Eikariotu šūna: definīcija, struktūra un funkcija (ar analoģiju un diagrammu)

Kā jūs jau uzzinājāt, šūnas ir dzīves pamatvienība.

Neatkarīgi no tā, vai jūs cerat sasniegt vidusskolas vai vidusskolas bioloģijas testus vai meklējat atsvaidzināšanu pirms koledžas bioloģijas, zināšanu eikariotu šūnu struktūra ir obligāta.

Lasiet tālāk, lai iegūtu vispārēju pārskatu, kas aptvers visu, kas jums jāzina (lielākajā daļā) vidusskolas un vidusskolas bioloģijas kursos. Izpildiet saites, lai iegūtu detalizētus ceļveži katrai šūnas organellei, lai sasniegtu kursus.

Kas īsti ir eikariotu šūnas? Viņi ir viena no divām galvenajām šūnu klasifikācijām - eikariotu un prokariots. Viņi arī ir sarežģītāki no abiem. Eikariotu šūnas ietver dzīvnieku šūnas - ieskaitot cilvēka šūnas - augu šūnas, sēnīšu šūnas un aļģes.

Eikariotu šūnām raksturīgs ar membrānu saistīts kodols. Tas atšķiras no prokariotu šūnām, kurām ir nukleoīds - reģions, kas ir blīvs ar šūnu DNS -, bet faktiski nav atsevišķa nodalījuma, kas saistīts ar membrānu, piemēram, kodols.

Eikariotu šūnās ir arī organoīdi, kas ir membrānas saistītas struktūras, kas atrodamas šūnā. Ja aplūkotu eikariotu šūnas mikroskopā, jūs redzētu atšķirīgas visu formu un izmēru struktūras. No otras puses, prokariotu šūnas izskatās vienveidīgākas, jo tām nav šo membrānu saistīto struktūru, lai šūna sadalītos.

Tātad, kāpēc organoļi padara eikariotu šūnas īpašas?

Padomā par organellas piemēram, istabas jūsu mājās: jūsu viesistaba, guļamistabas, vannas istabas un tā tālāk. Tās visas ir atdalītas ar sienām - šūnā tās būtu šūnu membrānas -, un katram istabas tipam ir savs atšķirīgs pielietojums, kas kopumā padara jūsu māju par ērtu dzīvesvietu. Organelles darbojas līdzīgi; viņiem visiem ir atšķirīgas lomas, kas palīdz jūsu šūnām darboties.

Visi šie organelli palīdz eikariotu šūnām veikt sarežģītākas funkcijas. Tātad organismi ar eikariotu šūnām - tāpat kā cilvēki - ir sarežģītāki nekā prokariotu organismi, piemēram, baktērijas.

Tērzēsim par šūnas "smadzenēm": kodols, kas satur lielāko daļu šūnas ģenētiskā materiāla. Lielākā daļa jūsu šūnas DNS atrodas kodolā, sakārtoti hromosomās. Cilvēkiem tas nozīmē 23 divu hromosomu pārus jeb 26 hromosomas kopumā.

Kodols ir tas, kur jūsu šūna pieņem lēmumus par to, kuri gēni būs aktīvāki (vai "izteikti") un kuri gēni būs mazāk aktīvi (vai "nomākti"). Tā ir transkripcijas vieta, kas ir pirmais solis ceļā uz olbaltumvielu sintēzi un a gēns proteīnā.

Kodolu ieskauj divslāņu kodola membrāna, ko sauc par kodola apvalku. Aploksnē ir vairākas kodola poras, kas ļauj vielas, tostarp ģenētisko materiālu un kurjera RNS vai mRNS, iekļūt kodolā un izkļūt no tā.

Un, visbeidzot, kodolā atrodas kodols, kas ir lielākā kodola struktūra. Kodols palīdz jūsu šūnām ražot ribosomas - vairāk par tām sekundē -, kā arī spēlē lomu šūnas stresa reakcijā.

Šūnu bioloģijā katra eikariotu šūna ir sadalīta divās kategorijās: kodols, kuru mēs tikko aprakstījām iepriekš, un citoplazma, kas ir labi, viss pārējais.

The citoplazma eikariotu šūnās satur pārējos ar membrānu saistītos organellus, kurus mēs apspriedīsim tālāk. Tas satur arī želejveida vielu, ko sauc par citozolu - ūdens, izšķīdušo vielu un strukturālo olbaltumvielu maisījumu -, kas veido aptuveni 70 procentus no šūnas tilpuma.

Katru eikariotu šūnu - dzīvnieku šūnas, augu šūnas, kā jūs to nosaucat - aptver plazmas membrāna. The plazmas membrānas struktūra sastāv no vairākiem komponentiem, atkarībā no tā, kāda veida šūnu skatāties, taču tiem visiem ir viena galvenā sastāvdaļa: fosfolipīdu divslānis.

Katru fosfolipīda molekulu veido a hidrofils (vai ūdeni mīloša) fosfāta galva, plus divas hidrofobisks (vai ūdens ienīstošās) taukskābes. Divkāršā membrāna veidojas, kad divi fosfolipīdu slāņi sakārtojas asti līdz astei, taukskābēm veidojot membrānas iekšējo slāni un fosfātu grupām ārpusē.

Šis izkārtojums šūnai rada atšķirīgas robežas, padarot katru eikariotu šūnu par savu atšķirīgo vienību.

Ir arī citi plazmas membrānas komponenti. Olbaltumvielas plazmas membrānā palīdz transportēt materiālus šūnā un no tās, un tie arī saņem ķīmiskos signālus no vides, uz kuru jūsu šūnas var reaģēt.

Daži no plazmas membrānas proteīniem (grupa, ko sauc par glikoproteīni) ir pievienoti arī ogļhidrāti. Glikoproteīni darbojas kā jūsu šūnu "identifikācija", un tiem ir svarīga loma imunitātes veidošanā.

Ja šūnu membrāna neizklausās visi tik spēcīgs un drošs, tev taisnība - tā nav! Tātad jūsu šūnām zemāk ir nepieciešams citoskelets, kas palīdzēs saglabāt šūnas formu. Citoskelets sastāv no strukturāliem proteīniem, kas ir pietiekami spēcīgi, lai atbalstītu šūnu, un kas pat var palīdzēt šūnai augt un pārvietoties.

Ir trīs galvenie pavedienu veidi, kas veido eikariotu šūnu citoskeletu:

• Mikrocaurules: Tie ir lielākie pavedieni citoskeletā, un tie ir izgatavoti no olbaltumvielām, ko sauc par tubulīnu. Viņi ir ārkārtīgi izturīgi un izturīgi pret saspiešanu, tāpēc ir ļoti svarīgi, lai jūsu šūnas būtu pareizā formā. Viņiem ir arī loma šūnu kustīgums vai mobilitāte, un tie arī palīdz transportēt materiālu šūnā.

• Starpposma pavedieni: Šie vidēja izmēra pavedieni ir izgatavoti no keratīna (kas, FYI, ir arī galvenais proteīns, kas atrodams jūsu ādā, nagos un matos). Viņi strādā kopā ar mikrotubuliem, lai palīdzētu saglabāt šūnas formu.

• Mikrofilmas: Mazākā šķiedru klase citoskeletā, mikrofilamenti ir izgatavoti no proteīna, ko sauc aktīns. Aktīns ir ļoti dinamisks - aktīna šķiedras var viegli saīsināties vai pagarināties, atkarībā no tā, kas nepieciešams jūsu šūnai. Aktīna pavedieni ir īpaši svarīgi citokinēzei (kad mitoze beigās viena šūna sadalās divās), un tām ir arī galvenā loma šūnu transportēšanā un mobilitātē.

Citoskelets ir iemesls, kāpēc eikariotu šūnas var iegūt ļoti sarežģītas formas (pārbaudiet šo trako nervu formu!), labi, nesabrūkot sevī.

Paskatieties uz dzīvnieku šūnu mikroskopā un atradīsit citu organellu centrosoma, kas ir cieši saistīts ar citoskeletu.

Centrosoma darbojas kā galvenais šūnas mikrotubulu organizēšanas centrs (vai MTOC). Centrosomai ir izšķiroša loma mitozē - tik daudz, ka centrosomas defekti ir saistīti ar šūnu augšanas slimībām, piemēram, vēzi.

Centrosomu atradīsit tikai dzīvnieku šūnās. Augu un sēnīšu šūnas izmanto dažādus mehānismus, lai sakārtotu mikrotubulus.

Kaut arī visās eikariotu šūnās ir citoskelets, dažu veidu šūnām, piemēram, augu šūnām, ir šūnu siena, lai nodrošinātu vēl lielāku aizsardzību. Atšķirībā no šūnu membrānas, kas ir samērā šķidra, šūnapvalki ir stingra struktūra, kas palīdz saglabāt šūnas formu.

Šūnas sienas precīzs sastāvs ir atkarīgs no tā, kāda veida organismu jūs aplūkojat (aļģēm, sēnēm un augu šūnām ir atšķirīgas šūnu sienas). Bet tie parasti ir izgatavoti no polisaharīdi, kas ir kompleksi ogļhidrāti, kā arī strukturālie proteīni atbalstam.

Augu šūnu siena ir daļa no tā, kas palīdz augiem piecelties taisni (vismaz līdz brīdim, kad viņiem tik ļoti pietrūkst ūdens, ka viņi sāk vīst) un izturēt pret tādiem vides faktoriem kā vējš. Tas darbojas arī kā daļēji caurlaidīga membrāna, ļaujot noteiktām vielām iekļūt šūnā un izkļūt no tās.

Tās ribosomas, kas ražotas kodolā?

Jūs atradīsit virkni viņu endoplazmatiskais tīklojums jeb ER. Konkrēti jūs tos atradīsit raupja endoplazmas tīklene (vai RER), kas savu nosaukumu ieguvis no "raupja" izskata, kāds tam ir pateicoties visām šīm ribosomām.

Parasti ER ir šūnu ražošanas rūpnīca, un tā ir atbildīga par tādu vielu ražošanu, kuras jūsu šūnām ir jāaudzē. RER ribosomas smagi strādā, lai palīdzētu jūsu šūnām ražot tūkstošiem un tūkstošiem dažādu olbaltumvielu, kas nepieciešamas jūsu šūnām, lai izdzīvotu.

Ir arī daļa no ER nē pārklāta ar ribosomām, ko sauc par gluds endoplazmatiskais tīklojums (vai SER). SER palīdz jūsu šūnām ražot lipīdus, ieskaitot lipīdus, kas veido plazmas membrānu un organellu membrānas. Tas arī palīdz ražot noteiktus hormonus, piemēram, estrogēnu un testosteronu.

Kamēr ER ir šūnas ražošanas rūpnīca, Golgi aparāts, ko dažreiz sauc par Golgi ķermeni, ir šūnas iesaiņošanas augs.

Golgi aparāts paņem proteīnus, kas tikko ražoti ER, un "iesaiņo" tos, lai tie varētu pareizi darboties šūnā. Tas arī iesaiņo vielas mazās membrānās saistītās vienībās, ko sauc par pūslīšiem, un pēc tam tās tiek nogādātas attiecīgajā vietā šūnā.

Golgi aparātu veido mazi maisiņi, kurus sauc cisternae (tās izskatās kā pankūku kaudze mikroskopā), kas palīdz apstrādāt materiālus. The cis golgi aparāta seja ir ienākošā puse, kas pieņem jaunus materiālus, un tulk seja ir izejošā puse, kas viņus atbrīvo.

Lizosomas arī spēlē galveno lomu olbaltumvielu, tauku un citu vielu apstrādē. Viņi ir mazi, ar membrānu saistīti organelli un ir ļoti skābi, kas viņiem palīdz darboties kā jūsu šūnas "kuņģī".

Lizosomu uzdevums ir sagremot materiālus, sadalot nevēlamus proteīnus, ogļhidrātus un lipīdus, lai tos varētu izņemt no šūnas. Lizosomas ir īpaši svarīga jūsu imūno šūnu daļa, jo tās var sagremot patogēnus un pasargāt tos no tā, ka tas jums kopumā nekaitē.

Tātad, kur jūsu šūna iegūst enerģiju visai šai ražošanai un piegādei? The mitohondrijos, ko dažreiz sauc par kameras spēkstaciju vai akumulatoru. Mitohondriju vienskaitlis ir mitohondrijs.

Kā jūs droši vien uzminējāt, mitohondriji ir galvenās enerģijas ražošanas vietas. Konkrēti, tie ir pēdējie divi posmi šūnu elpošana notiek vieta - un vieta, kur šūna saražo lielāko daļu izmantojamās enerģijas ATP.

Tāpat kā lielāko daļu organoīdu, tos ieskauj lipīdu divslānis. Bet mitohondrijiem faktiski ir divas membrānas (iekšējā un ārējā membrāna). Iekšējā membrāna ir cieši salocīta sevī, lai iegūtu lielāku virsmas laukumu, kas katram mitohondrijam dod vairāk vietas ķīmisko reakciju veikšanai un šūnai vairāk degvielas ražošanai.

Dažādiem šūnu tipiem ir atšķirīgs mitohondriju skaits. Piemēram, aknu un muskuļu šūnas tajās ir īpaši bagātas.

Kaut arī mitohondriji varētu būt šūnas spēkstacija, peroksisoma ir šūnas vielmaiņas centrālā daļa.

Tas ir tāpēc, ka peroksisomas palīdz absorbēt barības vielas jūsu šūnās un ir iepakotas ar gremošanas enzīmiem, lai tās noārdītu. Peroksisomas satur un neitralizē arī ūdeņraža peroksīdu, kas citādi varētu kaitēt jūsu DNS vai šūnu membrānām, lai veicinātu jūsu šūnu ilgtermiņa veselību.

Ne katrā šūnā ir hloroplasti - tie nav sastopami augu vai sēņu šūnās, bet tie ir augu šūnās un dažās aļģēs, bet tie, kas tos labi izmanto. Hloroplasti ir fotosintēzes vieta, ķīmisko reakciju kopums, kas dažiem organismiem palīdz radīt saules gaismā izmantojamu enerģiju, kā arī palīdz noņemt oglekļa dioksīdu no atmosfēras.

Hloroplasti ir pildīti ar zaļajiem pigmentiem, ko sauc par hlorofilu, kas uztver noteiktus gaismas viļņu garumus un izsauc ķīmiskās reakcijas, kas veido fotosintēzi. Ieskatieties hloroplasta iekšpusē, un jūs atradīsit pankūkām līdzīgus materiāla kaudzes tilakoīdi, ko ieskauj atvērta telpa (saukta stroma).

Katram tilakoīdam ir arī sava membrāna - tilakoīda membrāna.

Pārbaudiet augu šūnu ar mikroskopu, un jūs, iespējams, redzēsit liels burbulis aizņem daudz vietas. Tā ir centrālā vakuola.

Augos centrālais vakuols piepildās ar ūdeni un izšķīdušām vielām, un tas var kļūt tik liels, ka aizņem trīs ceturtdaļas šūnas. Tas pieliek turgora spiedienu uz šūnu sienu, lai palīdzētu "uzpūst" šūnu, lai augs varētu stāvēt taisni.

Citiem eikariotu šūnu veidiem, piemēram, dzīvnieku šūnām, vakuolas ir mazākas. Dažādi vakuoli palīdz uzglabāt barības vielas un atkritumus, tāpēc tie paliek sakārtoti šūnā.

Nepieciešams atsvaidzināt lielāko atšķirības starp augu un dzīvnieku šūnām? Mēs esam jūs aptvēruši:

• Vakuole: Augu šūnās ir vismaz viena liela vakuola, lai saglabātu šūnas formu, savukārt dzīvnieku vakuolas ir mazākas.
• Centriole: Dzīvnieku šūnām ir viena; augu šūnas to nedara.
• Hloroplasti: Augu šūnās tie ir; dzīvnieku šūnas to nedara.
  
• Šūnas siena: Augu šūnām ir ārējā šūnu siena; dzīvnieku šūnās vienkārši ir plazmas membrāna.