Az állat sejtszerkezete

A sejtek a Föld életének alapvető, visszavonhatatlan elemei. Egyes élőlények, például a baktériumok, csak egyetlen sejtből állnak; az olyan állatok, mint te magad, billiókat tartalmaznak. A sejtek maguk is mikroszkóposak, mégis többségük megdöbbentő, még kisebb komponenseket tartalmaz amelyek mind hozzájárulnak a sejt - és kiterjesztve az anyaszervezet - megtartásának alapvető küldetéséhez élő. Az állati sejtek általában véve a bonyolultabb életformák részei, mint a bakteriális vagy növényi sejtek; ennek megfelelően az állati sejtek bonyolultabbak és bonyolultabbak, mint a mikrobiális és botanikai világban élő társaik.

Talán a legegyszerűbb úgy gondolkodni egy állati sejtről, mint egy teljesítési központról vagy egy nagy, forgalmas raktárról. Fontos szempont, amelyet szorosan szem előtt kell tartani, és amely gyakran leírja a világot általánosságban, de különösképpen alkalmazható különösen a biológiára, a "formaillesztés funkció". Ez a az az oka, hogy egy állati sejt részei, valamint a sejt egésze úgy épül fel, hogy szorosan kapcsolódik azokhoz a feladatokhoz, amelyeket ezeknek a részeknek - az úgynevezett "organelláknak" - megadnak véghezvitel.

Az élőlények feloszthatók prokarióta egysejtű szervezetek, amelyek magukban foglalják:

• növények
  
• állatok
  
• gombák

Az eukarióták sejtjei tartalmaznak egy membránt a genetikai anyag körül, amely magot hoz létre; a prokariótáknak nincs ilyen membránja. Emellett a prokarióták citoplazmája nem tartalmaz organellákat, amelyekkel az eukarióta sejtek bőségesen büszkélkedhetnek.

A sejt membrán, más néven plazmamembrán képezi az állati sejtek külső határát. (A növényi sejtek sejtfala közvetlenül a sejtmembránon kívül helyezkedik el a fokozott védelem és szilárdság érdekében.) A membrán több, mint egyszerű fizikai akadály vagy raktár organellák és DNS számára; ehelyett dinamikus, erősen szelektív csatornákkal, amelyek gondosan szabályozzák a molekulák be- és kilépését a sejtbe és a sejtből.

A sejtmembrán a foszfolipid kétrétegű, vagy lipid kettős réteg. Ez a kétréteg lényegében két különböző "foszfolipid-molekula" lapból áll, a lipiddel együtt a molekulák különböző rétegekben lévő részei összeérnek, és a foszfát részek ellentétesen mutatnak irányokat. Annak megértéséhez, hogy ez miért fordul elő, vegye figyelembe külön a lipidek és a foszfátok elektrokémiai tulajdonságait. A foszfátok poláris molekulák, ami azt jelenti, hogy elektrokémiai töltéseik egyenetlenül oszlanak el a molekulán. Víz (H₂Az O) szintén poláris, és a poláris anyagok hajlamosak összekapcsolódni, így a foszfátok a hidrofilnek jelölt (vagyis a vízhez vonzódó) anyagok közé tartoznak.

A foszfolipid lipid része két zsírsavat tartalmaz, amelyek hosszú szénhidrogénláncok, speciális kötéstípusokkal, amelyek az egész molekulát töltésgradiens nélkül hagyják. Valójában a lipidek definíció szerint nem polárosak. Mivel a poláris molekulák víz jelenlétével ellentétesen reagálnak, hidrofóbnak nevezik őket. Ezért egy egész foszfolipid molekuláról azt gondolhatjuk, hogy "tintahal-szerű", a foszfát rész pedig fej és test, a lipid pedig csáppár. Képzeljen el két nagy "tintahal-lapot", összegyűltek csápjaik keveredésével és a fejükkel ellentétes irányba mutatva.

A sejtmembránok lehetővé teszik bizonyos anyagok bejövetelét. Ez többféle módon fordul elő, ideértve a diffúziót, az elősegített diffúziót, az ozmózist és az aktív transzportot. Egyes organelláknak, például a mitokondriumoknak saját belső membránjaik vannak, amelyek ugyanabból az anyagból állnak, mint maga a plazmamembrán.

A atommag valójában az állati sejt vezérlő és irányító központja. Tartalmazza a DNS-t, amely a legtöbb állatban külön kromoszómákba rendeződik (ezekből 23 párja van), amelyek géneknek nevezett kis részekre vannak felosztva. A gének egyszerűen olyan hosszúságú DNS-ek, amelyek tartalmazzák egy adott fehérjetermék kódját, amelyet a DNS az RNS-molekula (ribonukleinsav) révén juttat a sejt fehérjegyűjtő mechanizmusába.

A mag különböző részeket tartalmaz. Mikroszkópos vizsgálaton egy sötét foltot nevezünk nucleolus megjelenik a mag közepén; a nukleolus részt vesz a riboszómák előállításában. Az atommagot egy sejtmembrán veszi körül, amely később kettős, analóg a sejtmembránnal. Ennek a bélésnek, más néven nukleáris buroknak, a belső réteghez rostos fehérjék kapcsolódnak, amelyek befelé nyúlnak, és segítik a DNS szervezettségét és helyben tartását.

A sejtszaporodás és a szétosztás során a mag két hasmagra történő hasítását citokinézisnek nevezik. A mag különválasztása a sejt többi részétől hasznos a DNS más sejtaktivitásoktól való izolálásában, minimalizálva annak károsodásának esélyét. Ez lehetővé teszi a közvetlen sejtkörnyezet tökéletes ellenőrzését is, amely megkülönböztethető a sejt egészének citoplazmájától.

Ezek az organellumok, amelyek szintén megtalálhatók nem állati sejtekben, felelősek a fehérjeszintézisért, amely a citoplazmában fordul elő. A fehérjeszintézis akkor indul el, amikor a magban lévő DNS transzkripciónak nevezett folyamaton megy keresztül, amely a RNS készítése olyan kémiai kóddal, amely megfelel a DNS pontos csíkjának, amelyből készült (messenger RNS vagy mRNS). A DNS és az RNS egyaránt nukleotidok monomerjeiből (egyetlen ismétlődő egységekből) áll, amelyek cukrot, foszfátcsoportot és nitrogénbázisnak nevezett részt tartalmaznak. A DNS négy különböző ilyen bázist tartalmaz (adenin, guanin, citozin és timin), és ezek szekvenciája egy hosszú DNS csíkban a végső soron riboszómákon szintetizált termék kódja.

Amikor az újonnan elkészített mRNS a sejtmagból a citoplazmában lévő riboszómákba költözik, megkezdődhet a fehérjeszintézis. Maguk a riboszómák egyfajta riboszómás RNS-nek nevezett RNS-ből (rRNS). A riboszómák két fehérje alegységből állnak, ezek egyike körülbelül 50 százalékkal masszívabb, mint a másik. Az mRNS a riboszómán egy adott helyhez kötődik, és a molekula hosszát egyszerre három bázisra "leolvassák" és körülbelül 20 különféle aminosav egyikének előállításához használták, amelyek az alapvető építőkövei fehérjék. Ezeket az aminosavakat egy harmadik fajta RNS juttatja el a riboszómákhoz, az úgynevezett transzfer RNS-t (tRNS).

Mitokondria lenyűgöző organellák, amelyek különösen fontos szerepet játszanak az állatok és az eukarióták egész anyagcseréjében. Őket, akárcsak a magot, kettős membrán zárja el. Egy alapvető funkciójuk van: a lehető legtöbb energiát ellátni szénhidrát-tüzelőanyag-források felhasználásával, megfelelő oxigénellátás mellett.

Az állati sejtek anyagcseréjének első lépése a sejtbe jutó glükóz lebomlása egy piruvát nevű anyaggá. Ezt úgy hívják glikolízis és akkor fordul elő, függetlenül attól, hogy oxigén van-e. Ha nincs elegendő oxigén, a piruvát fermentáción megy keresztül, hogy laktáttá váljon, ami rövid távú sejtenergia-törést eredményez. Ellenkező esetben a piruvát belép a mitokondriumba és aerob légzésen megy keresztül.

Az aerob légzés két folyamatot foglal magában, saját lépésekkel. Az első a mitokondriális mátrixban játszódik le (hasonlóan a sejt saját citoplazmájához), Krebs-ciklusnak, trikarbonsav-ciklusnak (TCA) vagy citromsav-ciklusnak hívják. Ez a ciklus nagy energiájú elektronhordozókat generál a következő folyamathoz, az elektrontranszport lánchoz. Az elektrontranszport-láncreakciók a mitokondriális membránon fordulnak elő, nem pedig azon a mátrixon, ahol a Krebs-ciklus működik. Ez a feladatok fizikai szegregációja, bár kívülről nem mindig a leghatékonyabb, segít az enzimek minimális hibáinak biztosításában a légzési utakban, csak mivel egy áruház különböző részlegei minimálisra csökkentik annak esélyét, hogy rossz vásárlással végződjön, még akkor is, ha eléggé be kell vándorolnia az üzletbe. azt.

Mivel az aerob anyagcsere sokkal több energiát szolgáltat az ATP (adenozin-trifoszfát) per glükózmolekula, mint az erjedés, ez mindig az "előnyben részesített" útvonal, és ennek diadala evolúció.

Úgy gondolják, hogy a mitokondrium egy időben, millió és millió évvel ezelőtt szabadon álló prokarióta organizmus volt, mielőtt beépültek a ma eukarióta sejtekbe. Ezt nevezzük endoszimbiont elméletnek, amely nagyban hozzájárul a mitokondriumok számos olyan jellemzőjének megmagyarázásához, amelyek egyébként megfoghatatlanok lehetnek a molekuláris biológusok számára. Úgy tűnik, hogy az eukarióták valójában egy teljes energiatermelőt eltérítettek, ahelyett, hogy fejlődnie kellene kisebb komponensek, talán az a fő tényező, hogy az állatok és más eukarióták mindaddig képesek boldogulni van nekik.

Golgi készülék: Golgi testeknek is nevezik, a Golgi-készülék a sejtek másutt előállított fehérjék és lipidek feldolgozó, csomagoló és válogató központja. Ezek általában "halom palacsintával" jelennek meg. Ezek vezikulák vagy kis membránhoz kötött tasakok, amelyek akkor szakadnak le a korongok külső széleiről a Golgi testekben, amikor tartalmuk készen áll a sejt más részeire történő szállításra. Hasznos elképzelni a Golgi testeket postahivatalként vagy levélválogató és kézbesítő központként, minden vezikulával együtt - elszakadva a "főépülettől", és kialakítva egy saját zárt kapszulát, amely hasonlít egy szállító teherautóra vagy vasúti kocsi.

A Golgi-testek lizoszómákat termelnek, amelyek erőteljes enzimeket tartalmaznak, amelyek lebontják a régi és elhasználódott sejtkomponenseket, vagy kóbor molekulákat, amelyeknek nem szabad a sejtben lenniük.

Endoplazmatikus retikulum: A endoplazmatikus retikulum (ER) metsző csövek és lapított vezikulák gyűjteménye. Ez a hálózat a magból indul ki, és egészen a citoplazmán át a sejtmembránig terjed. Ezeket arra használják, ahogyan már összegyűjtötték helyzetükből és szerkezetükből, hogy anyagokat szállítsanak a sejt egyik részéből a másikba; pontosabban csatornaként szolgálnak, amelyben ez a szállítás megtörténhet.

Az ER-nek két típusa van, megkülönböztetve attól, hogy riboszómák vannak-e kötve vagy sem. A durva ER halmozott vezikulákból áll, amelyekhez rengeteg riboszóma kapcsolódik. A durva ER-ben az oligoszacharid-csoportok (viszonylag rövid cukrok) kapcsolódnak a kis fehérjékhez, miközben útban haladnak más organellákba vagy szekréciós vezikulákba. A sima ER-nek viszont nincsenek riboszómái. A sima ER fehérjéket és lipideket hordozó vezikulákat eredményez, emellett képes elnyelni és inaktiválni káros vegyi anyagokat, ezáltal egyfajta megsemmisítő-házvezető-biztonsági funkciót lát el, valamint szállítás vezeték.