A sejtszerkezet és a funkció kapcsolata

A "Form fit funkció" a reflexió mind a természetes, mind az emberi mérnöki forma világában. Amikor a mindennapi eszköz célirányos felépítése a kérdéses, ez gyakran nyilvánvaló: Egy kisgyerek, aki kapott egy lapátot, egy poharat, egy pár zoknit vagy egy kalapácsot, valószínűleg viszonylag könnyedén meghatározhatja, mire szolgálnak ezek a munkagépek, míg például mondjuk egy bicikli lánc vagy egy kutya gallér esetében, a rejtvényt sokkal nehezebb elkészíteni megoldani.

A több millió éves evolúció során kialakult természetes struktúrák a helyükön maradnak mert a túlélési előnyök miatt választották ki őket az organizmusoknak birtokolják őket. Ez a helyzet a cellákkal, amelyek a legegyszerűbb természetes struktúrák, amelyek rendelkeznek az úgynevezett dinamikus entitás összes tulajdonságával élet: szaporodás, anyagcsere, a kémiai egyensúly és a fizikai szilárdság fenntartása.

Akárcsak a "makro" világban, a sejt részei is beszélnek a funkcióikról - mind azok, amelyek egyedül állnak és azok, amelyek integrálódnak a sejt többi részével - önmagában is lenyűgöző téma a biológiában jobb.

A sejtek összetétele és működése jelentősen eltér mind az organizmusok, mind pedig a komplex többsejtű szervezetek esetében ugyanazon szervezeten belüli különböző szövetek és szervek között. De az összes cellának számos eleme van. Ezek tartalmazzák:

• Sejt membrán: Ez a szerkezet képezi a sejt külső bélését, és felelős mind a sejt fizikai integritásáért, mind azért, hogy bizonyos anyagok be- és kikerüljenek, miközben megtagadják mások átjutását. Valójában a kettős plazmamembrán.
• Citoplazma: Ez képezi a sejtek belső anyagát, és egy vizes mátrixból áll, amely alátámasztja a belső sejtek egyéb tartalmát, például egy állványt. A folyékony, nem organellális részt nevezzük citoszol, és a sejtben a legtöbb kémiai reakció az enzimeknek nevezett fehérjék segítségével történik.
• Genetikai anyag: A genetikai anyag, amelynek a szervezet szinte minden sejtje tartalmazza a teljes másolatát, a fehérjeszintézishez szükséges információkat fehérje formájában hordozza. dezoxiribonukleinsav (DNS). A DNS az, amit a szaporodási folyamat során a következő generációknak átadnak.
• Riboszómák: Ezek a fehérjék felelősek a szervezet számára szükséges összes fehérje előállításáért. A messenger ribonukleinsavtól (mRNS) veszik az irányt. A riboszómákon az egyes aminosavak összekapcsolódva láncokat hoznak létre, fehérjéket képezve. Az mRNS-t a DNS készíti az úgynevezett folyamatban átírás; az mRNS utasítások fehérjévé történő átalakítása a riboszómákon, amelyek két alegységből állnak, néven ismert fordítás.

Az élőlények két típusra oszthatók: Prokarióták, amelyek magukban foglalják a Bacteria és Archaea doméneket, és eukarióták, amelyek az Eukaryota tartományból állnak. A legtöbb prokarióta egysejtű organizmus, míg az összes eukarióta - növények, állatok és gombák - többsejtűek.

A prokarióta sejtek tartalmazzák a már leírt négy struktúrát, de nem sokat, bár a baktériumok igen sejtfalak. Sokuknak van cellája is kapszula; ezek elsődleges funkciója a védelem. Néhány prokarióta felületén whiplike szerkezetek is vannak flagella. Mint a megjelenésük alapján sejteni lehet, ezeket elsősorban mozgáshoz használják.

Az eukarióta sejtek ezzel szemben gazdagok sejtszervecskék, amelyek membránhoz kötött entitások, amelyek sajátos módon szolgálják a sejtet. Fontos, hogy az eukarióták a DNS-ét a atommag, míg a prokariótákban, amelyekben nincs semmilyen belső membránhoz kötött szerkezet, a DNS laza klaszterben lebeg a citoplazmában, nukleoid régió.

A sejt részei és funkcióik közötti kapcsolatot eleganciával és tisztasággal példázzák az eukarióták organellái. Viszont minden organellában van egy plazmamembrán. A sejtekben minden plazmamembrán - beleértve a külső, elnevezett sejtmembránt, valamint az organellumokat körülvevő membránokat - a foszfolipidkétrétegű.

Ez a kétréteg két különálló "lapból" áll, amelyek tükörképszerűen egymással szemben vannak. A belsejében a hidrofób, vagy minden réteg víztaszító részei, amelyek zsírsavak formájában lipidekből állnak. A külső részek ezzel szemben hidrofilvagy vízkereső, és a foszfolipid molekulák foszfát részeiből áll.

Így a hidrofil foszfátfejek egyik "fala" az organella (vagy a sejtmembrán esetében önmagában a citoplazma), míg a másik a külső vagy citoplazmatikus oldalra (vagy a sejtmembrán esetében a külső oldalra néz) környezet).

A membrán szerkezete olyan, hogy olyan kis molekulák, mint a glükóz és a víz, szabadon sodródhatnak a a foszfolipid molekulákat, míg a nagyobbakat nem lehet és kell aktívan be- vagy ki pumpálni (vagy megtagadni az átjutást, időszak). A szerkezet megint megfelel a funkciónak.

Noha a legfontosabb jelentősége miatt általában nem nevezik organellának, a mag valójában ennek megtestesítője. Plazmamembránját nevezzük sejtmag. A mag tartalmaz DNS-t csomagolva kromatin, amely fehérjében gazdag anyag kromoszómákra osztva.

Amikor a kromoszómák megoszlanak, és a mag velük együtt, akkor a folyamatot nevezzük mitózis. Ahhoz, hogy ez megtörténjen, a mitotikus orsó a magban kell létrehozni, amely lényegében a sejt agya, és a legtöbb sejt teljes térfogatának jelentős részét felemészti.

Ezek a durván ovális alakú organellák az eukarióták erőművei, mivel ezek az aerob ("oxigénnel" rendelkező) légzés helyei, a Az eukarióták energiájának legnagyobb része az általuk elfogyasztott üzemanyagból származik (állatok esetében), vagy a napfény segítségével szintetizálódik ( növények).

Úgy gondolják, hogy a mitokondriumok több mint 2 milliárd évvel ezelőtt keletkeztek, amikor az aerob baktériumok felszámolódtak a meglévő, nem aerob sejtek belsejében, és anyagcserében elkezdtek együttműködni velük. A membránjukban található sok ránc, ahol az aerob légzés ténylegesen bekövetkezik, egy másik példa a sejtek szerkezetének és működésének összefolyására.

Ez a hártyás szerkezet inkább olyan, mint egy "autópálya", mivel a sejtmagból a sejten át a citoplazma távoli szakaszáig jut el (és valójában a membránjához csatlakozik). A riboszómák által előállított fehérjetermékeket hordozza és módosítja.

Néhány endoplazmatikus retikulumot nevezünk durva endoplazmikus retikulum mert riboszómákkal van kirakva, amint az mikroszkóp alatt látható; a riboszómákat nélkülöző formákat ennek megfelelően nevezzük sima endoplazmatikus retikulum.

A Golgi-készülék hasonló az endoplazmatikus retikulumhoz, mivel csomagolja és feldolgozza a fehérjéket és más sejtek által generált sejteket anyagokat, de kerek halmozott korongokban van elrendezve, hasonlóan egy tekercs érméhez vagy egy halom apró palacsintához.

Lizoszómák a sejt hulladéklerakó központjai, ennek megfelelően ezek a kis gömbölyű testek olyan enzimekkel rendelkeznek, amelyek feloldják és eloszlatják a mindennapi anyagcseréből származó sejttörési termékeket. A lizoszómák valójában egyfajta vacuole, egy olyan üreges, membránhoz kötött egység neve a sejtekben, amelyek célja valamilyen vegyi anyagok tárolójaként szolgálni.

A citoszkeleton készült mikrotubulusok, apró bambuszhajtásokként elrendezett fehérjék, amelyek szerkezeti tartógerendákként és gerendákként szolgálnak. Ezek a teljes citoplazmán keresztül terjednek a sejtmagtól a sejtmembránig.