Mikroskopiniai indai, žinomi kaip ląstelių yra pagrindiniai gyvųjų būtybių vienetai Žemėje. Kiekvienas iš jų gali pasigirti visomis savybėmis, kurias mokslininkai priskiria gyvenimui. Tiesą sakant, kai kurie gyvi daiktai susideda tik iš vienos ląstelės. Kita vertus, jūsų paties kūnas yra 100 trln.
Beveik visi vienaląsčiai organizmai yra prokariotai, o didžiojoje gyvenimo klasifikavimo schemoje jie priklauso arba Bacteria, arba Archaea. Žmonės kartu su visais kitais gyvūnais, augalais ir grybais yra eukariotai.
Šios mažytės struktūros atlieka tas pačias užduotis „mikro“ mastu, kad išliktų nepažeistos, kad jūs ir kiti pilno dydžio organizmai „makro“ mastu atliktumėte gyvybę. Ir akivaizdu, kad jei nepavyks atlikti pakankamai daug atskirų ląstelių, kartu su ja žlugs ir pirminis organizmas.
Ląstelėse esančios struktūros turi atskiras funkcijas ir apskritai, nesvarbu, kokia būtų jų struktūra, jas galima sumažinti iki trijų esminių darbų: fizinė sąsaja ar riba su specifinėmis molekulėmis; sisteminga cheminių medžiagų pernešimo į struktūrą, išilgai jos arba už jos ribų priemonė
Prokariotinės ląstelės vs. Eukariotinės ląstelės
Kaip minėta, nors ląstelės paprastai laikomos mažomis gyvų būtybių dalimis, daug ląstelių yra gyvenimo dalykai.
Bakterijos, kurių nematyti, bet neabejotinai jaučiamas jų buvimas pasaulyje (pvz., vieni sukelia infekcines ligas, kiti padeda tokiems maisto produktams kaip sūris ir jogurtas) tinkamas amžius ir dar kiti vaidina svarbų vaidmenį palaikant žmogaus virškinamojo trakto sveikatą), yra vienaląsčių organizmų ir prokariotai.
Prokariotinėse ląstelėse yra ribotas vidinių komponentų skaičius, palyginti su jų eukariotų analogais. Tai apima a ląstelės membrana, ribosomos, Deoksiribonukleorūgštis (DNR) ir citoplazma, keturi esminiai visų gyvų ląstelių bruožai; tai bus išsamiai aprašyta vėliau.
Bakterijos taip pat turi ląstelių sieneles už ląstelės membranos, kad būtų galima papildomai palaikyti, o kai kurios jų taip pat turi vadinamąsias struktūras vėliava, „whiplike“ konstrukcijos, pagamintos iš baltymų ir padedančios organizmams, prie kurių jie yra prisirišę, judėti savo aplinkoje.
Eukariotinės ląstelės turi daugybę struktūrų, kurių prokariotinės ląstelės neturi, todėl šioms ląstelėms būdingas platesnis funkcijų spektras. Bene svarbiausi yra branduolys ir mitochondrijos.
Ląstelių struktūros ir jų funkcijos
Prieš įsigilinant į tai, kaip atskiros ląstelių struktūros vykdo šias funkcijas, naudinga peržiūrėti, kokios yra šios struktūros ir kur jas galima rasti. Pirmosios keturios šio sąrašo struktūros yra bendros visoms gamtos ląstelėms; kiti randami eukariotuose, o jei struktūra randama tik tam tikrose eukariotų ląstelėse, ši informacija pažymima.
Ląstelių membrana: Tai dar vadinama plazmos membrana, tačiau tai gali sukelti painiavą, nes eukariotinėse ląstelėse iš tikrųjų yra plazmos membranos organelės, kurių daugelis yra išsamiai aprašyti toliau. Tai susideda iš dvigubo fosfolipidinio sluoksnio arba dviejų identiškai sukonstruotų sluoksnių, veidrodinio vaizdo būdu nukreiptų vienas į kitą. Tai tiek dinamiškos mašinos, tiek paprastas barjeras.
Citoplazma: Ši į gelį panaši matrica yra medžiaga, kurioje sėdi branduolys, organeliai ir kitos ląstelių struktūros, tarsi vaisių gabalėliai klasikiniame želatinos deserte. Medžiagos juda per citoplazma difuzijos būdu, arba iš didesnės tų medžiagų koncentracijos sričių į mažesnės koncentracijos zonas.
Ribosomos: Šios struktūros, neturinčios savo membranų ir todėl nelaikomos tikrais organeliais, yra ląstelių baltymų sintezės vietos ir pačios yra pagamintos iš baltymų subvienetų. Jie turi „prijungimo stoteles“ kurjerio ribonukleino rūgštis (mRNR), kuris neša iš branduolio DNR nurodymus, ir aminorūgštis, baltymų „statybines medžiagas“.
DNR: Ląstelės genetinė medžiaga sėdi prokariotinių ląstelių citoplazmoje, bet eukariotinių ląstelių branduoliuose (daugiskaitos „branduolys“). Sudarytas iš monomerų, t. Y. Kartojamų subvienetų, vadinamas nukleotidai, kurių yra keturios pagrindinės rūšys, DNR yra supakuota kartu su palaikomaisiais baltymais, vadinamais histonais, į ilgą, styginių medžiagą, vadinamą chromatinas, kuris pats yra padalintas į chromosomos eukariotuose.
Eukariotinių ląstelių organelės
Organelės pateikia puikius ląstelių struktūrų pavyzdžius, kurie tarnauja skirtingiems, būtiniems ir unikaliems tikslams, kuriais remiamasi palaikyti transporto mechanizmus, kurie savo ruožtu priklauso nuo to, kaip šios struktūros fiziškai susijusios su likusia dalimi ląstelė.
Mitochondrijos yra bene ryškiausios molekulės tiek dėl savo išskirtinės išvaizdos mikroskopu, tiek dėl jų funkcija - panaudoti cheminių reakcijų produktus, kurie skaido gliukozę citoplazmoje, kad išgautų puikų sandoris adenozino trifosfatas (ATP) kol yra deguonies. Tai žinoma kaip ląstelinis kvėpavimas ir vyksta daugiausia ant mitochondrijų membranos.
Kiti pagrindiniai organeliai yra endoplazminis Tinklelis, tam tikras korinis „greitkelis“, supakuojantis ir judantis molekules tarp ribosomų, branduolio, citoplazmos ir ląstelės išorės. Golgi kūnai, arba „diskai“, kurie nutrūksta nuo endoplazminio tinklo kaip maži taksi. Lizosomos, kurie yra tuščiaviduriai, sferiniai kūnai, suskaidantys atliekas, susidariusias ląstelės metabolinių reakcijų metu.
Plazminės membranos yra ląstelių vartininkai
Trys ląstelės membranos darbai yra pačios ląstelės vientisumo išsaugojimas, tarnauja kaip pusiau laidi membrana, per kurią gali praeiti mažos molekulės, ir palengvina aktyvus transportas medžiagų per „siurblius“, įdėtus į membraną.
Molekulės, sudarančios kiekvieną iš dviejų membranos sluoksnių, yra fosfolipidai, kurių hidrofobinės „uodegos“ yra pagamintos iš riebalų, nukreiptų į vidų (taigi ir vienas į kitą), ir su hidrofilinio fosforo turinčiomis „galvutėmis“, kurios į išorę (ir į pačios organelės vidų ir išorę, arba, jei ląstelės membrana yra tinkama, ląstelės vidų ir išorę pats).
Tai yra linijiniai ir statmeni visai membranai, panašiai į lakštą, kaip visumai.
Iš arčiau pažvelkime į fosfolipidus
The fosfolipidai yra pakankamai arti vienas kito, kad nepatektų toksinų ar didelių molekulių, kurios pakenktų interjerui, jei joms būtų leista praeiti. Tačiau jie yra pakankamai toli vienas nuo kito, kad galėtų leisti mažas metabolizmo procesams reikalingas molekules, tokias kaip vanduo, gliukozė (visas cukrus ląstelės sunaudojamos energijai) ir nukleorūgštys (kurios yra naudojamos nukleotidams, taigi DNR ir ATP, ląstelės).
Tarp fosfolipidų membranoje yra „siurbliai“, kurie, naudodamiesi ATP, įneša ar išstumia molekules, kurios nebūtų paprastai praeina arba dėl jų dydžio, arba dėl to, kad jų koncentracija yra didesnė toje pusėje, kurioje molekulės pumpuojamos link. Šis procesas vadinamas aktyvus transportas.
Branduolys yra ląstelės smegenys
Kiekvienos ląstelės branduolyje yra visa organizmo DNR kopija chromosomų pavidalu; žmonių turi 46 chromosomas, iš kurių 23 paveldėta iš kiekvieno iš tėvų. Branduolį supa plazmos membrana, vadinama branduolinis apvalkalas.
Proceso metu vadinamas mitozė, branduolio apvalkalas ištirpsta, o nukopijavus arba pakartojus visas chromosomas, branduolys dalijasi į dvi dalis.
Po to netrukus pasidalija visa ląstelė, procesas vadinamas citokinezė. Dėl to sukuriamos dvi dukterinės ląstelės, kurios yra identiškos viena kitai, taip pat ir pagrindinei ląstelei.