Eukariotska stanica: definicija, struktura i funkcija (s analogijom i dijagramom)

Kao što ste već naučili, Stanice su osnovna jedinica života.

Bez obzira da li se nadate polagati svoje testove iz biologije u srednjoj ili srednjoj školi ili tražite osvježenje prije biologije, eukariotska struktura znanja mora biti nužna.

Pročitajte opći pregled koji će obuhvatiti sve što trebate znati za (većinu) tečajeva biologije u srednjoj i srednjoj školi. Slijedite linkove za detaljne vodiče do svake organele stanice kako biste pohađali svoje tečajeve.

Što su zapravo eukariotske stanice? Oni su jedna od dvije glavne klasifikacije stanica - eukariotske i prokariotski. Oni su također složeniji od njih dvoje. Eukariotske stanice uključuju životinjske stanice - uključujući ljudske stanice - biljne stanice, stanice gljivica i alge.

Eukariotske stanice karakterizira membrana vezana jezgra. To se razlikuje od prokariontskih stanica koje imaju nukleoid - područje koje je gusto staničnom DNA - ali zapravo nemaju zaseban odjeljak vezan za membranu poput jezgre.

Eukariotske stanice također imaju organele, koje su membranski vezane strukture koje se nalaze unutar stanice. Kad biste eukariotske stanice gledali pod mikroskopom, vidjeli biste različite strukture svih oblika i veličina. S druge strane, prokariotske stanice izgledale bi ujednačenije jer nemaju one strukture povezane membranom da razbiju stanicu.

Pa zašto organele eukariotske stanice čine posebnim?

Razmislite organele poput soba u vašem domu: dnevne sobe, spavaćih soba, kupaonica i tako dalje. Svi su odvojeni zidovima - u ćeliji bi to bile stanične membrane - i svaka vrsta sobe ima svoju zasebnu upotrebu koja u cjelini čini vaš dom ugodnim mjestom za život. Organele djeluju na sličan način; svi oni imaju različite uloge koje pomažu vašim stanicama da funkcioniraju.

Sve te organele pomažu eukariotskim stanicama u izvršavanju složenijih funkcija. Dakle, organizmi s eukariotskim stanicama - poput ljudi - složeniji su od prokariontskih organizama, poput bakterija.

Razgovarajmo o "mozgu" stanice: jezgra, koji sadrži većinu genetskog materijala stanice. Većina DNK vaše stanice nalazi se u jezgri, organizirana u kromosome. Za ljude to znači 23 para dva kromosoma ili 26 kromosomi sveukupno.

U jezgri je vaša stanica koja donosi odluke o tome koji će geni biti aktivniji (ili "izraženiji"), a koji će geni biti manje aktivni (ili "potisnuti"). To je mjesto transkripcije, što je prvi korak ka sintezi proteina i izražavanju a gen u protein.

Jezgra je okružena dvoslojnom nuklearnom membranom koja se naziva nuklearna ovojnica. Omotnica sadrži nekoliko nuklearnih pora, koje dopuštaju tvari, uključujući genetski materijal i glasničku RNA ili mRNA, za prolazak u i iz jezgre.

I, konačno, u jezgri se nalazi jezgra, koja je najveća struktura u jezgri. Nukleolus pomaže vašim stanicama da proizvode ribosome - više od onih u sekundi - i također igra ulogu u reakciji stanice na stres.

U staničnoj biologiji svaka je eukariotska stanica odvojena u dvije kategorije: jezgra, koju smo upravo opisali gore, i citoplazma, koja je, pa, sve ostalo.

The citoplazma u eukariotskim stanicama sadrži ostale organele vezane na membranu o kojima ćemo raspravljati u nastavku. Sadrži i supstancu sličnu gelu nazvanu citosol - mješavina vode, otopljenih tvari i strukturnih bjelančevina - koja čini oko 70 posto volumena stanice.

Svaka eukariotska stanica - kako kažete - životinjske, biljne, obavijena je plazmatskom membranom. The struktura plazmatske membrane sastoji se od nekoliko komponenata, ovisno o vrsti stanice koju gledate, ali sve one imaju jednu glavnu komponentu: fosfolipidni dvosloj.

Svaka molekula fosfolipida sastoji se od a hidrofilni (ili fosfatna glava koja voli vodu), plus dvije hidrofobni (ili mrze vodu) masne kiseline. Dvostruka membrana nastaje kad se dva sloja fosfolipida poređaju rep do repa, a masne kiseline tvore unutarnji sloj membrane, a fosfatne skupine s vanjske strane.

Ovaj raspored stvara različite granice za stanicu, čineći svaku eukariotsku stanicu svojom zasebnom jedinicom.

Postoje i druge komponente plazmatske membrane. Proteini unutar plazmatske membrane pomažu u transportu materijala u i iz stanice, a također primaju kemijske signale iz okoline na koje vaše stanice mogu reagirati.

Neki od proteina u plazemskoj membrani (skupina tzv glikoproteini) također imaju vezane ugljikohidrate. Glikoproteini djeluju kao "identifikacija" vaših stanica i igraju važnu ulogu u imunitetu.

Ako stanična membrana ne zvuči svi ono jako i sigurno, u pravu si - nije! Dakle, vašim stanicama je potreban citoskelet ispod kako bi se održao oblik stanice. Citoskelet se sastoji od strukturnih bjelančevina koje su dovoljno jake da podržavaju stanicu, a koje čak mogu pomoći stanici da raste i kreće se.

Postoje tri glavne vrste filamenata koji čine eukariotski stanični citoskelet:

• Mikrotubule: To su najveći filamenti u citoskeletonu, a izrađeni su od proteina koji se naziva tubulin. Izuzetno su jaki i otporni na sabijanje, pa su ključni za održavanje vaših stanica u ispravnom obliku. Oni također igraju ulogu u pokretljivost ili pokretljivost stanica, a pomažu i u transportu materijala unutar stanice.

• Srednji filamenti: Ovi filamenti srednje veličine izrađeni su od keratina (koji je, FYI, ujedno i glavni protein koji se nalazi u vašoj koži, noktima i kosi). Oni rade zajedno s mikrotubulama kako bi pomogli u održavanju oblika stanice.

• Mikrofilamenti: Najmanja klasa niti u citoskeletonu, mikrofilamenti su izrađeni od proteina tzv aktin. Aktin je vrlo dinamičan - aktinska vlakna mogu se lako skratiti ili produžiti, ovisno o tome što vaša stanica treba. Aktinski filamenti posebno su važni za citokinezu (kada se jedna stanica razdvoji na dvije na kraju mitoze) i također igra ključnu ulogu u staničnom transportu i pokretljivosti.

Citoskelet je razlog zbog kojeg eukariotske stanice mogu poprimiti vrlo složene oblike (pogledajte ovaj ludi oblik živaca!) a da se, eto, ne uruše u sebi.

Pogledajte životinjsku stanicu na mikroskopu i naći ćete drugu organelu, centrosom, koji je usko povezan s citoskeletom.

Centrosom funkcionira kao glavno središte za organiziranje mikrotubula (ili MTOC) stanice. Centrosom igra presudnu ulogu u mitozi - toliko da su defekti u centrosomu povezani s bolestima rasta stanica, poput raka.

Centrosom ćete pronaći samo u životinjskim stanicama. Stanice biljaka i gljivica koriste se različitim mehanizmima za organiziranje svojih mikrotubula.

Iako sve eukariotske stanice sadrže citoskelet, neke vrste stanica - poput biljnih stanica - imaju staničnu stijenku za još veću zaštitu. Za razliku od stanične membrane, koja je relativno tečna, stanične stijenke je kruta struktura koja pomaže u održavanju oblika stanice.

Točan sastav stanične stijenke ovisi o tipu organizma koji gledate (alge, gljivice i biljne stanice imaju različite stanične stijenke). Ali oni su uglavnom napravljeni od polisaharidi, koji su složeni ugljikohidrati, kao i strukturni proteini za potporu.

Zid biljnih stanica dio je onoga što pomaže biljkama da se uspravno uspraviju (barem dok toliko ne ostanu bez vode da počnu venuti) i suprotstave se čimbenicima okoline poput vjetra. Također funkcionira kao polupropusna membrana omogućavajući određenim tvarima prolazak u i iz stanice.

Oni ribosomi proizvedeni u nukleolusu?

Naći ćete ih gomilu u endoplazmatski retikulum ili ER. Konkretno, naći ćete ih u grubi endoplazmatski retikulum (ili RER), koje je ime dobilo po "grubom" izgledu koji ima zahvaljujući svim tim ribosomima.

Općenito, ER je proizvodni pogon stanice i odgovoran je za proizvodnju tvari koje vaše stanice trebaju rasti. U RER-u ribosomi naporno rade kako bi pomogli vašim stanicama da proizvode tisuće i tisuće različitih bjelančevina koje su vašim stanicama potrebne da bi preživjele.

Tu je i dio ER ne prekriven ribosomima, nazvan glatki endoplazmatski retikulum (ili SER). SER pomaže vašim stanicama da proizvode lipide, uključujući lipide koji tvore plazemsku membranu i membrane organela. Također pomaže u proizvodnji određenih hormona, poput estrogena i testosterona.

Dok je ER proizvodni pogon stanice, Golgijev aparat, koje se ponekad naziva i Golgijevim tijelom, biljka je stanice za pakiranje.

Golgijev aparat uzima proteine ​​novostvorene u ER i "pakira" ih kako bi mogli ispravno funkcionirati u stanici. Također pakira tvari u male jedinice vezane membranom koje se nazivaju vezikule, a zatim se otpremaju na odgovarajuće mjesto u stanici.

Golgijev aparat čine male vrećice tzv cisterne (izgledaju poput hrpe palačinki pod mikroskopom) koje pomažu u obradi materijala. The cis lice golgi aparata je ulazna strana koja prihvaća nove materijale, a trans lice je odlazeća strana koja ih oslobađa.

Lizozomi također igraju ključnu ulogu u preradi bjelančevina, masti i drugih tvari. To su male organele povezane s membranom i vrlo su kisele, što im pomaže da funkcioniraju poput "želuca" vaše stanice.

Zadatak lizosoma je probaviti materijale, razgrađujući neželjene proteine, ugljikohidrate i lipide kako bi se mogli ukloniti iz stanice. Lizozomi su posebno važan dio vaših imunoloških stanica jer mogu probaviti patogene - i spriječiti da vam u cjelini ne naštete.

Pa odakle vašoj stanici energija za svu tu proizvodnju i otpremu? The mitohondriji, koji se ponekad naziva i elektrana ili baterija ćelije. Jednina mitohondrija je mitohondrija.

Kao što ste vjerojatno pretpostavili, mitohondriji su glavna mjesta proizvodnje energije. Konkretno, tu su posljednje dvije faze stanično disanje odvijaju - i mjesto na kojem stanica proizvodi većinu svoje korisne energije, u obliku ATP.

Kao i većina organela, okruženi su lipidnim dvoslojem. Ali mitohondriji zapravo imaju dvije membrane (unutarnju i vanjsku membranu). Unutarnja membrana usko je sklopljena na sebi radi veće površine, što svakoj mitohondriji daje više prostora za provođenje kemijskih reakcija i proizvodnju više goriva za stanicu.

Različite vrste stanica imaju različit broj mitohondrija. Na primjer, stanice jetre i mišića njima su posebno bogate.

Iako bi mitohondriji mogli biti snaga stanice, peroksisom središnji je dio metabolizma stanice.

To je zato što peroksisomi pomažu apsorbirati hranjive sastojke u vašim stanicama i dolaze prepuni probavnih enzima koji ih razgrađuju. Peroksisomi također sadrže i neutraliziraju vodikov peroksid - koji bi inače mogao naštetiti vašoj DNA ili staničnim membranama - kako bi promovirali dugoročno zdravlje vaših stanica.

Nisu u svakoj stanici kloroplasti - oni se ne nalaze u biljnim ili gljivičnim stanicama, ali se nalaze u biljnim stanicama i nekim algama - ali one koje ih dobro koriste. Kloroplasti su mjesto fotosinteze, skupa kemijskih reakcija koje pomažu nekim organizmima da proizvedu korisnu energiju iz sunčeve svjetlosti, a pomažu i uklanjanju ugljičnog dioksida iz atmosfere.

Kloroplasti su prepuni zelenih pigmenata zvanih klorofil, koji hvataju određene valne duljine svjetlosti i pokreću kemijske reakcije koje čine fotosintezu. Pogledajte unutar kloroplasta i pronaći ćete nazvane hrpe materijala poput palačinki tilakoidi, okružen otvorenim prostorom (nazvan stroma).

Svaki tilakoid ima svoju membranu - tilakoidnu membranu - također.

Pogledajte biljnu stanicu pod mikroskopom i vjerojatno ćete vidjeti velik mjehur koji zauzima puno prostora. To je središnja vakuola.

U biljkama se središnja vakuola puni vodom i otopljenim tvarima i može postati toliko velika da zauzima tri četvrtine stanice. Primjenjuje pritisak turgora na staničnu stijenku kako bi pomogao "napuhati" stanicu kako bi biljka mogla uspravno stajati.

Druge vrste eukariotskih stanica, poput životinjskih, imaju manje vakuole. Različite vakuole pomažu u pohrani hranjivih sastojaka i otpadnih tvari, tako da ostaju organizirane unutar stanice.

Trebate osvježiti najveće razlike između biljnih i životinjskih stanica? Pokrili smo vas:

• Vakuola: Biljne stanice sadrže barem jednu veliku vakuolu kako bi održale oblik stanice, dok su životinjske vakuole manje veličine.
• Centriole: Životinjske stanice imaju jedan; biljne stanice nemaju.
• Kloroplasti: Biljne stanice ih imaju; životinjske stanice nemaju.
  
• Stanični zid: Biljne stanice imaju vanjsku staničnu stijenku; životinjske stanice jednostavno imaju plazemsku membranu.