מהו יתרון מסתגל להגבלת DNA בגרעין?

בתאים פרוקריוטיים כמו חיידקים, החומר הגנטי של האורגניזם, או DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית), "צף" בציטופלזמה של התא, מופרד מהעולם החיצון רק על ידי המחסום החיצוני של התא עצמו. בתאי האיקריוטים כמוך, ה- DNA מוקף בגרעין הקשור לקרום, ומציע שכבת הגנה שנייה ומיקוד פונקציונלי משופר.

סגירת החומר הגנטי של התא בתוך קרום פלזמה כפול מגן היא דוגמה ל מידור. זֶה תאים איקריוטיים כל כך יכולים להעלות על כך את זה בארכיטקטורת התאים שלהם, הוא ההתאמה המבנית העיקרית שאפשרה לאוקריוטים לגדול בהרבה מהפרוקריוטים בגודל ובמגוון הכללי.

לכל התאים ארבעה יסודות בסיסיים: א קרום תא מבחוץ, ציטופלזמה למלא את רוב החלק הפנימי, ריבוזומים לסינתזת חלבונים וחומר גנטי בצורת DNA. לפרוקריוטים בדרך כלל יש מעט יותר מזה, וכולם מלבד כמה מורכבים מתא אחד בלבד מהתאים הפשוטים הללו. איזה DNA קטן יש להם באשכול רופף בציטופלזמה.

לתאים האוקריוטים (כלומר, אלה של בעלי חיים, צמחים, פרוטיסטים ופטריות) יש את כל התכלילים לעיל ואז חלקם. חשוב לציין כי הם מכילים אברונים הקשורים לקרום המבצעים פונקציות חיוניות וחוזרות על עצמן, כמו פירוק מולקולות פחמימות באופן מלא.

תאים אוקריוטים יכולים להיות שונים זה מזה באופן ניכר הן בתוך אורגניזמים ובין מינים. לכל האיקריוטים, למשל, יש מיטוכונדריה, אך למעט מעט יוצאי דופן, רק לתאי הצמח יש כלורופלסטים.

אם תתבקש להסביר את היתרונות של מידור בתאים אוקריוטים, תהיה לך משימה קלה אם תהיה מצויד בידע בסיסי על אנטומיה של תאים ופיזיולוגיה בכלל.

"ביולוגיה של התאמה" היא התקדמות אבולוציונית שאפשרה לתאים להפוך למכונות קטנות מיוחדות (ובמקרים מסוימים אורגניזמים שלמים).

לתאים אוקריוטיים יש אברונים הקשורים לקרום לביצוע העיכול, הפקת אנרגיה מהמזון והעברת חלבונים מסונתזים חדשים ממקום למקום. ללא כל אלה, עמיתיהם הפרוקריוטים יכולים לגדול רק לגודל מסוים, וברוב המקרים לא גדלו מעבר להיותם תא אחד בסך הכל.

גודלו העצום של הגנום האוקריוטי, המשתקף בכמות ה- DNA העצומה שלו, מחייב את אריזתו בצורה הדוקה מאוד רק כדי להשתלב בתא. כך שיש גַרעִין מחזק את ההיבט הזה של בניית תאים אוקריוטיים במידה ניכרת.

חלק מהאברונים הבולטים יותר של קרום התאים בתאים אוקריוטים הם:

מיטוכונדריה. אלה נקראים לעתים קרובות "תחנות הכוח" של התאים, מכיוון שכאן מתרחשות התגובות של הנשימה האירובית. תגובות אלה אחראיות לכמות המוחצת של "יצירת אנרגיה" באיקריוטים.

כלורופלסטים. נמצא בתאי צמח, כלורופלסטים השתמש בכוחו של אור השמש לייצור סוכרים מגז פחמן דו חמצני בסביבה.

ליזוזומים. מדובר ב"צוות הניקיון "של תאים (ראה להלן).

רשתית אנדופלזמית. "כביש מהיר" קרומי זה מעביר חלבונים שזה עתה נוצרו מריבוזומים ל גופי גולגי ובמקומות אחרים.

גופי גולגי. "שקיות" אלה מעבירות חלבונים סביב התא בין ה- רשתית אנדופלזמית והיעד הסופי שלהם.

ליזוזומים נושאים אנזימי עיכול מסוגלים לפרק פסולת תאים, אך גם רכיבי תאים בריאים. לכן כאשר אנזימים אלו מיוצרים בריבוזומים, יש להעבירם לבתיהם בסופו של דבר בליזוזומים מבלי לפגוע בשום דבר בדרך.

אנזימים אלו מועברים בתא כמעט זהה לזה של HAZMAT (חומרי פסולת מסוכנים) המועברים לאורך הכבישים המהירים והרכבות בארה"ב: נושאים תוויות מיוחדות ובזהירות רבה. פעם אחת בסביבת החומציות הגבוהה של הליזוזומים, אלה חומצה הידרולאז אנזימים מתפקדים ביעילות רבה.

שלוש דוגמאות לעיכול תאיים על ידי ליזוזומים:

• פחמימות, שומנים, חומצות גרעין וחלבונים
• אברונים "מתים" ומרכיביהם
• חיידקים וחומרים אחרים שנלקחו מחוץ לתא