Dzīvnieka šūnu struktūra

Šūnas ir fundamentāli, nereducējami Zemes dzīves elementi. Dažas dzīvās būtnes, piemēram, baktērijas, sastāv tikai no vienas šūnas; tādu dzīvnieku kā jūs paši skaitā ir triljoni. Šūnas pašas par sevi ir mikroskopiskas, tomēr lielākā daļa no tām satur satriecošu vēl mazāku komponentu masīvu kas visi veicina šūnas - un pēc tam vecāku organisma - uzturēšanas pamatuzdevumu. dzīvs. Dzīvnieku šūnas parasti ir daļa no sarežģītākām dzīvības formām nekā baktēriju vai augu šūnas; attiecīgi dzīvnieku šūnas ir sarežģītākas un sarežģītākas nekā to kolēģi mikrobu un botāniskajā pasaulē.

Varbūt vienkāršākais veids, kā domāt par dzīvnieku šūnu, ir piepildījuma centrs vai liela, aizņemta noliktava. Svarīgs apsvērums, kas jāpatur prātā, ir tāds, kas bieži apraksta pasauli kopumā, bet ir īpaši piemērojams jo īpaši bioloģijai, ir "formas atbilstības funkcija". Tas ir, iemesls, kāpēc dzīvnieka šūnas daļas, kā arī visa šūna tiek strukturēta tā, kā tās ir, ir ļoti cieši saistītas ar darbiem, ko šīm daļām - sauktajām "organellām" - uzdod veicot.

Dzīvās būtnes var iedalīt prokariots organismi, kas ir vienšūnas un ietver:

• augi
  
• dzīvnieki
  
• sēnītes

Eikariotu šūnās ap ģenētisko materiālu ir membrāna, veidojot kodolu; prokariotiem nav šādas membrānas. Arī prokariotu citoplazmā nav organoīdu, ar kuriem eikariotu šūnas lepojas bagātīgi.

The šūnu membrānu, ko sauc arī par plazmas membrānu, veido dzīvnieku šūnu ārējo robežu. (Augu šūnām ir šūnu sienas tieši ārpus šūnas membrānas, lai nodrošinātu papildu aizsardzību un stingrību.) Membrāna ir vairāk nekā vienkārša fiziska barjera vai organellu un DNS noliktava; tā vietā tas ir dinamisks, ar ļoti selektīviem kanāliem, kas rūpīgi regulē molekulu iekļūšanu un izeju uz šūnu un no tās.

Šūnas membrāna sastāv no a fosfolipīdu divslānis, vai lipīdu divslānis. Šis divslānis būtībā sastāv no divām dažādām fosfolipīdu molekulu "loksnēm" ar lipīdu molekulu daļas dažādos slāņos pieskaras un fosfāta daļas vērstas pretēji virzienos. Lai saprastu, kāpēc tas notiek, atsevišķi apsveriet lipīdu un fosfātu elektroķīmiskās īpašības. Fosfāti ir polāras molekulas, kas nozīmē, ka to elektroķīmiskie lādiņi molekulā ir sadalīti nevienmērīgi. Ūdens (H₂O) ir arī polārs, un polārām vielām ir tendence sajaukt, tāpēc fosfāti ir starp vielām, kas apzīmētas ar hidrofilu (t.i., piesaista ūdeni).

Fosfolipīda lipīdu daļa satur divas taukskābes, kas ir garas ogļūdeņražu ķēdes ar īpašiem saišu veidiem, kas atstāj visu molekulu bez lādiņa gradienta. Faktiski lipīdi pēc definīcijas ir nepolāri. Tā kā tie reaģē pretēji tam, kā ūdens klātbūtnē rīkojas polārās molekulas, tos sauc par hidrofobiem. Tāpēc jūs varētu domāt par visu fosfolipīdu molekulu par "kalmāram līdzīgu", fosfāta daļai kalpojot par galvu un ķermeni, bet lipīdam - par taustekļu pāri. Tālāk iedomājieties divas lielas kalmāru "loksnes", kas sapulcējušās, ja taustekļi sajaucas un galvas vērstas pretējā virzienā.

Šūnu membrānas ļauj noteiktām vielām nākt un iet. Tas notiek vairākos veidos, ieskaitot difūziju, atvieglotu difūziju, osmozi un aktīvo transportu. Dažām organellām, piemēram, mitohondrijām, ir savas iekšējās membrānas, kas sastāv no tiem pašiem materiāliem kā pati plazmas membrāna.

The kodols faktiski ir dzīvnieku šūnas vadības un vadības centrs. Tas satur DNS, kas lielākajā daļā dzīvnieku ir izvietots atsevišķās hromosomās (jums ir 23 šo pāri), kas ir sadalītas mazās daļās, ko sauc par gēniem. Gēni ir vienkārši DNS garumi, kas satur kodu konkrētam olbaltumvielu produktam, kuru DNS caur molekulas RNS (ribonukleīnskābi) nogādā šūnas olbaltumvielu montāžas mašīnā.

Kodols ietver dažādas porcijas. Veicot mikroskopisko pārbaudi, tumša vieta tiek saukta kodols parādās kodola vidū; kodols ir iesaistīts ribosomu ražošanā. Kodolu ieskauj kodola membrāna, dubultā vēlāk analogs šūnu membrānai. Šai oderei, ko sauc arī par kodola apvalku, iekšējam slānim ir pievienoti pavedienu proteīni, kas stiepjas uz iekšu un palīdz uzturēt DNS sakārtotu un vietā.

Šūnu reprodukcijas un dalīšanās laikā paša kodola šķelšanos divos meitas kodolos sauc par citokinēzi. Kodola atdalīšana no pārējās šūnas ir noderīga, lai DNS izolētu no citām šūnu aktivitātēm, samazinot iespēju, ka tā varētu tikt bojāta. Tas ļauj arī izsmalcināti kontrolēt tiešo šūnu vidi, kas var atšķirties no šūnas citoplazmas kopumā.

Šie organoīdi, kas sastopami arī dzīvnieku šūnās, ir atbildīgi par olbaltumvielu sintēzi, kas notiek citoplazmā. Olbaltumvielu sintēze tiek uzsākta, kad kodola DNS notiek process, ko sauc par transkripciju, kas ir RNS izgatavošana ar ķīmisko kodu, kas atbilst precīzai DNS sloksnei, no kuras tā ir izgatavota (Messenger RNS vai mRNS). Gan DNS, gan RNS sastāv no nukleotīdu monomēriem (atsevišķām atkārtotām vienībām), kas satur cukuru, fosfātu grupu un daļu, ko sauc par slāpekļa bāzi. DNS ietver četras dažādas šādas bāzes (adenīnu, guanīnu, citozīnu un timīnu), un to secība garā DNS joslā ir produkta kods, kas galu galā tiek sintezēts uz ribosomām.

Kad jaunizveidotā mRNS citoplazmā pāriet no kodola uz ribosomām, var sākties olbaltumvielu sintēze. Pašas ribosomas ir izgatavotas no sava veida RNS, ko sauc par ribosomu RNS (rRNS). Ribosomas sastāv no divām olbaltumvielu apakšvienībām, no kurām viena ir par 50 procentiem masīvāka nekā otra. mRNS saistās ar noteiktu vietu ribosomā, un molekulas garumi trīs bāzes vienlaikus tiek "nolasīti" un ko izmanto, lai pagatavotu vienu no apmēram 20 dažāda veida aminoskābēm, kas ir pamata aminoskābes olbaltumvielas. Šīs aminoskābes ribosomās nogādā trešā veida RNS, ko sauc par pārneses RNS (tRNS).

Mitohondrija ir aizraujoši organoīdi, kuriem ir īpaši svarīga loma dzīvnieku un visu eikariotu metabolismā. Tos, tāpat kā kodolu, norobežo dubultā membrāna. Viņiem ir viena pamatfunkcija: piegādāt pēc iespējas vairāk enerģijas, izmantojot ogļhidrātu degvielas avotus atbilstošas ​​skābekļa pieejamības apstākļos.

Pirmais solis dzīvnieku šūnu metabolismā ir šūnā nonākošās glikozes sadalīšanās vielā, ko sauc par piruvātu. To sauc glikolīze un notiek neatkarīgi no tā, vai ir skābeklis. Ja skābekļa nav pietiekami daudz, piruvāts tiek fermentēts, lai kļūtu par laktātu, kas īslaicīgi nodrošina šūnu enerģijas uzliesmojumu. Pretējā gadījumā piruvāts nonāk mitohondrijos un iziet aerobo elpošanu.

Aerobā elpošana ietver divus procesus ar saviem soļiem. Pirmais notiek mitohondriju matricā (līdzīgi kā pašas šūnas citoplazmā), un to sauc par Krebsa ciklu, trikarboksilskābes (TCA) ciklu vai citronskābes ciklu. Šis cikls rada augstas enerģijas elektronu nesējus nākamajam procesam, elektronu transporta ķēdei. Elektronu transporta ķēdes reakcijas notiek uz mitohondriju membrānas, nevis matricā, kur darbojas Krebsa cikls. Šī fiziskā uzdevumu nošķiršana, kaut arī ne vienmēr ir visefektīvākā no ārpuses, palīdz nodrošināt vismaz minimālu fermentu kļūdu elpošanas ceļos, tikai tā kā universālveikala dažādās nodaļās ir mazinātas iespējas, ka jūs pārtrauksit nepareizu pirkumu, pat ja jums ir jāmaldās veikalā, ir diezgan daudz iespēju nokļūt līdz to.

Tā kā aerobā vielmaiņa nodrošina daudz vairāk enerģijas no ATP (adenozīna trifosfāta) uz vienu glikozes molekula nekā fermentācija, tā vienmēr ir "vēlamais" ceļš un ir triumfs evolūcija.

Tiek uzskatīts, ka mitohondriji bija brīvi stāvoši prokariotu organismi vienlaikus, pirms miljoniem un miljoniem gadu, pirms tie tika iekļauti tā sauktajās eikariotu šūnās. To sauc par endosimbionta teoriju, kas lielā mērā palīdz izskaidrot daudzas mitohondriju īpašības, kuras citādi varētu būt grūti uztveramas molekulāriem biologiem. Šķiet, ka faktiski eikarioti ir nolaupījuši visu enerģijas ražotāju, nevis no tā, no kura būtu jāattīstās mazāki komponenti, iespējams, ir galvenais faktors, lai dzīvnieki un citi eikarioti spētu uzplaukt tik ilgi, kamēr viņiem ir.

Golgi aparāts: To sauc arī par Golgi ķermeņiem Golgi aparāts ir citur šūnā ražotu olbaltumvielu un lipīdu pārstrādes, iepakošanas un šķirošanas centrs. Parasti tiem ir "pankūku kaudze". Tie ir pūslīši vai mazi, ar membrānu saistīti maisiņi, kas nolaužas no disku ārējām malām Golgi ķermeņos, kad to saturs ir gatavs nogādāt citās šūnas daļās. Ir lietderīgi iztēloties Golgi ķermeņus kā pasta nodaļas vai pasta šķirošanas un piegādes centrus ar katru vezikulu atdaloties no galvenās "ēkas" un veidojot savu slēgtu kapsulu, kas līdzinās piegādes kravas automašīnai vai dzelzceļa vagons.

Golgi ķermeņi ražo lizosomas, kas satur spēcīgus enzīmus, kas var noārdīt vecās un nolietotās šūnu sastāvdaļas vai klaiņojošās molekulas, kurām šūnā nevajadzētu būt.

Endoplazmatiskais tīkls: The Endoplazmatiskais tīkls (ER) ir krustojošu cauruļu un saplacinātu pūslīšu kolekcija. Šis tīkls sākas no kodola un stiepjas visu ceļu caur citoplazmu līdz šūnu membrānai. Tie tiek izmantoti, kā jūs, iespējams, jau esat savācis no viņu stāvokļa un struktūras, vielu transportēšanai no vienas šūnas daļas uz nākamo; precīzāk, tie kalpo kā vads, kurā var notikt šis transports.

Ir divi ER veidi, kurus izšķir pēc tā, vai tiem ir vai nav pievienotas ribosomas. Rupjš ER sastāv no sakrautiem pūslīšiem, pie kuriem piestiprināta daudz ribosomu. Rupjā ER oligosaharīdu grupas (salīdzinoši īsie cukuri) ir piesaistītas mazām olbaltumvielām, kad tās iet cauri citiem organoīdiem vai sekrēcijas pūslīšiem. Gludajam ER savukārt nav ribosomu. Gludais ER rada pūslīšus, kas pārnēsā olbaltumvielas un lipīdus, un tas arī spēj absorbēt un inaktivēt kaitīgas ķimikālijas, tādējādi veicot sava veida iznīcinātāja - mājkalpotāja drošības funkciju, kā arī pārvadājot vads.