Eukarióta sejt: Definíció, felépítés és funkció (analógiával és ábrával)

Mint már megtanultad, sejtek az élet alapvető egységei.

És függetlenül attól, hogy a középiskolai vagy a középiskolai biológiai teszteket reméli, vagy frissítést keres az egyetemi biológia előtt, az eukarióta sejtek felépítése elengedhetetlen.

Olvasson tovább egy általános áttekintésért, amely mindent tartalmaz, amit tudnia kell a (legtöbb) középiskolai és középiskolai biológiai tanfolyamokról. Kövesse a linkeket, hogy részletes útmutatásokat nyújtson az egyes sejtek organelláihoz, hogy ássza a tanfolyamokat.

Mi is pontosan az eukarióta sejtek? A sejtek két fő osztályozásának egyike - eukarióta és prokarióta. Ők is a kettő közül a bonyolultabbak. Az eukarióta sejtek közé tartozik állati sejtek - beleértve az emberi sejteket - a növényi sejteket, a gombasejteket és az algákat.

Az eukarióta sejteket membránhoz kötött mag jellemzi. Ez különbözik a prokarióta sejtektől, amelyeknek van egy nukleoidjuk - egy olyan régió, amely sűrű a sejt DNS-ével -, de valójában nincs külön membránhoz kötött részük, mint a sejtmag.

Az eukarióta sejteknek organellái is vannak, amelyek a sejtben található membránhoz kötött struktúrák. Ha mikroszkóp alatt nézi az eukarióta sejteket, akkor különféle struktúrákat lát, minden formában és méretben. A prokarióta sejtek viszont egységesebbnek tűnnének, mivel nincsenek olyan membránhoz kötött struktúráik, amelyek szétbontanák a sejtet.

Tehát miért teszik az organellák az eukarióta sejteket különlegessé?

Gondol sejtszervecskék mint az otthoni szobák: a nappali, a hálószobák, a fürdőszobák és így tovább. Mindannyian falak választják el őket - a cellában ezek a sejtmembránok lennének -, és minden szobatípusnak megvan a maga külön felhasználása, amely összességében kényelmes otthonná teszi otthonát. Az organellák hasonló módon működnek; mindegyiknek külön szerepe van, amelyek segítik a sejtjeinek működését.

Mindezek az organellák segítenek az eukarióta sejteknek bonyolultabb funkciók ellátásában. Tehát az eukarióta sejtekkel rendelkező szervezetek - mint az emberek - összetettebbek, mint a prokarióta szervezetek, mint a baktériumok.

Csevegjünk a sejt "agyáról": a atommag, amely a sejt genetikai anyagának nagy részét tárolja. Sejtje DNS-ének nagy része a magban helyezkedik el, kromoszómákba szerveződve. Emberben ez két kromoszóma 23 párját vagy 26-at jelent kromoszómák átfogó.

A sejtmag az, ahol sejtje döntéseket hoz arról, hogy melyik gén lesz aktívabb (vagy "expresszáltabb"), és melyik gén lesz kevésbé aktív (vagy "elnyomott"). Ez a transzkripció helye, amely az első lépés a fehérjeszintézis és az a expresszió felé gén fehérjévé.

A magot kétrétegű magmembrán veszi körül, az úgynevezett atomburok. A boríték számos magpórust tartalmaz, amelyek lehetővé teszik az anyagok, köztük a genetikai anyag és a messenger RNS vagy mRNS, hogy bejusson a magba és onnan ki.

Végül a magban található a mag, amely a legnagyobb szerkezet a magban. A nukleolus segíti a sejtjeidet a riboszómák termelésében - jobban, mint a másodperc alatt -, és szerepet játszik a sejt stresszreakciójában is.

A sejtbiológiában minden eukarióta sejt két kategóriára oszlik: a magra, amelyet az imént fent leírtunk, és a citoplazmára, ami minden más.

A citoplazma az eukarióta sejtekben tartalmazza a többi membránhoz kötött organellát, amelyeket az alábbiakban tárgyalunk. Tartalmaz továbbá egy citoszol nevű gélszerű anyagot - víz, oldott anyagok és szerkezeti fehérjék keverékét -, amely a sejt térfogatának körülbelül 70 százalékát teszi ki.

Minden eukarióta sejtet - állati sejtek, növényi sejtek, nevezzük - plazmamembrán borítja. A plazma membránszerkezet több komponensből áll, a keresett cellatípustól függően, de mindegyiknek egy fő alkotóeleme van: egy foszfolipid kétrétegű.

Minden foszfolipid molekula a hidrofil (vagy vízszerető) foszfátfej, plusz kettő hidrofób (vagy vízgyűlölő) zsírsavak. A kettős membrán akkor képződik, amikor két foszfolipidréteg farokból farokba sorakozik, a zsírsavak képezik a membrán belső rétegét, a foszfátcsoportok pedig kívül.

Ez az elrendezés külön határokat hoz létre a sejt számára, így minden eukarióta sejt különálló egységgé válik.

A plazmamembránnak vannak más komponensei is. A plazmamembránon belüli fehérjék elősegítik az anyagok be- és kikerülését a sejtbe, és kémiai jeleket is kapnak a környezetből, amelyre a sejtjei reagálhatnak.

A plazmamembránban lévő fehérjék egy része (az úgynevezett csoport glikoproteinek) szénhidrátok is kapcsolódnak. A glikoproteinek a sejtjeid "azonosítójaként" működnek, és fontos szerepet játszanak az immunitásban.

Ha egy sejtmembrán nem szól minden olyan erős és biztonságos, igazad van - nem az! Tehát sejtjeinek szüksége van egy citoszkeletonra alatta, hogy segítsen fenntartani a sejt alakját. A citoszkeletont olyan szerkezeti fehérjék alkotják, amelyek elég erősek ahhoz, hogy támogassák a sejtet, és amelyek akár a sejt növekedését és mozgását is elősegíthetik.

Három fő típusú filamentum alkotja az eukarióta sejt citoszkeletont:

• Mikrotubulusok: Ezek a citoszkeleton legnagyobb szálai, és a tubulin nevű fehérjéből állnak. Rendkívül erősek és ellenállnak a tömörítésnek, ezért kulcsfontosságúak a sejtek megfelelő formában tartásához. Ebben is szerepet játszanak sejtmozgás vagy mobilitás, és segítik az anyag sejten belüli szállítását is.

• Köztes szálak: Ezek a közepes méretű szálak keratinból készülnek (amely az FYI a fő fehérje a bőrben, a körmökben és a hajban is). A mikrotubulusokkal együttműködve segítenek fenntartani a sejt alakját.

• Mikroszálak: A citoszkeleton szálainak legkisebb osztálya, a mikrofilamentumok az úgynevezett fehérjéből állnak aktin. Az aktin nagyon dinamikus - az aktinszálak könnyen rövidülhetnek vagy hosszabbak lehetnek, attól függően, hogy a sejtjeinek mi kell. Az aktinszálak különösen fontosak a citokinezisnél (amikor az egyik sejt kettéválik a mitózis végén), és kulcsszerepet játszik a sejtek transzportjában és mobilitásában is.

A citoszkeleton az oka annak, hogy az eukarióta sejtek nagyon összetett formákat ölthetnek (nézd meg ezt az őrült idegformát!) anélkül, hogy jól összeomlanak magukban.

Nézzen meg egy állatot a mikroszkópon, és talál egy másik organellát, a centroszóma, amely szorosan összefügg a citoszkeletonnal.

A centroszóma a sejt fő mikrotubulus-szervező központjaként működik. A centroszóma kulcsfontosságú szerepet játszik a mitózisban - annyira, hogy a centroszóma hibái a sejtnövekedési betegségekhez, például a rákhoz kapcsolódnak.

A centroszómát csak az állati sejtekben találja meg. A növényi és gombás sejtek különböző mechanizmusokat alkalmaznak a mikrotubulusok rendezésére.

Míg az összes eukarióta sejt tartalmaz citoszkeletont, egyes sejtek - mint a növényi sejtek - sejtfala a még nagyobb védelem érdekében. A viszonylag folyékony sejtmembránnal ellentétben a sejtfal merev szerkezet, amely segít fenntartani a sejt alakját.

A sejtfal pontos felépítése attól függ, hogy milyen típusú szervezetet néz meg (az algáknak, gombáknak és növényi sejteknek mindegyiküknek különálló a sejtfala). De általában ezekből állnak poliszacharidok, amelyek összetett szénhidrátok, valamint szerkezeti fehérjék a támogatáshoz.

A növény sejtfala része annak, ami segíti a növényeket, hogy egyenesen felálljanak (legalábbis addig, amíg annyira megfosztják a vizet, hogy hervadni kezdenek), és ellenállnak a környezeti tényezőknek, például a szélnek. Féligáteresztő membránként is funkcionál, lehetővé téve bizonyos anyagok bejutását a sejtbe és a sejtből.

Azokat a riboszómákat, amelyek a nucleolusban termelődnek?

Talál egy csomó embert a endoplazmatikus retikulum vagy ER. Pontosabban megtalálja őket a durva endoplazmikus retikulum (vagy RER), amely nevét abból a "durva" megjelenésből kapta, amely mindazoknak a riboszómáknak köszönhető.

Általánosságban elmondható, hogy az ER a sejt előállító üzeme, és felelős a sejtjeinek növekedéséhez szükséges anyagok előállításáért. A RER-ben a riboszómák keményen dolgoznak, hogy segítsenek a sejtjeinek az ezer és ezer különböző fehérje előállításában, amelyekre a sejtjeinek szüksége van a túléléshez.

Van még egy része az ER-nek is nem riboszómákkal borítva, az úgynevezett sima endoplazmatikus retikulum (vagy SER). A SER segíti a sejteket a lipidek termelésében, beleértve azokat a lipideket is, amelyek a plazma membránt és az organelle membránokat alkotják. Segít bizonyos hormonok, például az ösztrogén és a tesztoszteron termelésében is.

Míg az ER a sejt előállító üzeme, a Golgi-készülék, néha Golgi-testnek hívják, a sejt csomagoló növénye.

A Golgi-készülék veszi az ER-ben újonnan termelt fehérjéket és "becsomagolja" őket, hogy megfelelően működhessenek a sejtben. Az anyagokat kis membránhoz kötött egységekbe, vezikulákba is csomagolja, majd a sejtek megfelelő helyére szállítják.

A Golgi-készüléket úgynevezett kis tasakok alkotják ciszternae (úgy néz ki, mint egy halom palacsinta mikroszkóp alatt), amelyek segítenek az anyagok feldolgozásában. A cisz a golgi-készülék arca az a bejövő oldal, amely új anyagokat fogad el, és a ford arc az a kimenő oldal, amely felszabadítja őket.

Lizoszómák kulcsfontosságú szerepet játszik a fehérjék, zsírok és egyéb anyagok feldolgozásában is. Kicsi, membránhoz kötött organellák, és nagyon savasak, ami segít nekik úgy működni, mint a sejted "gyomrában".

A lizoszómák feladata az anyagok megemésztése, a nem kívánt fehérjék, szénhidrátok és lipidek lebontása, hogy azok eltávolíthatók legyenek a sejtből. A lizoszómák az immunsejtjeinek különösen fontos részét képezik, mert megemészthetik a kórokozókat - és megakadályozzák, hogy összességében károsak legyenek.

Tehát a sejtje honnan veszi az energiát az összes gyártáshoz és szállításhoz? A mitokondrium, néha az erőműnek vagy a cella akkumulátorának hívják. A mitokondriumok egyes száma a mitokondrium.

Amint valószínűleg sejtette, a mitokondrium az energiatermelés fő helyszíne. Pontosabban ott vannak, ahol az utolsó két szakasz sejtlégzés zajlik - és az a hely, ahol a sejt felhasználható energiájának legnagyobb részét előállítja, formájában ATP.

Mint a legtöbb organellát, őket is lipid kettős réteg veszi körül. De a mitokondriumoknak valójában két membránja van (belső és külső membrán). A belső membrán szorosan be van hajtva magában a nagyobb felület érdekében, ami minden mitokondriumnak nagyobb teret biztosít a kémiai reakciók végrehajtására és több üzemanyag előállítására a sejt számára.

Különböző sejttípusok eltérő számú mitokondriummal rendelkeznek. Például a máj- és izomsejtek különösen gazdagok bennük.

Bár a mitokondrium lehet a sejt erőműve, a peroxiszóma a sejt anyagcseréjének központi része.

Ez azért van, mert a peroxiszómák segítenek felszívni a tápanyagokat a sejtjeiben, és emésztési enzimekkel vannak tele, hogy lebontsák őket. A peroxiszómák hidrogén-peroxidot is tartalmaznak és semlegesítik - amely egyébként károsíthatja a DNS-t vagy a sejtmembránokat -, hogy elősegítse sejtjeinek hosszú távú egészségét.

Nem minden sejt tartalmaz kloroplasztot - ezek nem találhatók meg a növényi vagy gombás sejtekben, de megtalálhatók a növényi sejtekben és egyes algákban -, de azok, amelyek jól használják őket. Kloroplasztok a fotoszintézis helyszíne, a kémiai reakciók halmaza, amelyek segítenek egyes organizmusoknak felhasználható energiát termelni a napfényből, és elősegítik a szén-dioxid eltávolítását is a légkörből.

A kloroplasztok tele vannak klorofill nevű zöld pigmentekkel, amelyek bizonyos hullámhosszú fényt megragadnak és elindítják a fotoszintézist alkotó kémiai reakciókat. Ha belenéz egy kloroplasztba, palacsintaszerű anyagcsomókat talál tilakoidok, nyitott tér veszi körül (az úgynevezett sztróma).

Minden tilakoidnak megvan a maga membránja - a tilakoid membránja is.

Nézzen meg egy növényi sejtet mikroszkóp alatt, és valószínűleg a nagy buborék rengeteg helyet foglal el. Ez a központi vakuola.

Növényekben a központi vakuola megtelik vízzel és oldott anyagokkal, és olyan nagyra válhat, hogy a sejt háromnegyedét lefedi. A turgor nyomást gyakorolja a sejtfalra, hogy elősegítse a sejt "felfújását", hogy a növény egyenesen fel tudjon állni.

Más típusú eukarióta sejtek, például az állati sejtek, kisebb vakuolokkal rendelkeznek. Különböző vakuolák segítik a tápanyagok és salakanyagok tárolását, így rendezettek maradnak a sejten belül.

Frissítésre van szüksége a legnagyobbakon a növényi és állati sejtek közötti különbségek? Tudomásul vettük:

• A vakuole: A növényi sejtek legalább egy nagy vakuolát tartalmaznak a sejt alakjának fenntartása érdekében, míg az állati vakuolák mérete kisebb.
• A centriole: Az állati sejteknek van egy; a növényi sejtek nem.
• Kloroplasztok: A növényi sejtekben vannak; állati sejtek nem.
  
• A sejtfal: A növényi sejteknek külső sejtfala van; az állati sejtekben egyszerűen megvan a plazmamembrán.