Spetsialiseeritud lahtrid: määratlus, tüübid ja näited

Võimalik, et teie kursuste praegusel hetkel olete eukarüootsete rakkude struktuuriga nii tuttav - ja kui mitte, siin on fantastiline aabits sulle.

Võib-olla olete siiski märganud, et enamik lahtristruktuuri skeeme näeb välja üsna põhiline. Teil on oma ümmargused loomarakud, nurgelisemad taimerakud ja kõik organellid rakumembraan.

Noh, pole üllatav, et need diagrammid - kuigi täpsed! - ära räägi kogu lugu. Tõde on see, et rakke on erineva kuju ja suurusega. Ja eriti mitmerakulistel organismidel, näiteks loomadel ja taimedel, võivad rakud üksteisest drastiliselt erineda (ja toimida).

On loogiline, eks? Te ei võiks eeldada, et näiteks lille kroonlehe moodustavad rakud näevad välja ja toimivad samamoodi nagu rakud, mis moodustavad taime juured. Samamoodi näeksid näiteks teie naharakud välja drastiliselt teistsugused kui näiteks teie maksarakud - kuna neil kahel rakul on inimkehas väga erinevad funktsioonid.

Sinna rakkude spetsialiseerumine tuleb sisse. Rakkude spetsialiseerumine võimaldab uutel rakkudel areneda erinevateks kudedeks, mis kõik töötavad koos, et elusorganismid tervikuna toimiks.

Rakkude spetsialiseerumise protsess - täpselt kuidas rakud arenevad nende erinevateks vormideks - on keeruline. Kehas on sadu spetsiifilisi rakutüüpe, mis tulenevad väga põhi- ja üldtüüpi rakkudest, mida nimetatakse tüvirakkudeks.

Kõik keha spetsiaalsed rakud pärinevad samast pärit koest: rühma tüvirakud mis moodustavad embrüo varaseimad etapid. Tüvirakud on ainulaadsed rakutüübid, sest kuigi nad on ebaküpsed rakud ilma igasuguse spetsialiseerumiseta, saavad nad seda teha järgige arengulist "kavandit", et areneda tuhandeteks ainulaadseteks rakutüüpideks, mida leidub kogu kehas.

Tüvirakke on erinevat tüüpi, eraldatud sellest, kui paljudeks kudedeks need areneda võivad. Näiteks võivad embrüost leitud tüvirakud areneda mis tahes koetüüp - nii lähete ühest tüvirakust täielikult vormitud inimese lapseks.

Täiskasvanud tüvirakud, nagu ka teie luuüdis leiduvad tüvirakud, võivad areneda vaid käputäis küpset tüüpi rakkudeks. Kuid põhiline on see kõik tüvirakud on spetsialiseerumata "eelkäijad", mis võivad areneda vähemalt üheks küpseks rakutüübiks.

Tüvirakud arenevad küpseteks kudedeks nn protsessi kaudu eristamine. Mõistke, kuidas diferentseerimine töötab, tagasi rakusuhtluse mõisted õppisite oma bioloogiatundides.

Rakuside toimib kolmes etapis. A vastuvõtt faas, kus raku pinnal asuvad spetsiaalsed retseptorid saavad keskkonnast mingisuguse signaali; a transduktsioon faas, mis edastab selle sõnumi raku pinnalt raku sisemusse; ja a vastus faas, kus rakk muudab selle signaali põhjal oma käitumist.

Niisiis, kuidas see rakkude diferentseerimisel töötab? Oletame, et teie keha vajab rohkem punaseid vereliblesid. See saadab teie vere tüvirakkudele signaali, et vajate rohkem punaseid vereliblesid. See signaal on kätte saanud raku pinnal.

Tüvirakk edastab (või muundab), et teade tuumale, nii et rakk teab, et teie keha vajab rohkem punaseid vereliblesid. Siis tüvirakud vastata aktiveerides geenid, mis aitavad sellel areneda punasteks verelibledeks, ja voilà - rakust saab punaverelibled.

Kuigi teadlased teavad, et inimkeha sisaldab triljoneid rakke, on täpselt see, kui palju rakutüüpe keha koosneb, endiselt aktiivne uurimisvaldkond. Värskeim hinnang näitab, et neid on vähemalt 200 ainulaadset rakutüüpi inimkehas, vähemalt välimuse põhjal. Mõned teadlased arvavad, et hinnang on siiski madal ja uusi rakutüüpe avastatakse endiselt regulaarselt.

Alumine rida? Vaatate sadu erinevaid rakkude spetsialiseerumise radu, mida teie tüvirakud saavad läbida.

Kuid inimrakud kuuluvad ühte neljast üldkategooriast:

• Epiteeli kude: Epiteelirakud vooderdavad teie kudesid ja need on olulised nii aluskoe kaitsmiseks kui ka imendumiseks. Epiteelikoed leiate oma nahast, näärmekoest ja muust.
• Sidekoe: Sidekude ühendab ja kinnitab teie kudesid. See pakub teie kehale struktuurilist tuge. See koetüüp hõlmab luid, kõhre, kõõluseid, sidemeid ja sidekude.
• Närvikude: Teie närvisüsteem aitab kogu kehas teavet edastada. See koosneb teie kesknärvisüsteemist (või kesknärvisüsteemist), mis hõlmab teie aju ja seljaaju, ning perifeersest närvisüsteemist (PNS), mis hõlmab kogu ülejäänud keha närve.
• Lihaskoe: Seda tüüpi on ilmselt kõige lihtsam kujutada - teate, mis on lihased! Kuid leiate ka erilisi lihasrakkude tüüpe nii veresoontest kui ka südamest.

Kõik inimkeha moodustavad 200 (või enam) rakutüüpi leiduvad ühes neist neljast koetüübist - palju paremini õpitav kui sadade rakutüüpide pähe õppimine, eks?

Kontrollime nüüd mõnda erilist rakutüüpi, millega tõenäoliselt oma bioloogiatundides kokku puutute - need, mida peate veidi põhjalikumalt tundma.

Teie vereringe on üks neist, mida kõige tõenäolisemalt bioloogiatunnis kajastate - nii et nüüd on aeg seda tundma õppida! Teie vereringesüsteem koosneb seeriast veresooned - arterid, veenid ja kapillaarid - samuti mõned spetsiaalsed vererakkude tüübid:

• punased verelibled: Need punased kettakujulised rakud vastutavad hapniku kandmise eest kogu kehas. Need sisaldavad hemoglobiini, spetsiaalset valku, mis võib seonduda hingatava õhu hapnikuga ja seejärel vabastada see tagasi seda vajavatesse kudedesse.
• valged verelibled: Kas vajate külmetuse või gripi vastu võitlemisel abi? Teie valged verelibled on teie abistamiseks! Valged verelibled moodustavad teie immuunsüsteemi põhikomponendi. Need aitavad teie kehal tuvastada ohtlikke patogeene ja hävitavad need, et teid liiga haigeks ei jääks.
• Trombotsüüdid: Teie vere väikseim rakutüüp, trombotsüüdid mängivad võtmerolli trombide moodustumisel. Kui trombotsüüdid tunnevad kahjustusi või rebenenud kudesid, hakkavad nad kokku klompima, moodustades verehüübe verejooksu aeglustamiseks või peatamiseks.

Teie keha ajab pidevalt värskeid vererakke välja, asendades vanemad või kahjustatud vererakud. Ja kõik teie vererakud sünnivad teie luuüdis tüvirakkude populatsioonist, mis on spetsialiseerunud vererakkude loomisele.

Tõenäoliselt kohtate ka närvisüsteem oma kehas. Kuid ärge muretsege - kuigi aju võib tunduda keeruline, on teie närvide tundmaõppimine tõenäoliselt lihtsam kui arvate.

Esiteks on ainult kaks peamist närvirakkude klassifikatsiooni: neuronid ja glia.

Neuronid on närvid - rakud, mida tõenäoliselt kujutate, kui mõtlete oma närvisüsteemile. Nad edastavad teavet, et kontrollida kogu teie aju "mõtlemist", samuti kontrollivad lihaste liikumist ja muid keha põhifunktsioone.

Samuti saadavad kogu keha närvid signaale tagasi seljaajule ja ajule. Näiteks valutundlikud närvid ütlevad teie ajule, kui olete haiget saanud, nii et saate vältida kõike, mis valu põhjustas.

Glia on tugirakud, mis aitavad teie närvidel korralikult töötada. On paar peamist glia tüübidja kõigil on oma roll aju, seljaaju ja muude närvide tõhusal suhtlemisel. Mõned gliiarakud toodavad müeliini, vahaainet ainet, mis "isoleerib" teie neuroneid paremaks suhtlemiseks.

Teised toimivad aju immuunrakkudena, aidates võidelda nakkuste vastu, mis muidu kahjustaksid teie närve. Ja veel teised aitavad hoida teie neuroneid toitainetega varustatud, nii et teie närvisüsteemil on energiat korralikult töötada.

Kolmas suurem rakutüüp, mida tõenäoliselt uurite, on teie lihasrakud. Ja õnneks on kolme lihasrakutüüpi lihtne õppida.

Esiteks, sul on skeletilihasrakud - rakud, mis moodustavad praktiliselt kõik teie keha lihased. Skeletilihas on selline lihas, mis on üllatusena teie skeleti külge kinnitatud.

See sõlmib teie luude liigutamise. Nii, ütleme, kui bicepsi kokku tõmbate, painutate küünarnukki. Skeletilihasrakke kontrollib osaliselt teie aju vabatahtlikult. See tähendab, et võite otsustada näiteks oma jala liigutada ja teie aju saadab sellele liikumisele vastava signaali.

Järgmisena saate südamelihasrakud. Need on rakud, mis moodustavad teie südame ja tõmbuvad kokku vere pumpamiseks teie kehas. Südame lihasrakkude kontraktsioon on mitte vabatahtlikult kontrollitud - selle asemel hoiab teie keha ühtlast südamerütmi, ilma et peaksite sellele mõtlema.

Lõpuks on silelihasrakud. Silelihased moodustavad teatud veresoonte, aga ka mõne elundi, nagu teie kõht, vooderdise. Silelihas on oluline teie organite liikumisel. Näiteks aitab silelihaste kokkutõmbumine toitu seedetraktist läbi viia, et võimaldada õiget seedimist.

Nagu südamelihased, ei kontrollita silelihaste kokkutõmbumist vabatahtlikult. Nii et näiteks pole vaja mõelda toidu kolimisest maost soolestikku, sest teie keha teeb seda lihtsalt teie eest.

Siin on ülevaade sellest, mida peate teadma rakkude spetsialiseerumise kohta:

• Rakud arenevad ebaküpsetest tüvirakkudest küpseteks, väga funktsionaalseteks rakkudeks nn protsessi abil eristamine.
• Diferentseerimine võimaldab arenevatel rakkudel omandada ainulaadseid struktuure ja see võimaldab rakul teostada spetsialiseeritud funktsioonid.
• Diferentseerumisprotsess käivitatakse keskkonnast tulevate signaalide mõjul ja selle tulemuseks on muutused geeniekspressioon mis juhivad raku arengut.
• Diferentseerimine võimaldab rakkudel areneda neli peamist koetüüpi: epiteeli kude, närvikoe, sidekude ja lihaskoe.
• Neid on vähemalt 200 erinevat rakutüüpi inimese kehas. Mõned, mida peate kõige paremini teadma, on spetsiaalsed vererakud, spetsiaalsed närvirakud ja spetsiaalsed lihasrakud.