Eukaryotische cel: definitie, structuur en functie (met analogie en diagram)

Zoals je al hebt geleerd, cellen zijn de basiseenheid van het leven.

En of je nu hoopt te slagen voor je middelbare school of middelbare school biologietests of op zoek bent naar een opfriscursus voordat je biologie gaat studeren, kennis van de eukaryote celstructuur is een must-have.

Lees verder voor een algemeen overzicht dat alles bevat wat je moet weten voor (de meeste) biologiecursussen op de middelbare school en op de middelbare school. Volg de links voor gedetailleerde handleidingen voor elk celorganel om uw cursussen te verbeteren.

Wat zijn eukaryote cellen precies? Ze zijn een van de twee belangrijkste classificaties van cellen - eukaryote en prokaryotisch. Ze zijn ook de meest complexe van de twee. Eukaryotische cellen omvatten: dierlijke cellen – inclusief menselijke cellen – plantencellen, schimmelcellen en algen.

Eukaryotische cellen worden gekenmerkt door een membraangebonden kern. Dat is anders dan prokaryotische cellen, die een nucleoïde hebben - een gebied dat dicht is met cellulair DNA - maar niet echt een apart membraangebonden compartiment hebben zoals de kern.

Eukaryotische cellen hebben ook organellen, dit zijn membraangebonden structuren die in de cel worden aangetroffen. Als je onder een microscoop naar eukaryote cellen zou kijken, zou je verschillende structuren in alle soorten en maten zien. Prokaryotische cellen daarentegen zouden er uniformer uitzien omdat ze die membraangebonden structuren niet hebben om de cel op te breken.

Dus waarom maken organellen eukaryote cellen speciaal?

Denken aan organellen zoals kamers in uw huis: uw woonkamer, slaapkamers, badkamers enzovoort. Ze zijn allemaal van elkaar gescheiden door muren – in de cel zouden dit de celmembranen zijn – en elk type kamer heeft zijn eigen specifieke gebruik dat over het algemeen van je huis een comfortabele plek maakt om te wonen. Organellen werken op dezelfde manier; ze hebben allemaal verschillende rollen die je cellen helpen functioneren.

Al die organellen helpen eukaryote cellen om complexere functies uit te voeren. Organismen met eukaryote cellen, zoals mensen, zijn dus complexer dan prokaryotische organismen, zoals bacteriën.

Laten we het hebben over het "brein" van de cel: de kern, die het grootste deel van het genetische materiaal van de cel bevat. Het grootste deel van het DNA van uw cel bevindt zich in de kern, georganiseerd in chromosomen. Bij mensen betekent dat 23 paren van twee chromosomen, of 26 chromosomen algemeen.

De kern is waar uw cel beslissingen neemt over welke genen actiever (of "tot expressie gebracht") zullen zijn en welke genen minder actief (of "onderdrukt") zullen zijn. Het is de plaats van transcriptie, wat de eerste stap is in de richting van eiwitsynthese en het tot expressie brengen van a gen tot een eiwit.

De kern is omgeven door een dubbellaags kernmembraan dat de nucleaire envelop wordt genoemd. De envelop bevat verschillende kernporiën, waardoor stoffen, waaronder genetisch materiaal en boodschapper-RNA of mRNA, om in en uit de kern te gaan.

En ten slotte herbergt de kern de nucleolus, de grootste structuur in de kern. De nucleolus helpt uw ​​cellen om ribosomen te produceren - daarover zo meer - en speelt ook een rol bij de stressreactie van de cel.

In de celbiologie wordt elke eukaryote cel onderverdeeld in twee categorieën: de kern, die we hierboven hebben beschreven, en het cytoplasma, dat is, nou ja, al het andere.

De cytoplasma in eukaryote cellen bevat de andere membraangebonden organellen die we hieronder zullen bespreken. Het bevat ook een gelachtige substantie genaamd cytosol - een mengsel van water, opgeloste stoffen en structurele eiwitten - die ongeveer 70 procent van het celvolume uitmaakt.

Elke eukaryote cel – dierlijke cellen, plantencellen, noem maar op – is omgeven door een plasmamembraan. De plasmamembraan structuur bestaat uit verschillende componenten, afhankelijk van het type cel waar je naar kijkt, maar ze delen allemaal één hoofdcomponent: een fosfolipide dubbellaag.

Elk fosfolipidemolecuul bestaat uit a hydrofiel (of waterminnende) fosfaatkop, plus twee hydrofoob (of waterhatende) vetzuren. Het dubbele membraan wordt gevormd wanneer twee lagen fosfolipiden van staart tot staart op één lijn liggen, waarbij de vetzuren de binnenste laag van het membraan vormen en de fosfaatgroepen aan de buitenkant.

Deze opstelling creëert duidelijke grenzen voor de cel, waardoor elke eukaryote cel zijn eigen afzonderlijke eenheid wordt.

Er zijn ook andere componenten van het plasmamembraan. Eiwitten in het plasmamembraan helpen bij het transporteren van materialen in en uit de cel, en ze ontvangen ook chemische signalen van de omgeving waarop uw cellen kunnen reageren.

Sommige van de eiwitten in het plasmamembraan (een groep genaamd glycoproteïnen) hebben ook koolhydraten. Glycoproteïnen fungeren als "identificatie" voor uw cellen en spelen een belangrijke rol bij de immuniteit.

Als een celmembraan niet klinkt alle zo sterk en veilig, je hebt gelijk - dat is het niet! Dus je cellen hebben een cytoskelet eronder nodig om de vorm van de cel te behouden. Het cytoskelet bestaat uit structurele eiwitten die sterk genoeg zijn om de cel te ondersteunen en die de cel zelfs kunnen helpen groeien en bewegen.

Er zijn drie hoofdtypen filamenten waaruit het eukaryote celcytoskelet bestaat:

• microtubuli: Dit zijn de grootste filamenten in het cytoskelet en ze zijn gemaakt van een eiwit dat tubuline wordt genoemd. Ze zijn extreem sterk en bestand tegen compressie, dus ze zijn essentieel om je cellen in de juiste vorm te houden. Ze spelen ook een rol in celmotiliteit of mobiliteiten ze helpen ook om materiaal binnen de cel te transporteren.

• Tussenfilamenten: Deze middelgrote filamenten zijn gemaakt van keratine (wat, ter informatie, ook het belangrijkste eiwit is dat in je huid, nagels en haar wordt aangetroffen). Ze werken samen met de microtubuli om de vorm van de cel te behouden.

• Microfilamenten: De kleinste klasse van filamenten in het cytoskelet, microfilamenten zijn gemaakt van een eiwit genaamd acteren. Actine is zeer dynamisch - actinevezels kunnen gemakkelijk korter of langer worden, afhankelijk van wat uw cel nodig heeft. Actinefilamenten zijn vooral belangrijk voor cytokinese (wanneer een cel zich aan het einde van de mitose in tweeën splitst) en spelen ook een sleutelrol bij celtransport en mobiliteit.

Het cytoskelet is de reden waarom eukaryote cellen zeer complexe vormen kunnen aannemen (bekijk deze gekke zenuwvorm!) zonder, nou ja, op zichzelf in te storten.

Kijk naar een dierlijke cel op de microscoop en je zult een ander organel vinden, de centrosoom, dat nauw verwant is aan het cytoskelet.

Het centrosoom fungeert als het belangrijkste organiserende centrum van de microtubuli (of MTOC) van de cel. Het centrosoom speelt een cruciale rol bij mitose - zozeer dat defecten in het centrosoom verband houden met celgroeiziekten, zoals kanker.

Je vindt het centrosoom alleen in dierlijke cellen. Planten- en schimmelcellen gebruiken verschillende mechanismen om hun microtubuli te organiseren.

Hoewel alle eukaryote cellen een cytoskelet bevatten, hebben sommige soorten cellen – zoals plantencellen – een celwand voor nog meer bescherming. In tegenstelling tot het celmembraan, dat relatief vloeibaar is, celwand is een stijve structuur die helpt de vorm van de cel te behouden.

De exacte samenstelling van de celwand hangt af van het type organisme waar je naar kijkt (algen, schimmels en plantencellen hebben allemaal verschillende celwanden). Maar ze zijn over het algemeen gemaakt van polysachariden, die complexe koolhydraten zijn, evenals structurele eiwitten voor ondersteuning.

De plantencelwand maakt deel uit van wat planten helpt rechtop te staan ​​(tenminste, totdat ze zo verstoken zijn van water dat ze beginnen te verwelken) en bestand zijn tegen omgevingsfactoren zoals wind. Het functioneert ook als een semi-permeabel membraan, waardoor bepaalde stoffen de cel in en uit kunnen gaan.

Die ribosomen geproduceerd in de nucleolus?

Je vindt er een heleboel in de endoplasmatisch reticulum, of ER. Concreet vind je ze in de ruw endoplasmatisch reticulum (of RER), die zijn naam dankt aan het "ruwe" uiterlijk dat het heeft dankzij al die ribosomen.

Over het algemeen is het ER de productiefabriek van de cel en is het verantwoordelijk voor het produceren van stoffen die uw cellen nodig hebben om te groeien. In de RER werken ribosomen hard om uw cellen te helpen de duizenden en duizenden verschillende eiwitten te produceren die uw cellen nodig hebben om te overleven.

Er is ook een deel van de ER niet bedekt met ribosomen, genaamd de glad endoplasmatisch reticulum (of SER). De SER helpt uw ​​cellen lipiden te produceren, inclusief de lipiden die het plasmamembraan en organelmembranen vormen. Het helpt ook bij het produceren van bepaalde hormonen, zoals oestrogeen en testosteron.

Terwijl de ER de fabriek van de cel is, is de Golgi-apparaat, ook wel Golgi-lichaam genoemd, is de verpakkingsfabriek van de cel.

Het Golgi-apparaat neemt eiwitten die nieuw zijn geproduceerd in het ER en "verpakt" ze zodat ze goed kunnen functioneren in de cel. Het verpakt ook stoffen in kleine membraangebonden eenheden die blaasjes worden genoemd, en dan worden ze naar hun juiste plaats in de cel vervoerd.

Het Golgi-apparaat bestaat uit kleine zakjes genaamd cisternae (ze zien eruit als een stapel pannenkoeken onder een microscoop) die materialen helpen verwerken. De cis gezicht van het Golgi-apparaat is de inkomende kant die nieuwe materialen accepteert, en de and trans gezicht is de uitgaande kant die ze vrijgeeft.

lysosomen spelen ook een sleutelrol bij de verwerking van eiwitten, vetten en andere stoffen. Het zijn kleine, membraangebonden organellen, en ze zijn zeer zuur, waardoor ze functioneren als de "maag" van je cel.

De taak van de lysosomen is om materialen te verteren en ongewenste eiwitten, koolhydraten en lipiden af ​​te breken, zodat ze uit de cel kunnen worden verwijderd. Lysosomen zijn een bijzonder belangrijk onderdeel van uw immuuncellen omdat ze ziekteverwekkers kunnen verteren - en voorkomen dat ze u in het algemeen schade toebrengen.

Dus waar haalt je cel de energie vandaan voor al die productie en verzending? De mitochondriën, soms de krachtpatser of batterij van de cel genoemd. Het enkelvoud van mitochondriën is mitochondrion.

Zoals je waarschijnlijk al geraden hebt, zijn de mitochondriën de belangrijkste plaatsen van energieproductie. In het bijzonder zijn ze waar de laatste twee fasen van cellulaire ademhaling plaatsvinden – en de locatie waar de cel de meeste bruikbare energie produceert, in de vorm van ATP.

Zoals de meeste organellen zijn ze omgeven door een lipide dubbellaag. Maar de mitochondriën hebben eigenlijk twee membranen (een binnen- en buitenmembraan). Het binnenmembraan is dicht op zichzelf gevouwen voor meer oppervlakte, waardoor elk mitochondrion meer ruimte krijgt om chemische reacties uit te voeren en meer brandstof voor de cel te produceren.

Verschillende celtypen hebben verschillende aantallen mitochondriën. Vooral lever- en spiercellen zijn er rijk aan.

Hoewel de mitochondriën de krachtpatser van de cel kunnen zijn, peroxisoom is een centraal onderdeel van het celmetabolisme.

Dat komt omdat peroxisomen helpen bij het opnemen van voedingsstoffen in je cellen en zitten boordevol spijsverteringsenzymen om ze af te breken. Peroxisomen bevatten en neutraliseren ook waterstofperoxide - dat anders uw DNA of celmembranen zou kunnen beschadigen - om de gezondheid van uw cellen op de lange termijn te bevorderen.

Niet elke cel bevat chloroplasten - ze worden niet gevonden in planten- of schimmelcellen, maar ze worden gevonden in plantencellen en sommige algen - maar degenen die ze wel goed gebruiken. Chloroplasten zijn de plaats van fotosynthese, de reeks chemische reacties die sommige organismen helpen om bruikbare energie uit zonlicht te produceren en ook helpen bij het verwijderen van koolstofdioxide uit de atmosfeer.

Chloroplasten zitten boordevol groene pigmenten, chlorofyl genaamd, die bepaalde golflengten van licht opvangen en de chemische reacties veroorzaken die de fotosynthese vormen. Kijk in een chloroplast en je zult pannenkoekachtige stapels materiaal vinden genaamd thylakoïden, omgeven door open ruimte (de stroma).

Elke thylakoïde heeft ook zijn eigen membraan - het thylakoïde membraan.

Bekijk een plantencel onder de microscoop en je ziet waarschijnlijk een groot bubbel neemt veel ruimte in beslag. Dat is de centrale vacuole.

Bij planten vult de centrale vacuole zich met water en opgeloste stoffen en kan zo groot worden dat hij driekwart van de cel in beslag neemt. Het oefent turgordruk uit op de celwand om de cel te helpen "opblazen" zodat de plant rechtop kan staan.

Andere soorten eukaryote cellen, zoals dierlijke cellen, hebben kleinere vacuolen. Verschillende vacuolen helpen bij het opslaan van voedingsstoffen en afvalproducten, zodat ze georganiseerd blijven in de cel.

Een opfriscursus nodig over de grootste verschillen tussen plantaardige en dierlijke cellen? We hebben u gedekt:

• de vacuole: Plantencellen bevatten ten minste één grote vacuole om de vorm van de cel te behouden, terwijl dierlijke vacuolen kleiner zijn.
• het centriool: Dierlijke cellen hebben er een; plantencellen niet.
• Chloroplasten: Plantencellen hebben ze; dierlijke cellen niet.
  
• De celwand: Plantencellen hebben een buitenste celwand; dierlijke cellen hebben gewoon het plasmamembraan.