Suhde solurakenteen ja toiminnan välillä

"Form fit -toiminto" on yleinen pidättäytyminen sekä luonnollisen että inhimillisen tekniikan maailmassa. Kun jokapäiväisen työkalun tarkoituksenmukainen rakentaminen on ongelmana, se on usein ilmeistä: Pikkulapsi, jolle on annettu lapio, juomalasia, pari sukkaa tai vasara, voisi määrittää suhteellisen helposti, mihin nämä työvälineet on tarkoitettu, kun taas esimerkiksi polkupyöräketjun tai koiran kauluksen tapauksessa palapeliä on huomattavasti vaikeampaa ratkaista.

Luonnolliset rakenteet, jotka ovat muodostuneet miljoonien vuosien evoluution aikana, pysyvät paikoillaan koska ne on valittu selviytymisetujen takia, ne antavat organismeille sen hallussaan niitä. Tämä pätee soluihin, jotka ovat yksinkertaisimpia luonnollisia rakenteita, joilla on kaikki dynaamisen kokonaisuuden ominaisuudet, jotka tunnetaan nimellä elämää: lisääntyminen, aineenvaihdunta, kemiallisen tasapainon ja fyysisen kiinteyden ylläpitäminen.

Kuten "makro" -maailmassa, tapa, jolla solun osat puhuvat toiminnoilleen - molemmat, jotka seisovat yksin ja ne, jotka ovat integroituneet muun solun kanssa - on kiehtova biologian aihe itsessään oikein.

Solun koostumus ja toiminta vaihtelevat huomattavasti sekä organismien välillä että monimutkaisten monisoluisten organismien kohdalla saman organismin eri kudosten ja elinten välillä. Mutta kaikilla soluilla on useita yhteisiä elementtejä. Nämä sisältävät:

• Solukalvo: Tämä rakenne muodostaa solun ulkovuoren ja on vastuussa sekä solun fyysisestä eheydestä että tiettyjen aineiden päästämisestä sisään ja ulos samalla, kun estetään muiden kulku. Se koostuu a kaksinkertainen plasmakalvo.
• Sytoplasma: Tämä muodostaa solujen sisäosan ja koostuu vetisestä matriisista, joka tukee muita sisätilan solujen sisältöä, kuten rakennustelineitä. Nestemäistä, ei-organelliosaa kutsutaan sytosoli, ja useimmat solun kemialliset reaktiot tapahtuvat täällä entsyymeiksi kutsuttujen proteiinien avulla.
• Geneettinen materiaali: Geneettinen materiaali, josta melkein kaikki organismin solut sisältävät täydellisen kopion, sisältää proteiinisynteesiin tarvittavat tiedot deoksiribonukleiinihappo (DNA). DNA on se, mitä siirretään seuraaville sukupolville lisääntymisprosessin aikana.
• Ribosomit: Nämä proteiinit ovat vastuussa kaikkien organismin tarvitsemien proteiinien valmistuksesta. Ne ottavat suunnan lähettäjän ribonukleiinihaposta (mRNA). Ribosomeilla yksittäiset aminohapot kytketään yhteen ketjujen muodostamiseksi, jotka muodostavat proteiineja. MRNA valmistetaan DNA: lla prosessissa, jota kutsutaan transkriptio; mRNA-käskyjen muuntaminen proteiineiksi ribosomeissa, jotka koostuvat kahdesta alayksiköstä, tunnetaan nimellä käännös.

Elävät asiat voidaan jakaa kahteen tyyppiin: Prokaryootit, joihin kuuluvat bakteerit ja Archaea -domeenit ja eukaryootit, jotka koostuvat verkkotunnuksesta Eukaryota. Suurin osa prokaryooteista on yksisoluisia organismeja, kun taas melkein kaikki eukaryootit - kasvit, eläimet ja sienet - ovat monisoluisia.

Prokaryoottisolut sisältävät neljä jo kuvattua rakennetta, mutta ei paljon muuta, vaikka bakteereilla on soluseinät. Monilla heistä on myös solu kapseli; näiden ensisijainen tehtävä on suojaaminen. Joidenkin prokaryoottien pinnalla on myös whiplike-rakenteita, joita kutsutaan lippu. Kuten voit arvata niiden ulkonäöstä, niitä käytetään pääasiassa liikkumiseen.

Eukaryoottisoluissa sitä vastoin on runsaasti organellit, jotka ovat membraaniin sitoutuneita kokonaisuuksia, jotka palvelevat solua tietyillä tavoilla. Tärkeää on, että eukaryootit sijoittavat DNA: nsa a ydin, kun taas prokaryooteissa, joilla ei ole minkäänlaisia ​​sisäisiä membraaniin sitoutuneita rakenteita, DNA kelluu löysässä klusterissa sytoplasmassa, jota kutsutaan nukleoidialue.

Solun osien ja niiden toimintojen välinen suhde on eukaryoottien organellien eleganssi ja selkeys. Puolestaan ​​kaikissa organelleissa on plasmakalvo. Jokainen solujen plasmakalvo - mukaan lukien ulompi, nimetty solukalvo sekä organelleja ympäröivät kalvot - koostuu a fosfolipidikaksikerroksinen.

Tämä kaksikerros koostuu kahdesta erillisestä "arkista", jotka ovat vastakkain peilikuvana. Sisällä on hydrofobinen, tai vettä hylkiviä osia jokaisesta kerroksesta, jotka koostuvat rasvahappojen muodossa olevista lipideistä. Ulko-osat sitä vastoin ovat hydrofiilinentai vettä etsivät, ja ne koostuvat fosfolipidimolekyylien fosfaattiosista.

Siten yksi hydrofiilisten fosfaattipäiden "seinä" osoittaa organellin sisäpuolelle (tai solukalvon tapauksessa sinänsä, sytoplasma), kun taas toinen on ulospäin tai sytoplasman puolella (tai solukalvon tapauksessa ulkopuolella) ympäristö).

Kalvon rakenne on sellainen, että pienet molekyylit, kuten glukoosi ja vesi, voivat ajautua vapaasti kalvon väliin fosfolipidimolekyylejä, kun taas suurempia ei voida ja pitää pumpata aktiivisesti sisään tai ulos (tai estää pääsy, ajanjakso). Rakenne sopii jälleen toimintaan.

Vaikka sitä ei yleensä sanota organelliksi sen tärkeimmän tärkeyden vuoksi, ydin on itse asiassa yhden ruumiillistuma. Sen plasmakalvoa kutsutaan ydinvoima. Ydin sisältää DNA: ta pakattuna kromatiini, joka on proteiinipitoista ainetta jaettuna kromosomeihin.

Kun kromosomit jakautuvat ja ydin niiden kanssa, prosessia kutsutaan mitoosi. Jotta tämä tapahtuisi, mitoottinen kara on luotava ytimeen, joka on olennaisesti solun aivot ja kuluttaa merkittävän osan useimpien solujen kokonaistilavuudesta.

Nämä karkeasti soikeat organellit ovat eukaryoottien voimalaitoksia, koska ne ovat aerobisen ("happea sisältävän") hengityksen paikka, suurin osa energiasta, jonka eukaryootit saavat polttoaineestaan, jota he syövät (eläinten tapauksessa) tai syntetisoivat auringonvalon avulla ( kasvit).

Mitokondrioiden uskotaan syntyneen yli 2 miljardia vuotta sitten, kun aerobiset bakteerit purkautuivat olemassa olevien, ei-aerobisten solujen sisälle ja alkoivat tehdä yhteistyötä niiden kanssa metabolisesti. Kalvon monet taitokset, joissa aerobista hengitystä todella tapahtuu, ovat toinen esimerkki solujen rakenteen ja toiminnan yhtymäkohdasta.

Tämä kalvorakenne on pikemminkin kuin "valtatie" siinä mielessä, että se ulottuu ytimestä (ja on tosiasiallisesti liittynyt kalvoonsa) solun läpi sytoplasman kauemmas. Se kuljettaa ja muokkaa ribosomien tuottamia proteiinituotteita.

Joitakin endoplasman verkkokalvoa kutsutaan karkea endoplasman verkkokalvo koska se on täynnä ribosomeja, kuten voidaan nähdä mikroskoopilla; muotoja, joista puuttuu ribosomeja, kutsutaan vastaavasti sileä endoplasminen verkkokalvo.

Golgin laite on samanlainen kuin endoplasmisessa verkkokalvossa, koska se pakkaa ja prosessoi proteiineja ja muita solujen tuottamia aineita, mutta se on järjestetty pyöreiksi pinotuiksi levyiksi, aivan kuten kolikkorulla tai pino pieniä pannukakkuja.

Lysosomit ovat solun jätehuoltokeskuksia, ja vastaavasti näissä pienissä pallomaisissa kappaleissa on entsyymejä, jotka liuottavat ja jakavat arjen aineenvaihdunnasta johtuvia solujen hajoamistuotteita. Lysosomit ovat itse asiassa eräänlainen tyhjiö, ontto, kalvoon sitoutuneen yksikön nimi soluissa, jonka tarkoituksena on toimia jonkinlaisten kemikaalien säiliönä.

sytoskeleton on tehty mikrotubulukset, proteiinit, jotka on järjestetty pieninä bambu versoina ja jotka ovat rakenteellisia tukipalkkeja ja palkkia. Ne ulottuvat koko sytoplasman läpi ytimestä solukalvoon.