Σε προκαρυωτικά κύτταρα όπως βακτήρια, το γενετικό υλικό του οργανισμού ή DNA (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ), "επιπλέει" στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων, διαχωρισμένο από τον εξωτερικό κόσμο μόνο από το εξωτερικό φράγμα του ίδιου του κυττάρου. Στα κύτταρα των ευκαρυωτικών όπως εσείς, το DNA περικλείεται σε έναν πυρήνα που συνδέεται με μεμβράνη, προσφέροντας ένα δεύτερο στρώμα προστασίας και βελτιωμένη εστίαση της λειτουργικότητας.
Το κλείσιμο του γενετικού υλικού του κυττάρου μέσα σε μια προστατευτική μεμβράνη διπλού πλάσματος είναι ένα παράδειγμα διαμερισματοποίηση. Οτι ευκαρυωτικά κύτταρα μπορεί να το επικαλεστεί εύκολα στην κυτταρική αρχιτεκτονική τους είναι η κύρια δομική προσαρμογή που επέτρεψε στους ευκαρυώτες να ξεπεράσουν κατά πολύ τους προκαρυώτες σε μέγεθος και συνολική ποικιλομορφία.
Προκαρυωτικός εναντίον Ευκαρυωτικά κύτταρα
Όλα τα κελιά έχουν τέσσερα βασικά στοιχεία: α κυτταρική μεμβράνη στην έξω πλευρά, κυτόπλασμα γεμίζοντας το μεγαλύτερο μέρος του εσωτερικού, ριβοσώματα για τη σύνθεση πρωτεϊνών και γενετικού υλικού με τη μορφή DNA. Τα προκαρυωτικά συνήθως έχουν λίγο περισσότερο από αυτό, και όλα εκτός από μερικά αποτελούνται από ένα μόνο από αυτά τα απλά κύτταρα. Τι λίγο DNA έχουν σε ένα χαλαρό σύμπλεγμα στο κυτόπλασμα.
Τα ευκαρυωτικά κύτταρα (δηλαδή, εκείνα των ζώων, των φυτών, των προστατευτικών και των μυκήτων) έχουν όλα τα παραπάνω εγκλείσματα και έπειτα μερικά. Είναι σημαντικό ότι περιέχουν οργανίδια που συνδέονται με μεμβράνη που εκτελούν ζωτικές, επαναλαμβανόμενες λειτουργίες, όπως η πλήρη διάσπαση των μορίων υδατανθράκων.
Τα ευκαρυωτικά κύτταρα μπορούν να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους τόσο εντός όσο και μεταξύ οργανισμών και ειδών. Όλα τα ευκαρυωτικά, για παράδειγμα, έχουν μιτοχόνδρια, αλλά με λίγες εξαιρέσεις, μόνο τα φυτικά κύτταρα έχουν χλωροπλάστες.
Γιατί το DNA σε έναν πυρήνα;
Εάν σας ζητηθεί να εξηγήσετε τα πλεονεκτήματα της διαμερισματοποίησης στα ευκαρυωτικά κύτταρα, θα έχετε μια εύκολη αποστολή εάν έχετε βασικές γνώσεις σχετικά με την ανατομία των κυττάρων και τη φυσιολογία γενικά.
Η «βιολογία διαμερισματοποίησης» είναι μια εξελικτική πρόοδος που επέτρεψε στα κύτταρα να γίνουν εξειδικευμένες μικρές μηχανές (και σε ορισμένες περιπτώσεις ολόκληροι οργανισμοί).
Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν οργανικά οργανικά μεμβράνη για την πραγματοποίηση της πέψης, την εξαγωγή ενέργειας από τα τρόφιμα και τη μετακίνηση πρόσφατα συντεθειμένων πρωτεϊνών από τόπο σε τόπο. Έλλειψη όλων αυτών, τα προκαρυωτικά αντίστοιχα μπορούν να αναπτυχθούν μόνο σε ένα συγκεκριμένο μέγεθος και στις περισσότερες περιπτώσεις δεν έχουν αναπτυχθεί πέρα από το να είναι ένα μόνο κύτταρο συνολικά.
Το τεράστιο μέγεθος του ευκαρυωτικού γονιδιώματος, που αντικατοπτρίζεται στην τεράστια ποσότητα του DNA, απαιτεί να συσκευάζεται πολύ σφιχτά για να χωράει σε ένα κύτταρο. Έχοντας έτσι ένα πυρήνας ενισχύει σημαντικά αυτήν την πτυχή της κατασκευής ευκαρυωτικών κυττάρων.
Organelles που συνδέονται με μεμβράνη
Μερικά από τα πιο εμφανή οργανικά που συνδέονται με μεμβράνη στα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι:
Μιτοχόνδρια. Αυτά ονομάζονται συχνά «σταθμοί παραγωγής ενέργειας» των κυττάρων, επειδή εδώ συμβαίνουν οι αντιδράσεις της αερόβιας αναπνοής. Αυτές οι αντιδράσεις ευθύνονται για τη συντριπτική ποσότητα «δημιουργίας» ενέργειας στα ευκαρυωτικά.
Χλωροπλάστες. Βρέθηκαν σε φυτικά κύτταρα, χλωροπλάστες χρησιμοποιήστε τη δύναμη του ηλιακού φωτός για την παραγωγή σακχάρων από αέριο διοξείδιο του άνθρακα στο περιβάλλον.
Λυσοσώματα. Αυτά είναι το "πλήρωμα εκκαθάρισης" των κελιών (δείτε παρακάτω).
Ενδοπλασματικό πρόγραμμα. Αυτή η μεμβρανώδης «εθνική οδός» μετακινεί τις νέες πρωτεΐνες από τα ριβοσώματα στο Σώματα Golgi και αλλού.
Σώματα Golgi. Αυτοί οι "σάκοι" μετακινούν πρωτεΐνες γύρω από το κύτταρο μεταξύ του ενδοπλασματικό πρόγραμμα και τον απόλυτο προορισμό τους.
Λυσοσώματα και πέψη
Τα λυσοσώματα φέρουν πεπτικά ένζυμα ικανό να διαλύσει τα απόβλητα των κυττάρων, αλλά και υγιή συστατικά των κυττάρων. Έτσι, όταν αυτά τα ένζυμα παράγονται στα ριβοσώματα, πρέπει να μετακινηθούν στα τελικά σπίτια τους σε λυσοσώματα χωρίς να καταστρέψουν τίποτα στην πορεία.
Αυτά τα ένζυμα μεταφέρονται στο κελί σχεδόν το ίδιο με το HAZMAT (επικίνδυνα απόβλητα) που μεταφέρονται κατά μήκος των αυτοκινητόδρομων και των σιδηροδρόμων των ΗΠΑ: Φέρουν ειδικές ετικέτες και με μεγάλη προσοχή. Μόλις στο περιβάλλον υψηλής οξύτητας των λυσοσωμάτων, αυτά όξινη υδρολάση Τα ένζυμα λειτουργούν πολύ αποτελεσματικά.
Τρία παραδείγματα ενδοκυτταρικής πέψης από λυσοσώματα:
- Υδατάνθρακες, λιπίδια, νουκλεϊκά οξέα και πρωτεΐνες
- «Νεκρά» οργανίδια και τα συστατικά τους
- Βακτήρια και άλλες ουσίες που λαμβάνονται από έξω από το κύτταρο