Ląstelių struktūros ir funkcijos ryšys

„Forma tinka funkcija“ yra įprastas susilaikymas tiek natūralios, tiek žmogiškos inžinerijos formų pasaulyje. Kai kyla tikslinga kasdienio įrankio konstrukcija, tai dažnai akivaizdu: mažam vaikui davus kastuvą, geriamąją taurę, porą kojinių ar plaktuką, tikriausiai santykinai lengvai nustatykite, kam šie padargai skirti, tuo tarpu, tarkime, dviračių grandinės ar šunų antkaklio atveju atskirai, dėlionę yra kur kas sunkiau išspręsti.

Gamtinės struktūros, susiformavusios per milijonus evoliucijos metų, išlieka nes jie buvo pasirinkti dėl išgyvenimo pranašumų, kuriuos jie suteikia organizmams juos turėti. Tai pasakytina apie ląsteles, kurios yra paprasčiausios natūralios struktūros, turinčios visas dinaminio darinio, žinomo kaip, savybes gyvenimo: dauginimasis, metabolizmas, cheminės pusiausvyros ir fizinio tvirtumo palaikymas.

Kaip ir „makrokomandų“ pasaulyje, ląstelės dalys kalba apie savo funkcijas - tiek tos, kurios yra atskiros ir tie, kurie yra integruoti su likusia ląstelės dalimi, yra pati patraukli biologijos tema teisingai.

Ląstelių sudėtis ir funkcija labai skiriasi tiek tarp organizmų, tiek sudėtingų daugialąsčių organizmų atveju - tarp skirtingų to paties organizmo audinių ir organų. Bet visos ląstelės turi daug bendrų elementų. Jie apima:

• Ląstelės membrana: Ši struktūra sudaro išorinį ląstelės apvalkalą ir yra atsakinga tiek už fizinį ląstelės vientisumą, tiek už tam tikrų medžiagų leidimą patekti ir išeiti, tuo pačiu neleidžiant kitiems praeiti. Jis iš tikrųjų susideda iš dviguba plazmos membrana.
• Citoplazma: Tai sudaro vidinę ląstelių medžiagą ir susideda iš vandeningos matricos, palaikančios kitus vidinių ląstelių turinius, pavyzdžiui, pastolius. Skysta, neorganelinė dalis vadinama citozolisir dauguma ląstelėje vykstančių cheminių reakcijų įvyksta čia naudojant baltymus, vadinamus fermentais.
• Genetinė medžiaga: Genetinė medžiaga, kurios beveik visose organizmo ląstelėse yra išsami kopija, turi baltymų sintezei reikalingą informaciją: Deoksiribonukleorūgštis (DNR). DNR yra tai, kas per reprodukcijos procesą perduodama kitoms kartoms.
• Ribosomos: Šie baltymai yra atsakingi už visų organizmui reikalingų baltymų gamybą. Jie ima kryptį iš pasiuntinio ribonukleino rūgšties (mRNR). Ribosomose atskiros aminorūgštys yra sujungtos, kad būtų sukurtos grandinės, susidarantys baltymai. MRNR gamina DNR proceso, vadinamo transkripcija; iRNR instrukcijų pavertimas į baltymus ribosomose, kurios susideda iš dviejų subvienetų, yra žinomas kaip vertimas.

Gyvus daiktus galima suskirstyti į du tipus: Prokariotai, kurie apima domenus Bakterijos ir Archaea, ir eukariotai, kuriuos sudaro „Eukaryota“ domenas. Dauguma prokariotų yra vienaląsčiai organizmai, o beveik visi eukariotai - augalai, gyvūnai ir grybai - yra daugialąsčiai.

Prokariotinės ląstelės apima keturias jau aprašytas struktūras, bet ne daug ką, nors bakterijos ir turi ląstelių sienos. Daugelis jų taip pat turi kamerą kapsulė; pagrindinė jų funkcija yra apsauga. Kai kurių prokariotų paviršiuje taip pat yra vadinamos whiplike struktūros vėliava. Kaip galite atspėti pagal jų išvaizdą, jie daugiausia naudojami judėjimui.

Eukariotinėse ląstelėse, priešingai, yra daug organelės, kurios yra su membrana susietos esybės, kurios tam tikru būdu tarnauja ląstelei. Svarbu tai, kad eukariotai savo DNR talpina a branduolys, o prokariotuose, kuriuose nėra bet kokių vidinių su membrana susijusių struktūrų, DNR plaukia puriame citoplazmos klasteryje, vadinamame nukleoidinė sritis.

Eukariotų organelių elegancija ir aiškumas rodo ląstelės dalių ir jų funkcijų santykį. Savo ruožtu visuose organeliuose yra plazmos membrana. Kiekvieną ląstelių plazmos membraną, įskaitant išorinę, pavadintą ląstelės membraną, taip pat membranas, apimančias organelius, sudaro: a fosfolipidasdvisluoksnis.

Šis dvisluoksnis susideda iš dviejų atskirų „lapų“, nukreiptų vienas į kitą veidrodinio atvaizdo būdu. Viduje yra hidrofobiškas, arba vandenį atstumiančios kiekvieno sluoksnio dalys, sudarytos iš riebalų rūgščių pavidalo lipidų. Išorinės dalys, priešingai, yra hidrofilinisarba vandens ieškojimas ir susideda iš fosfolipidų molekulių fosfato dalių.

Taigi viena hidrofilinio fosfato galvučių „siena“ nukreipta į organelės vidų (arba per ląstelės membraną per se citoplazma), o kitas nukreiptas į išorinę arba citoplazminę pusę (arba ląstelės membranos atveju - į išorę aplinka).

Membranos struktūra yra tokia, kad mažos molekulės, tokios kaip gliukozė ir vanduo, gali laisvai dreifuoti tarp fosfolipidų molekulių, tuo tarpu didesnių negalima ir reikia aktyviai pumpuoti į vidų ar iš jų (arba neleisti jų praeiti, laikotarpis). Vėlgi, struktūra tinka funkcijai.

Nors dėl didžiausios svarbos paprastai jis nėra vadinamas organele, branduolys iš tikrųjų yra jo įkūnijimas. Jo plazmos membrana vadinama branduolinis apvalkalas. Branduolyje yra DNR, supakuota į chromatinas, kuriame yra daug baltymų turinčios medžiagos, suskaidytos į chromosomas.

Kai chromosomos dalijasi ir branduolys su jomis, procesas vadinamas mitozė. Kad tai įvyktų, mitozinė verpstė turi būti sukurtas branduolyje, kuris iš esmės yra ląstelės smegenys ir sunaudoja didelę daugumos ląstelių bendro tūrio dalį.

Šie maždaug ovalios formos organeliai yra eukariotų jėgainės, nes jie yra aerobinio („su deguonimi“) kvėpavimo vieta, didžiąją dalį energijos, kurią eukariotai gauna iš jų suvalgyto kuro (gyvūnų atveju) arba sintetina saulės spindulių pagalba ( augalai).

Manoma, kad mitochondrijos atsirado daugiau nei prieš 2 milijardus metų, kai esamos, ne aerobinės ląstelės užsisuko aerobinėmis bakterijomis ir pradėjo su jomis metaboliškai bendradarbiauti. Daugybė jų membranos klosių, kuriose iš tikrųjų vyksta aerobinis kvėpavimas, yra dar vienas ląstelių struktūros ir funkcijos susiliejimo pavyzdys.

Ši membraninė struktūra yra panaši į „greitkelį“, nes ji pasiekia nuo branduolio (ir iš tikrųjų yra sujungta su savo membrana) per ląstelę iki tolimiausių citoplazmos taškų. Jis neša ir modifikuoja baltymų produktus, kuriuos gamina ribosomos.

Tam tikras endoplazminis tinklas vadinamas šiurkštus endoplazminis tinklas nes jis nusagstytas ribosomomis, kaip matyti mikroskopu; atitinkamai vadinamos formos, neturinčios ribosomų lygus endoplazminis tinklas.

The Goldžio kompleksas yra panašus į endoplazminį tinklą tuo, kad jis supakuoja ir apdoroja baltymus ir kitas ląstelių sugeneruotas medžiagas medžiagų, tačiau jis yra išdėstytas apvaliais sukrautais diskais, panašiai kaip monetų ritinys ar mažų blynų šūsnis.

Lizosomos yra ląstelės atliekų šalinimo centrai, todėl šie maži rutuliški kūnai turi fermentų, kurie ištirpina ir paskirsto ląstelių irimo produktus, atsirandančius dėl kasdienio metabolizmo. Lizosomos iš tikrųjų yra tam tikros rūšies vakuolė, tuščiavidurio, su membrana susieto elemento, esančio ląstelėse, pavadinimas, kurio paskirtis yra tarnauti kaip tam tikrų cheminių medžiagų talpykla.

The citoskeletas yra pagamintas iš mikrovamzdeliai, baltymai, išdėstyti kaip maži bambuko ūgliai ir tarnauja kaip struktūrinės atramos sijos ir sijos. Jie tęsiasi per visą citoplazmą nuo branduolio iki ląstelės membranos.