A mikroszkópos tartályok sejtek az élőlények alapvető egységei a Földön. Mindegyik olyan tulajdonsággal büszkélkedhet, amelyet a tudósok az életnek tulajdonítanak. Valójában néhány élőlény csak egyetlen sejtből áll. A saját testének viszont 100 billió tartománya van.
Szinte minden egysejtű szervezet az prokarióták, és a nagy életosztályozási sémában ezek vagy a Bacteria vagy az Archaea tartományba tartoznak. Az emberek, az összes többi állattal, növényrel és gombával együtt eukarióták.
Ezek az apró struktúrák ugyanazokat a feladatokat látják el "mikro" skálán, hogy érintetlenek maradjanak, amit te és más teljes méretű szervezetek "makro" skálán tesznek, hogy életben maradjanak. És nyilvánvaló, hogy ha elég sok sejt elbukik ezeken a feladatokon, akkor a szülő organizmus együtt fog bukni.
A cellákon belüli struktúráknak egyedi funkcióik vannak, és általában, függetlenül a felépítéstől, ezeket három alapvető feladatra lehet redukálni: A fizikai interfész vagy határ specifikus molekulákkal; szisztematikus eszköz a vegyi anyagok szerkezetbe, mentén vagy a szerkezetből való kivitelére
; és specifikus, egyedi metabolikus vagy reproduktív funkció.Prokarióta sejtek vs. Eukarióta sejtek
Mint említettük, bár a sejteket általában az élőlények apró alkotórészeinek tekintik, sok sejtet vannak élő dolgok.
Baktériumok, amelyek nem láthatók, de mindenképpen éreztetik jelenlétüket a világban (pl. egyesek fertőző betegségeket okoznak, mások olyan ételeket segítenek, mint a sajt és a joghurt megfelelő életkorúak, mások pedig szerepet játszanak az emberi emésztőrendszer egészségének fenntartásában), példák az egysejtű szervezetekre és prokarióták.
A prokarióta sejtek korlátozott számú belső komponenssel rendelkeznek az eukarióta társaikkal összehasonlítva. Ezek közé tartozik a sejt membrán, riboszómák, dezoxiribonukleinsav (DNS) és citoplazma, az összes élő sejt négy alapvető jellemzője; ezeket később részletesen leírjuk.
A baktériumok sejtfalaival is rendelkeznek a sejtmembránon kívül, hogy támogatást nyújtsanak, és ezek egy részének úgynevezett szerkezete is van flagella, fehérjéből készült whiplike-konstrukciók, amelyek segítik az organizmusokat, amelyekhez kapcsolódnak, a környezetükben mozogni.
Az eukarióta sejtek sok olyan szerkezettel rendelkeznek, amelyek a prokarióta sejtek nem, és ennek megfelelően ezek a sejtek a funkciók szélesebb skáláját élvezik. Talán a legfontosabbak a atommag és a mitokondrium.
Sejtszerkezetek és funkcióik
Mielőtt elmélyülne, hogy az egyes sejtstruktúrák hogyan kezelik ezeket a funkciókat, hasznos áttekinteni, hogy mik ezek a struktúrák és hol találhatók meg. A következő felsorolás első négy szerkezete a természet összes sejtjében közös; a többiek az eukariótákban találhatók, és ha csak bizonyos eukarióta sejtekben található szerkezet, akkor ezt az információt megjegyzik.
A sejtmembrán: Ezt más néven plazma membrán, de ez zavart okozhat, mert az eukarióta sejtek körül valójában plazmamembránok vannak sejtszervecskék, amelyek közül sokat az alábbiakban részletezünk. Ez egy foszfolipid kétrétegből vagy két azonos módon felépített rétegből áll, amelyek "tükörkép" módon egymással szemben vannak. Ugyanolyan dinamikus gép, mint egyszerű akadály.
Citoplazma: Ez a gélszerű mátrix az az anyag, amelyben a sejtmag, az organellumok és más sejtstruktúrák ülnek, mint a klasszikus zselatin desszert gyümölcsdarabjai. Az anyagok a citoplazma diffúzióval, vagy ezen anyagok magasabb koncentrációjú területeiről alacsonyabb koncentrációjú területekre.
Riboszómák: Ezek a struktúrák, amelyeknek nincs saját membránja, és ezért nem tekinthetők valódi organelláknak, a fehérjeszintézis helyei a sejtekben, és maguk is fehérje alegységekből állnak. Rendelkeznek "dokkoló állomásokkal" messenger ribonukleinsav (mRNS), amely a DNS-utasításokat hordozza a sejtmagból, és az aminosavakat, a fehérjék "építőköveit".
DNS: A cella genetikai anyag a prokarióta sejtek citoplazmájában, de az eukarióta sejtek magjaiban (a "mag" többes számában) ül. A monomerekből álló - vagyis ismétlődő alegységekből álló - ún nukleotidok, amelyeknek négy alapvető fajtája van, a DNS-t a hisztonoknak nevezett támogató fehérjékkel együtt egy hosszú, húros anyagba, úgynevezett anyagba csomagolják kromatin, amely maga is fel van osztva kromoszómák eukariótákban.
Eukarióta sejtek organellái
Az organellák nagyszerű példákat mutatnak a sejtstruktúrákra, amelyek különálló, szükséges és egyedi célokat szolgálnak, amelyekre támaszkodnak - olyan szállítási mechanizmusok fenntartása, amelyek viszont attól függenek, hogy ezek a struktúrák fizikailag hogyan viszonyulnak a többi járműhöz sejt.
Mitokondria talán a legkiemelkedőbb molekulák mind a mikroszkóp alatti jellegzetes megjelenésük, mind pedig a molekulák szempontjából funkció, vagyis a citoplazmában a glükózt lebontó kémiai reakciók termékeinek felhasználása a nagyszerű kivonására üzlet adenozin-trifoszfát (ATP) amíg oxigén van jelen. Ez az úgynevezett sejtlégzés és főleg a mitokondriális membránon zajlik.
További fontos organellák közé tartozik a endoplazmatikus retikulum, egyfajta sejtes "autópálya", amely a molekulákat csomagolja és mozgatja a riboszómák, a sejtmag, a citoplazma és a sejt külső része között. Golgi testek, vagy "lemezek", amelyek kis taxikhoz hasonlóan elszakadnak az endoplazmatikus retikulumtól. Lizoszómák, amelyek üreges, gömb alakú testek, amelyek lebontják a sejt metabolikus reakciói során keletkező salakanyagokat.
A plazmamembránok a sejtek kapuőrei
A sejtmembrán három feladata a sejt integritásának megőrzése, féligáteresztő membránként szolgál, amelyen kis molekulák áthaladhatnak, és megkönnyíti a sejtmembrán aktiv szállitás anyagoknak a membránba ágyazott "szivattyúkon" keresztül.
A membrán mindkét rétegét alkotó molekulák foszfolipidek, amelyeknek hidrofób "farka" van zsírból, amely befelé (és így egymás felé) néz, és hidrofil foszfortartalmú "fejekkel" szemben kifelé (és ez maga az organella belső és külső része, vagy a sejtmembrán esetében a sejten belül és kívül maga).
Ezek lineárisak és merőlegesek a membrán egészének teljes lapszerű szerkezetére.
Egy közelebbi pillantás a foszfolipidekre
A foszfolipidek elég közel vannak egymáshoz ahhoz, hogy távol tartsák a méreganyagokat vagy nagy molekulákat, amelyek átjutásuk esetén károsíthatják a belső teret. De elég messze vannak egymástól ahhoz, hogy lehetővé tegyék az anyagcsere folyamatokhoz szükséges kis molekulákat, például vizet, glükózt (az összes cukrot sejtek energiára használják fel) és a nukleinsavak (amelyek nukleotidok, így a DNS és az ATP, az "energia pénzneme" építésére szolgálnak) sejtek).
A membránban olyan "szivattyúk" vannak beágyazva a foszfolipidek közé, amelyek ATP-t használnak olyan molekulák behozatalához vagy mozgatásához, amelyek nem általában átmennek, vagy méretük miatt, vagy azért, mert nagyobb a koncentrációjuk azon az oldalon, ahol a molekulákat pumpálják felé. Ezt a folyamatot hívták aktiv szállitás.
A mag a sejt agya
Az egyes sejtek magjai tartalmazzák az organizmus DNS-ének teljes másolatát kromoszómák formájában; az embereknek 46 kromoszómájuk van, mindegyik szülőtől 23 öröklődik. A magot egy plazma membrán veszi körül, az úgynevezett sejtmag.
Az úgynevezett folyamat során mitózis, a sejtburok feloldódik, és a mag kettéválik, miután az összes kromoszóma lemásolódott vagy megismétlődött.
Ezt követi rövidesen az egész sejt felosztása, a folyamat néven ismert citokinezis. Ennek eredményeként két leánysejt jön létre, amelyek azonosak egymással, valamint az anyasejttel.