Mikroskopiskie trauki, kas pazīstami kā šūnas ir dzīvās būtnes uz Zemes pamata vienības. Katrs no tiem lepojas ar visām īpašībām, kuras zinātnieki piešķir dzīvei. Patiesībā dažas dzīvās būtnes sastāv tikai no vienas šūnas. Savukārt jūsu pašu ķermenis ir robežās no 100 triljoniem.
Gandrīz visi vienšūnas organismi ir prokariotes, un grandiozajā dzīves klasifikācijas shēmā tie pieder vai nu Bacteria domēnam, vai Archaea domēnam. Cilvēki kopā ar visiem citiem dzīvniekiem, augiem un sēnēm ir eikarioti.
Šīs sīkās struktūras veic tos pašus uzdevumus "mikro" mērogā, lai saglabātu sevi neskartus, kā jūs un citi pilna izmēra organismi "makro" mērogā, lai saglabātu dzīvību. Un acīmredzot, ja pietiekami daudz atsevišķu šūnu neizdosies izpildīt šos uzdevumus, vecāku organisms neizdosies līdz ar to.
Šūnās esošajām struktūrām ir individuālas funkcijas, un, neatkarīgi no struktūras, tās var samazināt līdz trim būtiskām darbavietām: fiziskā saskarne vai robeža ar noteiktām molekulām; sistemātisks līdzeklis ķīmisko vielu ievešanai struktūrā, gar to vai no tās
Prokariotu šūnas vs. Eikariotu šūnas
Kā minēts, lai arī šūnas parasti tiek uzskatītas par niecīgām dzīvās būtnes sastāvdaļām, daudz šūnu ir dzīvās būtnes.
Baktērijas, kuru nevar redzēt, bet noteikti liek manīt to klātbūtni pasaulē (piemēram, daži izraisa infekcijas slimības, citi palīdz tādiem pārtikas produktiem kā siers un jogurts pienācīgi noveco, un vēl citiem ir nozīme cilvēka gremošanas trakta veselības uzturēšanā), tie ir vienšūnu organismu un prokarioti.
Prokariotu šūnās ir ierobežots iekšējo komponentu skaits, salīdzinot ar to eikariotu kolēģiem. Tie ietver a šūnu membrānu, ribosomas, dezoksiribonukleīnskābe (DNS) un citoplazma, visu dzīvo šūnu četras būtiskās iezīmes; tie ir sīki aprakstīti vēlāk.
Baktērijām ir arī šūnu sienas ārpus šūnu membrānas, lai nodrošinātu papildu atbalstu, un dažām no tām ir arī struktūras, ko sauc flagella, whiplike konstrukcijas, kas izgatavotas no olbaltumvielām un kas palīdz organismiem, kuriem tie ir piesaistīti, pārvietoties savā vidē.
Eikariotu šūnās ir daudz struktūru, kuru prokariotu šūnām nav, un attiecīgi šīm šūnām ir plašāks funkciju klāsts. Varbūt vissvarīgākie ir kodols un mitohondrijos.
Šūnu struktūras un to funkcijas
Pirms padziļināti izpētīt, kā atsevišķas šūnu struktūras apstrādā šīs funkcijas, ir noderīgi pārskatīt, kādas ir šīs struktūras un kur tās var atrast. Pirmās četras struktūras šajā sarakstā ir kopīgas visām dabas šūnām; pārējie ir sastopami eikariotos, un, ja struktūra ir atrodama tikai noteiktās eikariotu šūnās, šī informācija tiek atzīmēta.
Šūnu membrāna: To sauc arī par plazmas membrāna, bet tas var izraisīt neskaidrības, jo eikariotu šūnās faktiski atrodas plazmas membrānas organellas, no kuriem daudzi ir detalizēti aprakstīti turpmāk. Tas sastāv no divos slāņos esoša fosfolipīda slāņa vai diviem identiski veidotiem slāņiem, kas vērsti viens pret otru "spoguļattēla" veidā. Tā ir tikpat dinamiska mašīna, cik vienkārša barjera.
Citoplazma: Šī želejveida matrica ir viela, kurā sēž kodols, organelli un citas šūnu struktūras, piemēram, augļu gabali klasiskā želatīna desertā. Vielas pārvietojas pa citoplazma difūzijas ceļā vai no apgabaliem ar augstāku šo vielu koncentrāciju uz apgabaliem ar zemāku koncentrāciju.
Ribosomas: Šīs struktūras, kurām nav savas membrānas un kuras tādējādi netiek uzskatītas par īstiem organoīdiem, ir olbaltumvielu sintēzes vietas šūnās un pašas ir izgatavotas no olbaltumvielu apakšvienībām. Viņiem ir "dokstacijas" kurjera ribonukleīnskābe (mRNS), kas nes DNS kodola kodolus, un aminoskābes, olbaltumvielu "celtniecības bloki".
DNS: Šūna ir ģenētiskais materiāls sēž prokariotu šūnu citoplazmā, bet eikariotu šūnu kodolos (daudzskaitlī "kodols"). Sastāv no monomēriem - tas ir, atkārtojot apakšvienības - sauc nukleotīdi, kam ir četri pamata veidi, DNS kopā ar atbalsta olbaltumvielām, ko sauc par histoniem, tiek iesaiņota garā, stīgu vielā, ko sauc hromatīns, kas pati ir sadalīta hromosomas eikariotos.
Eikariotu šūnu organellas
Organelles sniedz lieliskus šūnu struktūru piemērus, kas kalpo atšķirīgiem, nepieciešamiem un unikāliem mērķiem, uz kuriem balstās uzturēt transporta mehānismus, kas savukārt ir atkarīgi no tā, kā šīs struktūras fiziski ir saistītas ar pārējo šūna.
Mitohondrija varbūt ir visizcilākās molekulas gan to atšķirīgā izskata mikroskopā, gan to ziņā funkcija, kas ir izmantot ķīmisko reakciju produktus, kas citoplazmā noārda glikozi, lai iegūtu lielu darījums adenozīna trifosfāts (ATP) kamēr atrodas skābeklis. Tas ir pazīstams kā šūnu elpošana un notiek galvenokārt uz mitohondriju membrānas.
Citi galvenie organoļi ietver Endoplazmatiskais tīkls, sava veida šūnu "šoseja", kas iepako un pārvieto molekulas starp ribosomām, kodolu, citoplazmu un šūnu ārpusi. Golgi ķermeņivai "diski", kas atdalās no endoplazmas tīklojuma kā mazi taksometri. Lizosomas, kas ir dobas, sfēriskas formas ķermeņi, kas noārda atkritumus, kas veidojas šūnas vielmaiņas reakciju laikā.
Plazmas membrānas ir šūnu vārtu sargi
Trīs šūnas membrānas darbi ir pašas šūnas integritātes saglabāšana, kalpo kā daļēji caurlaidīga membrāna, kurai var iziet mazas molekulas, un atvieglo aktīvs transports vielu, izmantojot membrānā iestrādātos "sūkņus".
Molekulas, kas veido katru no diviem membrānas slāņiem, ir fosfolipīdi, kuru hidrofobās "astes" ir izgatavotas no taukiem, kas vērstas uz iekšu (un tātad pret otru), un hidrofilās fosforu saturošās "galvas", ar kurām saskaras uz āru (un tas vērsts uz pašas organeles iekšpusi un ārpusi, vai gadījumā, ja šūnu membrāna ir pareiza, šūnas iekšpusi un ārpusi pati).
Tie ir lineāri un perpendikulāri membrānas kopējai loksnei līdzīgai struktūrai kopumā.
Ciešāks skatījums uz fosfolipīdiem
The fosfolipīdi ir pietiekami tuvu, lai izvairītos no toksīniem vai lielām molekulām, kas kaitētu interjeram, ja tām piešķirtu pāreju. Bet tie ir pietiekami tālu viens no otra, lai ļautu vielmaiņas procesiem vajadzīgas mazas molekulas, piemēram, ūdens, glikoze (viss cukurs šūnas izmanto enerģijai) un nukleīnskābes (ko izmanto, lai veidotu nukleotīdus un tādējādi DNS un ATP, "enerģijas valūtu" visās šūnas).
Membrānā ir fosfolipīdu starpā iestrādāti "sūkņi", kas izmanto ATP, lai ievestu vai pārvietotu molekulas, kas nebūtu parasti iziet cauri vai nu to lieluma dēļ, vai arī tāpēc, ka molekulu sūknēšanas puse ir lielāka uz. Šis process saucās aktīvs transports.
Kodols ir šūnas smadzenes
Katras šūnas kodols satur pilnīgu visa organisma DNS kopiju hromosomu formā; cilvēkiem ir 46 hromosomas, no kurām 23 ir mantotas no katra vecāka. Kodolu ieskauj plazmas membrāna, ko sauc par kodolenerģijas aploksne.
Procesa laikā, ko sauc mitoze, kodola apvalks ir izšķīdis, un kodols sadalās divās daļās pēc tam, kad visas hromosomas ir nokopētas vai atkārtotas.
Drīz tam seko visas šūnas sadalīšana, process, kas pazīstams kā citokinēze. Tā rezultātā tiek izveidotas divas meitas šūnas, kas ir identiskas viena otrai, kā arī vecāku šūnai.