Specializētās šūnas: definīcija, veidi un piemēri

Iespējams, ka šajā kursu brīdī jūs tik labi pārzināt eikariotu šūnu struktūru - un, ja nē, lūk fantastisks grunts jums.

Tomēr jūs, iespējams, pamanījāt, ka lielākā daļa šūnu struktūras diagrammu izskatās diezgan pamata. Jūs esat ieguvis savas apļveida dzīvnieku šūnas, savas leņķiskākās augu šūnas un visas organellas šūnu membrānu.

Nu, nav pārsteidzoši, ka šīs diagrammas - lai arī precīzas! - nestāsti visu stāstu. Patiesība ir tāda, ka šūnām ir dažādas formas un izmēri. Šūnas, it īpaši daudzšūnu organismos, piemēram, dzīvniekos un augos, var izskatīties (un rīkoties) krasi atšķirīgas viena no otras.

Ir jēga, vai ne? Jūs nevarētu gaidīt, ka šūnas, kas veido ziedu ziedlapiņu, piemēram, izskatīsies un rīkosies tāpat kā šūnas, kas veido auga saknes. Piemēram, jūsu ādas šūnas, piemēram, izskatītos krasi atšķirīgas nekā, teiksim, jūsu aknu šūnas - jo šīm divām šūnām cilvēka ķermenī ir ļoti atšķirīgas funkcijas.

Tas ir kur šūnu specializācija ienāk. Šūnu specializācija ļauj jaunām šūnām attīstīties dažādu audu klāstā, kas visi darbojas kopā, lai dzīvie organismi darbotos kopumā.

Šūnu specializācijas process - tieši tā kā šūnas attīstās dažādās formās - ir sarežģītas. Ķermenī ir simtiem īpašu šūnu tipu, kas rodas no pamata un vispārēja tipa šūnām, ko sauc par cilmes šūnām.

Visas specializētās ķermeņa šūnas nāk no tiem pašiem izcelsmes audiem: cilmes šūnas kas veido embrija agrīnākās stadijas. Cilmes šūnas ir unikāls šūnu veids, jo, lai arī tās ir nenobriedušas šūnas bez jebkādas specializācijas, tās var sekojiet attīstības "plānam", lai pārvērstos par tūkstošiem unikālu šūnu tipu, kas atrodami visā jūsu ķermenī.

Cilmes šūnas ir dažādu veidu, atdalītas ar to, cik audos tās var attīstīties. Piemēram, embrijā atrastās cilmes šūnas var attīstīties jebkurš audu tips - tas ir tas, kā jūs no vienas cilmes šūnas nonākat pilnībā izveidotā cilvēka mazulī.

Pieaugušo cilmes šūnas, tāpat kā cilmes šūnas, kas atrodamas jūsu kaulu smadzenēs, var attīstīties tikai nedaudzos nobriedušos šūnu tipos. Bet būtība ir tāda visi cilmes šūnas ir nespecializētas "prekursoru" šūnas, kas var attīstīties vismaz par vienu nobriedušu šūnu tipu.

Cilmes šūnas attīstās nobriedušos audos, izmantojot procesu, ko sauc diferenciācija. Lai saprastu, kā darbojas diferenciācija, atgriezieties pie šūnu komunikācijas koncepcijas jūs mācījāties savās bioloģijas stundās.

Šūnu komunikācija darbojas trīs posmos. A reģistratūra fāze, kurā īpašie receptori uz šūnas virsmas saņem sava veida signālu no vides; a transdukcija fāze, kas pārraida šo ziņojumu no šūnas virsmas uz šūnas iekšpusi; un a atbildi fāze, kur šūna maina savu uzvedību, pamatojoties uz šo signālu.

Tātad, kā tas darbojas šūnu diferenciācijā? Nu, pieņemsim, ka jūsu ķermenim ir nepieciešams vairāk sarkano asins šūnu. Tas nosūta signālu jūsu asins cilmes šūnām, ka jums ir nepieciešams vairāk sarkano asins šūnu. Šis signāls ir saņemts uz šūnas virsmas.

Cilmes šūna pārraida (vai pārveido) šo ziņojumu kodolam, tāpēc šūna zina, ka jūsu ķermenim ir nepieciešams vairāk sarkano asins šūnu. Tad cilmes šūnas atbildēt aktivizējot gēnus, kas palīdzēs tam attīstīties par sarkano asins šūnu, un voilà - šūna kļūst par sarkano asins šūnu.

Lai gan zinātnieki zina, ka cilvēka ķermenis satur triljonus šūnu, tieši tas, cik šūnu tipu veido ķermeni, joprojām ir aktīvs pētījumu lauks. Jaunākajā aplēsē atzīmēts, ka ir vismaz 200 unikāli šūnu veidi cilvēka ķermenī, vismaz pamatojoties uz izskatu. Daži zinātnieki domā, ka šī aplēse tomēr ir zema, un joprojām regulāri tiek atklāti jauni šūnu tipi.

Apakšējā līnija? Jūs aplūkojat simtiem dažādu šūnu specializācijas ceļu, kurus var veikt jūsu cilmes šūnas.

Tomēr visas cilvēka šūnas pieder vienai no četrām vispārējām kategorijām:

• Epitēlija audi: Epitēlija šūnas pārklāj jūsu audus, un tās ir svarīgas, lai aizsargātu audus, kā arī palīdzētu absorbcijai. Jūs atradīsit epitēlija audus ādā, dziedzeru audos un citur.
• Saistaudi: Saistaudi, labi, savieno un nostiprina jūsu audus. Tas nodrošina strukturālu atbalstu jūsu ķermenim. Šis audu tips ietver kaulus, skrimšļus, cīpslas, saites un fascijas.
• Nervu audi: Jūsu nervu sistēma palīdz pārraidīt informāciju visā ķermenī. To veido jūsu centrālā nervu sistēma (vai CNS), kas ietver jūsu smadzenes un muguras smadzenes, un jūsu perifērā nervu sistēma (PNS), kas ietver nervus visā pārējā ķermeņa daļā.
• Muskuļu audi: Šo tipu, iespējams, ir visvieglāk attēlot - jūs zināt, kas ir muskuļi! Bet jūs atradīsit arī īpašus muskuļu šūnu veidus savos asinsvados, kā arī sirdi.

Visi 200 (vai vairāk) šūnu veidi, kas veido cilvēka ķermeni, ir atrodami vienā no šiem četriem audu veidiem - daudz vieglāk iemācīties, nekā iegaumēt simtiem šūnu tipu, vai ne?

Tagad pārbaudīsim dažus īpašos šūnu veidus, ar kuriem jūs, visticamāk, sastapsieties bioloģijas stundās - tos, kas jums jāzina nedaudz padziļinātāk.

Jūsu asinsrites sistēma ir viens no tiem, kurus jūs, visticamāk, aplūkosit bioloģijas stundā - tāpēc ir īstais laiks to iepazīt! Jūsu asinsrites sistēma sastāv no: asinsvadi - artērijas, vēnas un kapilāri, kā arī daži specializēti asins šūnu veidi:

• Sarkanās asins šūnas: Šīs sarkanās, diska formas šūnas ir atbildīgas par skābekļa pārvadāšanu visā ķermenī. Tie satur hemoglobīnu, īpašu olbaltumvielu, kas var saistīties ar skābekli no elpojamā gaisa, un pēc tam to atkal atbrīvot audos, kuriem tas nepieciešams.
• baltās asins šūnas: Vai nepieciešama palīdzība cīņā pret saaukstēšanos vai gripu? Jūsu baltās asins šūnas ir tur, lai jums palīdzētu! Baltās asins šūnas ir galvenā imūnsistēmas sastāvdaļa. Tie palīdz jūsu ķermenim identificēt bīstamus patogēnus un iznīcina tos, lai jūs neslimotu.
• Trombocīti: Vismazākais asins tips asinīs, trombocītiem ir galvenā loma asins recekļu veidošanā. Kad trombocīti sajūt bojājumus vai saplēstus audus, tie sāk salipt kopā, veidojot asins recekli, lai palēninātu vai apturētu asiņošanu.

Jūsu ķermenis pastāvīgi izsūc svaigas asins šūnas, lai aizstātu vecākas vai bojātas šūnas. Un visas jūsu asins šūnas ir "dzimušas" jūsu kaulu smadzenēs no cilmes šūnu populācijas, kas specializējas asins šūnu veidošanā.

Visticamāk, jūs atradīsit arī nervu sistēma jūsu ķermenī. Bet neuztraucieties - kaut arī smadzenes var šķist sarežģītas, uzzināt par saviem nerviem, iespējams, ir vieglāk, nekā jūs domājat.

Pirmkārt, ir tikai divas galvenās nervu šūnu klasifikācijas: neironi un glia.

Neironi ir nervi - šūnas, kuras jūs, iespējams, attēlojat, domājot par savu nervu sistēmu. Viņi pārraida informāciju, lai kontrolētu visu "domāšanu" jūsu smadzenēs, kā arī kontrolē muskuļu kustību un citas ķermeņa pamatfunkcijas.

Arī visa ķermeņa nervi sūta signālus muguras smadzenēm un smadzenēm. Piemēram, sāpju jutīgie nervi saka smadzenēm, kad esat ievainots, lai jūs varētu izvairīties no tā, kas izraisījis sāpes.

Glia ir atbalsta šūnas, kas palīdz jūsu nerviem darboties pareizi. Ir daži galvenie glijas veidi, un visiem ir nozīme, palīdzot jūsu smadzenēm, muguras smadzenēm un citiem nerviem efektīvi sazināties. Dažas glijas šūnas ražo mielīnu - vaskaina viela, kas "izolē" jūsu neironus labākai saziņai.

Citi darbojas kā smadzeņu imūnās šūnas, palīdzot cīnīties pret infekcijām, kas citādi kaitētu jūsu nerviem. Un vēl citi palīdz uzturēt jūsu neironus ar barības vielām, lai jūsu nervu sistēmai būtu enerģija darboties pareizi.

Trešie galvenie šūnu tipi, kurus jūs, iespējams, pētīsit, ir jūsu muskuļu šūnas. Par laimi, trīs muskuļu šūnu tipus ir viegli iemācīties.

Pirmkārt, jums ir skeleta muskuļu šūnas - šūnas, kas veido praktiski visus jūsu ķermeņa muskuļus. Skeleta muskuļi ir tāda veida muskuļi, kas - pārsteigums - ir piestiprināti pie jūsu skeleta.

Tas slēdz līgumu, lai pārvietotu jūsu kaulus. Tātad, teiksim, kad jūs savelkat bicepsu, jūs saliekat elkoni. Skeleta muskuļu šūnas daļēji brīvprātīgi kontrolē jūsu smadzenes. Tas nozīmē, ka jūs varat izlemt, piemēram, pārvietot kāju, un jūsu smadzenes nosūtīs signālu, kas atbilst šai kustībai.

Tālāk jums ir sirds muskuļa šūnas. Šīs ir šūnas, kas veido jūsu sirdi un saraujas, lai sūknētu asinis caur ķermeni. Sirds muskuļa šūnu kontrakcija ir nē brīvprātīgi kontrolēta - tā vietā jūsu ķermenis uztur vienmērīgu sirds ritmu, jums par to nedomājot.

Visbeidzot, ir gludo muskuļu šūnas. Gludie muskuļi veido noteiktu asinsvadu, kā arī dažu orgānu, piemēram, kuņģa, oderi. Gludie muskuļi ir svarīgi, lai palīdzētu jūsu orgāniem pārvietoties. Piemēram, gludo muskuļu kontrakcija palīdz pārvietot pārtiku caur gremošanas traktu, lai nodrošinātu pareizu gremošanu.

Tāpat kā sirds muskuļi, arī gludo muskuļu kontrakcija netiek labprātīgi kontrolēta. Tā, piemēram, jums nav jādomā par pārtikas pārvietošanu no vēdera uz zarnām, jo ​​jūsu ķermenis to vienkārši dara jūsu vietā.

Šeit ir kopsavilkums tam, kas jums jāzina par šūnu specializāciju:

• Šūnas no nenobriedušām cilmes šūnām attīstās par nobriedušām, ļoti funkcionālām šūnām ar procesu, ko sauc diferenciācija.
• Diferencēšana ļauj attīstošajām šūnām iegūt unikālas struktūras, un tā ļauj šūnai to veikt specializētās funkcijas.
• Diferencēšanas procesu izraisa vides signāli, un tas izraisa izmaiņas gēnu ekspresija kas vada šūnas attīstību.
• Diferencēšana ļauj šūnām attīstīties četri galvenie audu veidi: epitēlija audi, nervu audi, saistaudi un muskuļu audi.
• Ir vismaz 200 dažādi šūnu tipi cilvēka ķermenī. Daži, kas jums jāzina vislabāk, ir specializētas asins šūnas, specializētas nervu šūnas un specializētas muskuļu šūnas.