Funktion". Das heißt, die der Grund, warum die Teile einer tierischen Zelle wie auch die Zelle als Ganzes so aufgebaut sind, hängt sehr eng mit den Aufgaben zusammen, die diese Teile – die sogenannten „Organellen“ – erfüllen Durchführung.

Lebewesen können unterteilt werden in prokaryotisch Organismen, die einzellig sind und umfassen:

• Pflanzen
  
• Tiere
  
• Pilze

Die Zellen von Eukaryoten umfassen eine Membran um das genetische Material, wodurch ein Zellkern entsteht; Prokaryonten haben keine solche Membran. Außerdem enthält das Zytoplasma von Prokaryonten keine Organellen, die eukaryontische Zellen in Hülle und Fülle aufweisen.

Das Zellmembran, auch Plasmamembran genannt, bildet die äußere Begrenzung tierischer Zellen. (Pflanzenzellen haben Zellwände direkt außerhalb der Zellmembran für zusätzlichen Schutz und Festigkeit.) Die Membran ist mehr als eine einfache physische Barriere oder ein Lager für Organellen und DNA; Stattdessen ist es dynamisch mit hochselektiven Kanälen, die den Eintritt und Austritt von Molekülen in die und aus der Zelle sorgfältig regulieren.

Die Zellmembran besteht aus a Phospholipid Doppelschicht, oder Lipiddoppelschicht. Diese Doppelschicht besteht im Wesentlichen aus zwei verschiedenen "Blättern" von Phospholipidmolekülen, wobei das Lipid Teile der Moleküle in verschiedenen Schichten berühren sich und die Phosphatteile zeigen in entgegengesetzte Richtungen Richtungen. Um zu verstehen, warum dies geschieht, betrachten Sie die elektrochemischen Eigenschaften von Lipiden und Phosphaten getrennt. Phosphate sind polare Moleküle, was bedeutet, dass ihre elektrochemischen Ladungen ungleichmäßig über das Molekül verteilt sind. Wasser (H₂O) ist ebenfalls polar, und polare Substanzen neigen dazu, sich zu vermischen, daher gehören Phosphate zu den Substanzen, die als hydrophil (d. h. von Wasser angezogen) bezeichnet werden.

Der Lipidanteil eines Phospholipids enthält zwei Fettsäuren, bei denen es sich um lange Kohlenwasserstoffketten mit spezifischen Bindungstypen handelt, die das gesamte Molekül ohne Ladungsgradienten hinterlassen. Tatsächlich sind Lipide per Definition unpolar. Da sie entgegengesetzt zu polaren Molekülen in Gegenwart von Wasser reagieren, werden sie als hydrophob bezeichnet. Man könnte sich daher ein ganzes Phospholipid-Molekül als "kalmarähnlich" vorstellen, wobei der Phosphatteil als Kopf und Körper und das Lipid als ein Paar Tentakel dient. Stellen Sie sich außerdem zwei große "Platten" von Tintenfischen vor, die sich mit ihren Tentakeln vermischen und ihre Köpfe in entgegengesetzte Richtungen zeigen.

Zellmembranen lassen bestimmte Stoffe kommen und gehen. Dies geschieht auf verschiedene Weise, einschließlich Diffusion, erleichterte Diffusion, Osmose und aktiver Transport. Einige Organellen wie Mitochondrien haben ihre eigenen inneren Membranen, die aus den gleichen Materialien wie die Plasmamembran selbst bestehen.

Das Kern ist in der Tat die Kontroll- und Kommandozentrale der Tierzelle. Es enthält die DNA, die bei den meisten Tieren in separaten Chromosomen angeordnet ist (Sie haben 23 Paare davon), die in kleine Abschnitte unterteilt sind, die als Gene bezeichnet werden. Gene sind einfach DNA-Abschnitte, die den Code für ein bestimmtes Proteinprodukt enthalten, das die DNA über das Molekül RNA (Ribonukleinsäure) an die Protein-Montagemaschinerie der Zelle liefert.

Der Kern umfasst verschiedene Teile. Bei der mikroskopischen Untersuchung wird ein dunkler Fleck namens Nukleolus erscheint in der Mitte des Kerns; der Nukleolus ist an der Herstellung von Ribosomen beteiligt. Der Zellkern ist von einer Kernmembran umgeben, einem Doppelgänger später analog zur Zellmembran. Diese Auskleidung, auch Kernhülle genannt, hat filamentöse Proteine, die an der inneren Schicht befestigt sind, die sich nach innen erstrecken und dazu beitragen, die DNA organisiert und an Ort und Stelle zu halten.

Während der Zellreproduktion und -teilung wird die Spaltung des Zellkerns selbst in zwei Tochterkerne als Zytokinese bezeichnet. Die Trennung des Zellkerns vom Rest der Zelle ist nützlich, um die DNA von anderen Zellaktivitäten isoliert zu halten und die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung zu minimieren. Dies ermöglicht auch eine hervorragende Kontrolle der unmittelbaren zellulären Umgebung, die sich vom Zytoplasma der Zelle insgesamt unterscheiden kann.

Diese Organellen, die auch in nicht-tierischen Zellen vorkommen, sind für die Proteinsynthese verantwortlich, die im Zytoplasma stattfindet. Die Proteinsynthese wird in Gang gesetzt, wenn die DNA im Zellkern einen Prozess durchläuft, der als Transkription bezeichnet wird Herstellung von RNA mit einem chemischen Code, der genau dem DNA-Streifen entspricht, aus dem sie hergestellt wurde (Messenger-RNA oder mRNA). DNA und RNA bestehen beide aus Monomeren (einzelnen sich wiederholenden Einheiten) von Nukleotiden, die einen Zucker, eine Phosphatgruppe und einen als stickstoffhaltige Base bezeichneten Teil enthalten. Die DNA umfasst vier verschiedene solcher Basen (Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin), und deren Sequenz in einem langen DNA-Streifen ist der Code für das letztendlich an Ribosomen synthetisierte Produkt.

Wenn neu gebildete mRNA vom Zellkern zu Ribosomen im Zytoplasma wandert, kann die Proteinsynthese beginnen. Ribosomen selbst bestehen aus einer Art RNA namens ribosomale RNA (rRNA). Ribosomen bestehen aus zwei Proteinuntereinheiten, von denen eine etwa 50 Prozent massiver ist als die andere. mRNA bindet an eine bestimmte Stelle des Ribosoms und die Längen des Moleküls drei Basen gleichzeitig werden "gelesen" und verwendet, um eine von etwa 20 verschiedenen Arten von Aminosäuren herzustellen, die die Grundbausteine ​​von. sind Proteine. Diese Aminosäuren werden von einer dritten Art von RNA, der sogenannten Transfer-RNA (tRNA).

Mitochondrien sind faszinierende Organellen, die im Stoffwechsel von Tieren und Eukaryoten insgesamt eine besonders wichtige Rolle spielen. Sie sind wie der Kern von einer Doppelmembran umgeben. Sie haben eine grundlegende Funktion: unter Verwendung von Kohlenhydratquellen unter Bedingungen einer ausreichenden Sauerstoffverfügbarkeit so viel Energie wie möglich bereitzustellen.

Der erste Schritt im tierischen Zellstoffwechsel ist der Abbau von Glukose, die in die Zelle gelangt, zu einer Substanz namens Pyruvat. Das nennt man Glykolyse und tritt auf, ob Sauerstoff vorhanden ist oder nicht. Wenn nicht genügend Sauerstoff vorhanden ist, wird Pyruvat zu Laktat fermentiert, was für einen kurzfristigen Energieschub der Zellen sorgt. Andernfalls gelangt das Pyruvat in die Mitochondrien und wird aerob geatmet.

Die aerobe Atmung umfasst zwei Prozesse mit eigenen Schritten. Die erste findet in der mitochondrialen Matrix statt (ähnlich dem zelleigenen Zytoplasma) und wird Krebs-Zyklus, Tricarbonsäure-(TCA-)Zyklus oder Zitronensäure-Zyklus genannt. Dieser Kreislauf erzeugt hochenergetische Elektronenträger für den nächsten Prozess, die Elektronentransportkette. Die Elektronentransportkettenreaktionen finden auf der Mitochondrienmembran statt und nicht in der Matrix, in der der Krebs-Zyklus abläuft. Diese physikalische Aufgabentrennung ist zwar von außen nicht immer die effizienteste, trägt aber dazu bei, ein Minimum an Fehlern durch Enzyme in den Atemwegen zu gewährleisten, nur da verschiedene Abteilungen eines Kaufhauses die Wahrscheinlichkeit minimieren, dass Sie einen falschen Kauf tätigen, auch wenn Sie ziemlich weit in den Laden gehen müssen, um dorthin zu gelangen es.

Denn der aerobe Stoffwechsel liefert viel mehr Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat) per Glukosemolekül als die Fermentation, es ist immer der "bevorzugte" Weg und gilt als Triumph von Evolution.

Es wird angenommen, dass Mitochondrien vor Millionen und Abermillionen von Jahren einst freistehende prokaryontische Organismen waren, bevor sie in sogenannte eukaryontische Zellen eingebaut wurden. Dies wird als Endosymbiontentheorie bezeichnet, die einen großen Beitrag zur Erklärung vieler Eigenschaften der Mitochondrien leistet, die Molekularbiologen ansonsten schwer fassbar wären. Dass Eukaryoten tatsächlich einen ganzen Energieproduzenten entführt haben, anstatt sich daraus entwickeln zu müssen kleineren Komponenten, ist vielleicht der Hauptfaktor dafür, dass Tiere und andere Eukaryoten so lange gedeihen können Sie haben.

Golgi-Apparat: Auch Golgi-Körper genannt, die Golgi-Apparat ist ein Verarbeitungs-, Verpackungs- und Sortierzentrum für Proteine ​​und Lipide an anderer Stelle in der Zelle. Diese haben normalerweise das Aussehen eines "Stapels von Pfannkuchen". Dies sind Vesikel oder kleine membrangebundene Säcke, die von den äußeren Rändern der Scheiben in den Golgi-Körpern abbrechen, wenn ihr Inhalt bereit ist, an andere Teile der Zelle abgegeben zu werden. Es ist sinnvoll, sich die Golgi-Leichen als Postämter oder Postsortier- und Zustellzentren mit jedem Vesikel vorzustellen vom Hauptgebäude abzubrechen und eine eigene geschlossene Kapsel zu bilden, die einem Lieferwagen ähnelt oder Eisenbahnwagen.

Golgi-Körper produzieren Lysosomen, die starke Enzyme enthalten, die alte und abgenutzte Zellbestandteile oder verirrte Moleküle, die nicht in der Zelle sein sollten, abbauen können.

Endoplasmatisches Retikulum: Das endoplasmatisches Retikulum (ER) ist eine Ansammlung sich kreuzender Röhren und abgeflachter Vesikel. Dieses Netzwerk beginnt im Zellkern und erstreckt sich durch das Zytoplasma bis zur Zellmembran. Diese dienen, wie Sie ihrer Lage und Struktur vielleicht schon entnehmen können, dazu, Stoffe von einem Zellteil zum nächsten zu transportieren; genauer gesagt dienen sie als Kanal, in dem dieser Transport erfolgen kann.

Es gibt zwei Arten von ER, die sich danach unterscheiden, ob an ihnen Ribosomen angebracht sind oder nicht. Das raue ER besteht aus gestapelten Vesikeln, an die viele Ribosomen angelagert sind. Im groben ER werden Oligosaccharidgruppen (relativ kurze Zucker) an kleine Proteine ​​gebunden, die auf ihrem Weg zu anderen Organellen oder sekretorischen Vesikeln passieren. Glattes ER hingegen hat keine Ribosomen. Das glatte ER erzeugt Vesikel, die Proteine ​​und Lipide tragen, und es ist auch in der Lage, zu verschlingen und zu inaktivieren schädliche Chemikalien, die eine Art Kammerjäger-Haushälter-Sicherheitsfunktion erfüllen und gleichzeitig ein Transportmittel sind Leitung.