Celstructuren en hun drie hoofdfuncties

De microscopische containers bekend als: cellen zijn de basiseenheden van levende wezens op aarde. Elk heeft alle kenmerken die wetenschappers aan het leven toeschrijven. Sommige levende wezens bestaan ​​zelfs uit slechts een enkele cel. Je eigen lichaam daarentegen heeft in het bereik van 100 biljoen.

Bijna alle eencellige organismen zijn prokaryoten, en in het grote classificatie-van-leven-schema behoren deze tot het Bacteria-domein of het Archaea-domein. Mensen, samen met alle andere dieren, planten en schimmels, zijn eukaryoten.

Deze kleine structuren voeren dezelfde taken uit op een 'micro'-schaal om zichzelf intact te houden, die jij en andere organismen op 'macro'-schaal doen om in leven te blijven. En natuurlijk, als genoeg individuele cellen falen in deze taken, zal het ouderorganisme ook falen.

Structuren binnen cellen hebben individuele functies, en in het algemeen, ongeacht de structuur, kunnen deze worden teruggebracht tot drie essentiële taken: A fysieke interface of grens met specifieke moleculen;

Zoals gezegd, terwijl cellen over het algemeen worden beschouwd als kleine componenten van levende wezens, zijn er veel cellen zijn levende wezens.

bacteriën, die niet kunnen worden gezien, maar zeker hun aanwezigheid in de wereld laten voelen (sommige veroorzaken bijvoorbeeld infectieziekten, andere helpen voedingsmiddelen zoals kaas en yoghurt goed ouder worden en weer anderen spelen een rol bij het in stand houden van de gezondheid van het menselijke spijsverteringskanaal), zijn een voorbeeld van eencellige organismen en van prokaryoten.

Prokaryotische cellen hebben een beperkt aantal interne componenten in vergelijking met hun eukaryote tegenhangers. Deze omvatten een celmembraan, ribosomen, desoxyribonucleïnezuur (DNA) en cytoplasma, de vier essentiële kenmerken van alle levende cellen; deze worden later in detail beschreven.

Bacteriën hebben ook celwanden buiten het celmembraan voor extra ondersteuning, en sommige hiervan hebben ook structuren genaamd flagella, zweepachtige constructies die zijn gemaakt van eiwitten en die de organismen waaraan ze zijn gehecht helpen zich in hun omgeving te verplaatsen.

Eukaryote cellen hebben een groot aantal structuren die prokaryotische cellen niet hebben, en dienovereenkomstig genieten deze cellen een breder scala aan functies. Misschien wel de belangrijkste zijn de kern en de mitochondriën.

Voordat we dieper ingaan op hoe individuele celstructuren met deze functies omgaan, is het nuttig om te bekijken wat die structuren zijn en waar ze te vinden zijn. De eerste vier structuren in de volgende lijst zijn gemeenschappelijk voor alle cellen in de natuur; de andere worden gevonden in eukaryoten, en als een structuur alleen in bepaalde eukaryote cellen wordt gevonden, wordt deze informatie genoteerd.

Het celmembraan: Dit wordt ook wel de plasma membraan, maar dit kan verwarring veroorzaken omdat eukaryote cellen eigenlijk plasmamembranen rond hun hebben organellen, waarvan er vele hieronder worden beschreven. Deze bestaat uit een fosfolipide dubbellaag, of twee identiek geconstrueerde lagen die op een "spiegelbeeld"-wijze tegenover elkaar staan. Het is evenzeer een dynamische machine als een eenvoudige barrière.

Cytoplasma: Deze gelachtige matrix is ​​de substantie waarin de kern, organellen en andere celstructuren zitten, zoals stukjes fruit in een klassiek gelatinedessert. Stoffen bewegen door de cytoplasma door diffusie, of van gebieden met hogere concentraties van die stoffen naar gebieden met een lagere concentratie.

ribosomen: Deze structuren, die geen eigen membranen hebben en dus niet als echte organellen worden beschouwd, zijn de plaatsen van eiwitsynthese in cellen en zijn zelf gemaakt van eiwitsubeenheden. Ze hebben "dockingstations" voor boodschapper ribonucleïnezuur (mRNA), die DNA-instructies van de kern draagt, en aminozuren, de "bouwstenen" van eiwitten.

DNA: van de cel genetisch materiaal zit in het cytoplasma van prokaryotische cellen, maar in de kernen (het meervoud van "kern") van eukaryote cellen. Bestaande uit monomeren - dat wil zeggen herhalende subeenheden - genaamd nucleotiden, waarvan er vier basissoorten zijn, wordt DNA samen met ondersteunende eiwitten, histonen genoemd, verpakt in een lange, vezelige substantie genaamd chromatine, die zelf is onderverdeeld in chromosomen bij eukaryoten.

Organellen bieden geweldige voorbeelden van celstructuren die verschillende, noodzakelijke en unieke doelen dienen die afhankelijk zijn van: het onderhouden van transportmechanismen die op hun beurt afhangen van hoe deze structuren zich fysiek verhouden tot de rest van de cel.

mitochondriën zijn misschien wel de meest prominente moleculen in termen van zowel hun kenmerkende uiterlijk onder een microscoop als hun functie, namelijk het gebruik van de producten van de chemische reacties die glucose in het cytoplasma afbreken om een ​​grote deal van adenosinetrifosfaat (ATP) zolang er zuurstof aanwezig is. Dit staat bekend als cellulaire ademhaling en vindt voornamelijk plaats op het mitochondriale membraan.

Andere belangrijke organellen zijn de endoplasmatisch reticulum, een soort cellulaire "snelweg" die moleculen verpakt en verplaatst tussen ribosomen, de kern, het cytoplasma en de buitenkant van de cel. Golgi-lichamen, of "schijven" die als kleine taxi's van het endoplasmatisch reticulum afbreken. lysosomen, dit zijn holle, bolvormige lichamen die de afvalproducten afbreken die worden gevormd tijdens de metabolische reacties van de cel.

De drie taken van het celmembraan zijn het behouden van de integriteit van de cel zelf, dienen als een semipermeabel membraan waar kleine moleculen doorheen kunnen gaan en het vergemakkelijken van de actief transport van stoffen via "pompen" ingebed in het membraan.

De moleculen waaruit elk van de twee lagen van het membraan bestaat, zijn: fosfolipiden, die hydrofobe "staarten" hebben gemaakt van vet die naar binnen gericht zijn (en dus naar elkaar toe) en hydrofiele fosforbevattende "koppen" die naar naar buiten (en dit naar de binnen- en buitenkant van het organel zelf, of in het geval van het eigenlijke celmembraan, de binnen- en buitenkant van de cel zelf).

Deze zijn lineair en staan ​​loodrecht op de algemene plaatachtige structuur van het membraan als geheel.

De fosfolipiden dicht genoeg bij elkaar zijn om gifstoffen buiten te houden, of grote moleculen die het interieur zouden schaden als ze doorgang zouden krijgen. Maar ze zijn ver genoeg uit elkaar om kleine moleculen toe te laten die nodig zijn voor metabolische processen, zoals water, glucose (de suiker allemaal cellen gebruiken voor energie) en nucleïnezuren (die worden gebruikt om nucleotiden te bouwen en dus DNA en ATP, de "energievaluta" in alle cellen).

Het membraan heeft "pompen" ingebed tussen de fosfolipiden die gebruik maken van ATP om moleculen naar binnen of naar buiten te brengen die dat niet zouden doen. gewoonlijk passeren, hetzij vanwege hun grootte of omdat hun concentratie groter is aan de kant waar de moleculen worden gepompt naar toe. Dit proces heet actief transport.

De kern van elke cel bevat een volledige kopie van al het DNA van een organisme in de vorm van chromosomen; mensen hebben 46 chromosomen, waarvan er 23 van elke ouder zijn geërfd. De kern is omgeven door een plasmamembraan genaamd de nucleaire envelop.

Tijdens een proces genaamd mitose, de nucleaire envelop wordt opgelost en de kern splitst zich in tweeën nadat alle chromosomen zijn gekopieerd of gerepliceerd.

Dit wordt binnenkort gevolgd door de deling van de hele cel, een proces dat bekend staat als cytokinese. Dit resulteert in de creatie van twee dochtercellen die identiek zijn aan elkaar en aan de oudercel.