תא אוקריוטי: הגדרה, מבנה ותפקוד (עם אנלוגיה ותרשים)

כפי שלמדת כבר, תאים הם יחידת החיים הבסיסית.

בין אם אתם מקווים לבצע בדיקות ביולוגיות בחטיבת הביניים או בתיכון או מחפשים רענון לפני ביולוגיה במכללה, מבנה התא האוקריוטי ידע הוא חובה.

המשך לקרוא לקבלת סקירה כללית שתכסה את כל מה שאתה צריך לדעת לקורסי ביולוגיה (רוב) בחטיבת הביניים ובתיכון. עקוב אחר הקישורים לקבלת מדריכים מפורטים לכל אברון תא בכדי לקבל את הקורסים שלך.

מהם בדיוק תאים אוקריוטים? הם אחד משני הסיווגים העיקריים של תאים - אוקריוטים ו- פרוקריוטי. הם גם מורכבים יותר מבין השניים. תאים אוקריוטיים כוללים תאי בעלי חיים - כולל תאים אנושיים - תאי צמח, תאים פטרייתיים ואצות.

תאים אוקריוטיים מאופיינים בגרעין הקשור לקרום. זה נבדל מתאים פרוקריוטיים, שיש להם גרעין - אזור צפוף בדנ"א סלולרי - אבל אין להם למעשה תא נפרד שקשור לקרום כמו הגרעין.

לתאים אוקריוטיים יש גם אברונים, שהם מבנים הקשורים לקרום שנמצאים בתוך התא. אם היית מסתכל על תאים אוקריוטים תחת מיקרוסקופ, היית רואה מבנים נפרדים בכל הצורות והגדלים. תאים פרוקריוטים, לעומת זאת, ייראו אחידים יותר מכיוון שאין להם מבנים קשורים קרומים כדי לפרק את התא.

אז מדוע אברונים הופכים תאים אוקריוטים למיוחדים?

חשוב על אברונים כמו חדרים בביתכם: הסלון שלכם, חדרי השינה, חדרי הרחצה וכן הלאה. כולם מופרדים על ידי קירות - בתא, אלה יהיו קרומי התא - ולכל סוג של חדר שימוש ייחודי משלו, שבסך הכל הופך את הבית למקום נוח לחיות בו. אברונים עובדים בצורה דומה; לכולם תפקידים נפרדים המסייעים לתאים שלך לתפקד.

כל אותם אברונים מסייעים לתאים אוקריוטיים לבצע פונקציות מורכבות יותר. אז, אורגניזמים עם תאים אוקריוטיים - כמו בני אדם - מורכבים יותר מאורגניזמים פרוקריוטים, כמו חיידקים.

בואו נשוחח על ה"מוח "של התא: ה גַרעִין, המחזיקה את מרבית החומר הגנטי של התא. רוב ה- DNA של התא שלך ממוקם בגרעין, מאורגן בכרומוזומים. אצל בני אדם זה אומר 23 זוגות של שני כרומוזומים, או 26 כרומוזומים באופן כללי.

הגרעין הוא המקום בו התא שלך מקבל החלטות לגבי אילו גנים יהיו פעילים יותר (או "יתבטאו") ואילו גנים יהיו פחות פעילים (או "מדוכאים"). זהו אתר התמלול, שהוא הצעד הראשון לקראת סינתזת חלבונים והבעת א גֵן לחלבון.

הגרעין מוקף בקרום גרעיני דו שכבתי הנקרא מעטפת הגרעין. המעטפה מכילה כמה נקבוביות גרעיניות, המאפשרות חומרים, כולל חומר גנטי ו- RNA שליח או mRNA, לעבור לגרעין ומחוצה לו.

ולבסוף, בגרעין שוכן הגרעין, שהוא המבנה הגדול ביותר בגרעין. הגרעין עוזר לתאים לייצר ריבוזומים - יותר על אלה בשנייה - וגם ממלא תפקיד בתגובת הלחץ של התא.

בביולוגיה של תאים, כל תא איקריוטי מופרד לשתי קטגוריות: הגרעין שתיארנו לעיל, והציטופלזמה, שהיא, ובכן, כל השאר.

ה ציטופלזמה בתאים אוקריוטיים מכיל את האברונים האחרים הקשורים לקרום עליהם נדבר להלן. הוא מכיל גם חומר דמוי ג'ל הנקרא ציטוזול - תערובת של מים, חומרים מומסים וחלבונים מבניים - המהווה כ -70 אחוז מנפח התא.

כל תא אאוקריוטי - תאי בעלי חיים, תאי צמח, אתה שם את זה - מוקף בקרום פלזמה. ה מבנה קרום הפלזמה מורכב ממספר רכיבים, תלוי בסוג התא שאתה מסתכל עליו, אך כולם חולקים מרכיב אחד עיקרי: שכבה דו פוספוליפידית.

כל מולקולת פוספוליפידים מורכבת מ- הידרופילי ראש פוספט (או חובב מים), ועוד שניים הידרופובי (או שונאי מים) חומצות שומן. הקרום הכפול נוצר כאשר שתי שכבות של פוספוליפידים מסתדרות בזנב לזנב, כאשר חומצות השומן מהוות את השכבה הפנימית של הקרום וקבוצות הפוספט מבחוץ.

סידור זה יוצר גבולות נפרדים עבור התא, מה שהופך כל תא איקריוטי ליחידה מובחנת משלו.

ישנם גם רכיבים אחרים של קרום הפלזמה. חלבונים בקרום הפלזמה מסייעים בהובלת חומרים לתא ומחוצה לו, והם מקבלים גם אותות כימיים מהסביבה אליהם התאים שלך יכולים להגיב.

חלק מהחלבונים בקרום הפלזמה (קבוצה הנקראת גליקופרוטאינים) יש גם פחמימות מחוברות. הגליקופרוטאינים משמשים כ"זיהוי "עבור התאים שלך, והם ממלאים תפקיד חשוב בחסינות.

אם קרום התא לא נשמע את כל כל כך חזק ובטוח, אתה צודק - זה לא! אז התאים שלך זקוקים לשלד שלד מתחת כדי לעזור לשמור על צורת התא. השלד הציטו מורכב מחלבונים מבניים חזקים מספיק כדי לתמוך בתא, ואף יכולים לעזור לתא לגדול ולנוע.

ישנם שלושה סוגים עיקריים של חוטים המרכיבים את השלד התא האיקריוטי:

• מיקרובוביות: אלה החוטים הגדולים ביותר בשלד הציטו, והם עשויים מחלבון הנקרא טובולין. הם חזקים מאוד ועמידים בפני דחיסה, ולכן הם המפתח לשמירת התאים שלך בצורה הנכונה. הם גם ממלאים תפקיד ב תנועתיות או ניידות של תאים, והם גם מסייעים בהעברת חומר לתא.

• חוטים בינוניים: חוטים בינוניים אלה עשויים מקרטין (שהוא, לידיעתך, גם החלבון העיקרי המצוי בעור, בציפורניים ובשיער שלך). הם עובדים יחד עם צינורות המיקרו כדי לעזור לשמור על צורת התא.

• מיקרופילמנטים: סוג החוטים הקטן ביותר בשלד הציטו, מיקרו פילמנטים עשויים מחלבון הנקרא אקטין. אקטין הוא דינמי ביותר - סיבי אקטין יכולים בקלות להתקצר או להתארך, תלוי מה התא שלך זקוק לו. חוטים של אקטין חשובים במיוחד עבור ציטוקינזיס (כאשר תא אחד מתחלק לשניים בסוף המיטוזה) וגם ממלא תפקיד מפתח בהובלת תאים וניידות.

השלד הציטודי הוא הסיבה לכך שתאים אוקריוטים יכולים ללבוש צורות מורכבות מאוד (בדוק את צורת העצבים המטורפת הזו!) בלי, ובכן, להתמוטט על עצמם.

הסתכל בתא חיה במיקרוסקופ ותמצא אברון אחר, ה צנטרוזום, זה קשור קשר הדוק לשלד הציטו.

הצנטרוזום מתפקד כמרכז ארגון המיקרו-צינור הראשי (או MTOC) של התא. למרכז הצנטרוזומי יש תפקיד מכריע במיטוזה - עד כדי כך שליקויים בצנטרוזום קשורים למחלות גדילת תאים, כמו סרטן.

תמצאו את הצנטרוזום רק בתאי בעלי חיים. תאי צמח ופטריות משתמשים במנגנונים שונים כדי לארגן את צינוריותיהם.

בעוד שכל התאים האוקריוטים מכילים שלד ציטו, יש סוגים מסוימים של תאים - כמו תאי צמח - דופן תאים להגנה עוד יותר. שלא כמו קרום התא, שהוא יחסית נוזלי, ה- דופן תא הוא מבנה קשיח המסייע בשמירה על צורת התא.

האיפור המדויק של דופן התא תלוי באיזה סוג אורגניזם אתה מסתכל (אצות, פטריות ותאי צמח יש לכולם דפנות תאים נפרדות). אבל הם בדרך כלל עשויים פוליסכרידים, שהם פחמימות מורכבות, כמו גם חלבונים מבניים לתמיכה.

דופן תאי הצמח הם חלק ממה שעוזר לצמחים לעמוד זקוף (לפחות, עד שהם חסרים כל כך מים שהם מתחילים לנבול) ולעמוד מול גורמים סביבתיים כמו רוח. הוא מתפקד גם כממברנה חדירה למחצה, המאפשרת לחומרים מסוימים לעבור לתא ומחוצה לו.

אותם ריבוזומים המיוצרים בגרעין?

תמצא חבורה של אותם ב רשתית אנדופלזמית, או ER. באופן ספציפי תמצאו אותם ב רשתית אנדופלזמית גסה (או RER), שמקבל את שמו מהמראה "המחוספס" שיש לו בזכות כל אותם ריבוזומים.

באופן כללי, ה- ER הוא מפעל הייצור של התא, והוא אחראי לייצור חומרים שהתאים שלך זקוקים להם כדי לגדל. ב- RER, הריבוזומים עובדים קשה כדי לעזור לתאים שלך לייצר אלפי ואלפי חלבונים שונים שהתאים שלך צריכים כדי לשרוד.

יש גם חלק מהמיון לֹא מכוסה בריבוזומים, המכונה רשתית אנדופלזמית חלקה (או SER). ה- SER מסייע לתאים שלך לייצר שומנים, כולל השומנים היוצרים את קרום הפלזמה ואת ממברנות האברונים. זה גם עוזר לייצר הורמונים מסוימים, כמו אסטרוגן וטסטוסטרון.

בעוד ה- ER הוא מפעל הייצור של התא, ה- מערכת גולג'י, המכונה לעיתים גוף גולגי, הוא מפעל האריזה של התא.

מנגנון גולגי לוקח חלבונים שהופקו לאחרונה במיון ו"מארז "אותם כך שהם יוכלו לתפקד כראוי בתא. הוא גם אוסף חומרים ליחידות קטנות הקשורות לקרום הנקראות שלפוחית ​​ואז הם נשלחים למקומם הראוי בתא.

מנגנון גולגי מורכב משקים קטנים הנקראים מיכלי מים (הם נראים כמו ערימת פנקייק תחת מיקרוסקופ) המסייעים לעיבוד חומרים. ה cis הפנים של מנגנון הגולגי הוא הצד הנכנס שמקבל חומרים חדשים, וה- עָבָר הפנים הם הצד היוצא שמשחרר אותם.

ליזוזומים ממלאים גם תפקיד מפתח בעיבוד חלבונים, שומנים וחומרים אחרים. הם אברונים קטנים, קשורים לקרום, והם חומציים מאוד, מה שעוזר להם לתפקד כמו "הבטן" של התא שלך.

תפקידם של הליזוזומים הוא לעכל חומרים, לפרק חלבונים, פחמימות ושומנים לא רצויים כדי שניתן יהיה להוציאם מהתא. ליזוזומים הם חלק חשוב במיוחד בתאי החיסון שלך מכיוון שהם יכולים לעכל פתוגנים - ולמנוע מהם לפגוע בך באופן כללי.

אז מאיפה התא שלך מקבל אנרגיה לכל הייצור והמשלוח הזה? ה מיטוכונדריה, המכונה לפעמים תחנת הכוח או הסוללה של התא. יחיד המיטוכונדריה הוא המיטוכונדריה.

כפי שבוודאי ניחשתם, המיטוכונדריה הם האתרים העיקריים לייצור אנרגיה. באופן ספציפי, הם נמצאים שם שני השלבים האחרונים של נשימה תאית להתקיים - והמיקום שבו התא מייצר את מרבית האנרגיה הניתנת לשימוש שלו, בצורה של ATP.

כמו רוב האברונים, הם מוקפים בשכבה דו-שכבתית. אך למיטוכונדריה למעשה יש שני ממברנות (קרום פנימי וחיצוני). הממברנה הפנימית מקופלת בתוכה מקרוב לשטח פנים רב יותר, מה שמעניק לכל מיטוכונדריון יותר מקום לבצע תגובות כימיות ולייצר יותר דלק לתא.

לסוגי תאים שונים מספר שונה של מיטוכונדריה. תאי כבד ושרירים, למשל, עשירים במיוחד בהם.

בעוד שהמיטוכונדריה עשויה להיות תחנת הכוח של התא, ה- פרוקסיזום הוא חלק מרכזי בחילוף החומרים של התא.

הסיבה לכך היא שפרוקסיזומים מסייעים לספיגת חומרים מזינים בתאים ומגיעים ארוזים באנזימי עיכול כדי לפרק אותם. פרוקסיזומים מכילים ומנטרלים גם מי חמצן - שעלול להזיק אחרת ל- DNA או לקרום התאים שלך - כדי לקדם את הבריאות ארוכת הטווח של התאים שלך.

לא כל תא מכיל כלורופלסטים - הם לא נמצאים בתאים צמחיים או פטרייתיים, אך הם נמצאים בתאי צמח ובאצות מסוימות - אלא כאלו שעושים בהם שימוש טוב. כלורופלסטים הם אתר הפוטוסינתזה, מכלול התגובות הכימיות המסייעות לאורגניזמים מסוימים לייצר אנרגיה שמישה מאור השמש ומסייעים גם בהוצאת פחמן דו חמצני מהאטמוספרה.

כלורופלסטים ארוזים בפיגמנטים ירוקים הנקראים כלורופיל, הלוכדים אורכי גל מסוימים של האור ומגרים את התגובות הכימיות המרכיבות את פוטוסינתזה. הביטו בתוך כלורופלסט ותמצאו ערימות של חומר דמוי לביבה הנקראות תילקואידים, מוקף בשטח פתוח (נקרא סטרומה).

לכל תילקואיד יש גם קרום משלו - קרום תילקואיד.

בדוק תא צמח תחת מיקרוסקופ וסביר להניח שתראה א גָדוֹל בועה תופסת מקום רב. זה השואב המרכזי.

בצמחים, הוואקום המרכזי מתמלא במים ובחומרים מומסים, והוא יכול להיות כה גדול עד שהוא תופס שלושת רבעי מהתאים. הוא מפעיל לחץ טורגור על דופן התא כדי לעזור "לנפח" את התא כך שהצמח יכול לעמוד זקוף.

לסוגים אחרים של תאים אוקריוטיים, כמו תאים מן החי, יש vacuoles קטנים יותר. Vacuoles שונים עוזרים לאחסון חומרים מזינים ומוצרי פסולת, ולכן הם נשארים מסודרים בתוך התא.

צריך רענון על הגדול ביותר הבדלים בין תאים צמחיים ובעלי חיים? יש לנו כיסוי:

• הוואקול: תאי צמח מכילים לפחות וואקול אחד גדול כדי לשמור על צורת התא, ואילו vacuoles של בעלי חיים קטנים יותר.
• המרכזי: לתאים של בעלי חיים יש אחד; תאי צמח לא.
• כלורופלסטים: לתאי הצמח יש אותם; תאים של בעלי חיים לא.
  
• דופן התא: לתאי הצמח דופן תא חיצוני; לתאים מן החי פשוט יש את קרום הפלזמה.