Eukaryotisk celle: definisjon, struktur og funksjon (med analogi og diagram)

Som du allerede har lært, celler er livets grunnleggende enhet.

Og uansett om du håper å få en biologisk test på ungdomsskolen eller videregående skole eller er på utkikk etter en oppfriskning før høyskolebiologi, er kunnskapen eukaryot cellestruktur en må-ha.

Les videre for en generell oversikt som dekker alt du trenger å vite for (mest) biologiskurs på ungdomsskolen og videregående skole. Følg lenkene for detaljerte guider til hver celleorganell for å få tak i kursene dine.

Hva er egentlig eukaryote celler? De er en av to hovedklassifiseringer av celler - eukaryote og prokaryotisk. De er også de mer komplekse av de to. Eukaryote celler inkluderer dyreceller - inkludert humane celler - planteceller, soppceller og alger.

Eukaryote celler er preget av en membranbundet kjerne. Det er forskjellig fra prokaryote celler, som har en nukleoid - en region som er tett med cellulært DNA - men som faktisk ikke har et eget membranbundet rom som kjernen.

Eukaryote celler har også organeller, som er membranbundne strukturer som finnes i cellen. Hvis du så på eukaryote celler under et mikroskop, ville du se forskjellige strukturer i alle former og størrelser. Prokaryote celler, derimot, ville se mer uniform ut fordi de ikke har de membranbundne strukturene for å bryte opp cellen.

Så hvorfor gjør organeller eukaryote celler spesielle?

Tenker på organeller som rom i hjemmet ditt: stuen, soverommene, badene og så videre. De er alle atskilt med vegger - i cellen vil dette være cellemembranene - og hver romtype har sin egen distinkte bruk som generelt gjør hjemmet ditt til et behagelig sted å bo. Organeller fungerer på en lignende måte; de har alle forskjellige roller som hjelper cellene dine til å fungere.

Alle disse organellene hjelper eukaryote celler med å utføre mer komplekse funksjoner. Så organismer med eukaryote celler - som mennesker - er mer komplekse enn prokaryote organismer, som bakterier.

La oss prate om "hjernen" i cellen: cellekjernen, som inneholder det meste av cellens genetiske materiale. Det meste av cellens DNA ligger i kjernen, organisert i kromosomer. For mennesker betyr det 23 par med to kromosomer, eller 26 kromosomer alt i alt.

Kjernen er der cellen din tar avgjørelser om hvilke gener som vil være mer aktive (eller "uttrykt") og hvilke gener som vil være mindre aktive (eller "undertrykt"). Det er stedet for transkripsjon, som er det første skrittet mot proteinsyntese og uttrykker en gen inn i et protein.

Kjernen er omgitt av en dobbeltlags kjernefysisk membran som kalles kjernekonvolutten. Konvolutten inneholder flere kjerneporer, som tillater stoffer, inkludert genetisk materiale og messenger RNA eller mRNA, å passere inn og ut av kjernen.

Og til slutt huser kjernen kjernen, som er den største strukturen i kjernen. Nukleolus hjelper cellene dine med å produsere ribosomer - mer om dem på et sekund - og spiller også en rolle i cellens stressrespons.

I cellebiologi er hver eukaryote celle skilt i to kategorier: kjernen, som vi nettopp beskrev ovenfor, og cytoplasmaet, som er vel, alt annet.

De cytoplasma i eukaryote celler inneholder de andre membranbundne organellene vi vil diskutere nedenfor. Den inneholder også et gelignende stoff kalt cytosol - en blanding av vann, oppløste stoffer og strukturelle proteiner - som utgjør omtrent 70 prosent av cellens volum.

Hver eukaryote celle - dyreceller, planteceller, du heter det - er omsluttet av en plasmamembran. De plasmamembranstruktur består av flere komponenter, avhengig av hvilken type celle du ser på, men de deler alle en hovedkomponent: et fosfolipid dobbeltlag.

Hvert fosfolipidmolekyl består av a hydrofile (eller vannelskende) fosfathode, pluss to hydrofob (eller vannhatende) fettsyrer. Den doble membranen dannes når to lag av fosfolipider stiller seg opp mot halen, med fettsyrene som danner det indre laget av membranen og fosfatgruppene på utsiden.

Denne ordningen skaper tydelige grenser for cellen, noe som gjør hver eukaryotisk celle til sin egen distinkte enhet.

Det er også andre komponenter i plasmamembranen. Proteiner i plasmamembranen hjelper med å transportere materialer inn og ut av cellen, og de mottar også kjemiske signaler fra omgivelsene som cellene dine kan reagere på.

Noen av proteinene i plasmamembranen (en gruppe som heter glykoproteiner) har også karbohydrater festet. Glykoproteiner fungerer som "identifikasjon" for cellene dine, og de spiller en viktig rolle i immuniteten.

Hvis en cellemembran ikke høres ut alle så sterk og sikker, du har rett - det er det ikke! Så cellene dine trenger et cytoskjelett under for å opprettholde celleformen. Cytoskjelettet består av strukturelle proteiner som er sterke nok til å støtte cellen, og som til og med kan hjelpe cellen til å vokse og bevege seg.

Det er tre hovedtyper av filamenter som utgjør det eukaryote celleskjelettet:

• Mikrotubuli: Dette er de største filamentene i cytoskelettet, og de er laget av et protein som kalles tubulin. De er ekstremt sterke og motstandsdyktige mot kompresjon, så de er nøkkelen til å holde cellene i riktig form. De spiller også en rolle i cellemotilitet eller mobilitet, og de hjelper også med å transportere materiale i cellen.

• Mellomliggende filamenter: Disse mellomstore filamentene er laget av keratin (som, FYI, også er det viktigste proteinet som finnes i huden, neglene og håret). De jobber sammen med mikrorørene for å opprettholde celleformen.

• Mikrofilamenter: Den minste klassen av filamenter i cytoskelettet, mikrofilamenter, er laget av et protein som kalles aktin. Actin er svært dynamisk - aktinfibre kan lett bli kortere eller lengre, avhengig av hva cellen din trenger. Aktinfilamenter er spesielt viktige for cytokinese (når en celle deler seg i to på slutten av mitose) og spiller også en nøkkelrolle i celletransport og mobilitet.

Cytoskjelettet er grunnen til at eukaryote celler kan ha veldig komplekse former (sjekk ut denne sprø nerveformen!) uten, vel, kollapser på seg selv.

Se på en dyrecelle i mikroskopet, så finner du en annen organell, den sentrosom, som er nært beslektet med cytoskelettet.

Sentrosomet fungerer som det viktigste mikrotubuliorganiseringssenteret (eller MTOC) i cellen. Sentrosomet spiller en avgjørende rolle i mitose - så mye at defekter i sentrosomet er knyttet til cellevekstsykdommer, som kreft.

Du finner sentrosomet bare i dyreceller. Plante- og soppceller bruker forskjellige mekanismer for å organisere mikrotubuli.

Mens alle eukaryote celler inneholder et cytoskjelett, har noen typer celler - som planteceller - en cellevegg for enda mer beskyttelse. I motsetning til cellemembranen, som er relativt flytende, er celleveggen er en stiv struktur som hjelper til med å opprettholde celleformen.

Den nøyaktige sammensetningen av celleveggen avhenger av hvilken type organisme du ser på (alger, sopp og planteceller har alle forskjellige cellevegger). Men de er vanligvis laget av polysakkarider, som er komplekse karbohydrater, samt strukturelle proteiner for støtte.

Plantecelleveggen er en del av det som hjelper planter å stå rett (i det minste, til de er så fratatt vann at de begynner å visne) og stå opp mot miljøfaktorer som vind. Den fungerer også som en semipermeabel membran, slik at visse stoffer kan passere inn og ut av cellen.

Disse ribosomene produsert i nucleolus?

Du finner en haug med dem i endoplasmatisk retikulum, eller ER. Spesielt finner du dem i grovt endoplasmatisk retikulum (eller RER), som får navnet sitt fra det "grove" utseendet det har takket være alle disse ribosomene.

Generelt er ER produksjonsanlegget for cellen, og det er ansvarlig for å produsere stoffer cellene dine trenger for å vokse. I RER jobber ribosomer hardt for å hjelpe cellene dine til å produsere tusenvis og tusen forskjellige proteiner som cellene dine trenger for å overleve.

Det er også en del av ER ikke dekket med ribosomer, kalt glatt endoplasmatisk retikulum (eller SER). SER hjelper cellene dine med å produsere lipider, inkludert lipidene som danner plasmamembranen og organellmembranene. Det hjelper også med å produsere visse hormoner, som østrogen og testosteron.

Mens ER er produksjonsanlegget for cellen, er Golgi-apparatet, noen ganger kalt Golgi-kropp, er celleens pakningsanlegg.

Golgi-apparatet tar proteiner som er nylig produsert i ER og "pakker" dem slik at de kan fungere skikkelig i cellen. Den pakker også stoffer i små membranbundne enheter kalt vesikler, og deretter sendes de til riktig sted i cellen.

Golgi-apparatet består av små sekker som kalles cisternae (de ser ut som en bunke pannekaker under et mikroskop) som hjelper til med å bearbeide materialer. De cis ansiktet til golgi-apparatet er den innkommende siden som tar imot nye materialer, og trans ansiktet er den utgående siden som frigjør dem.

Lysosomer spiller også en nøkkelrolle i prosessering av proteiner, fett og andre stoffer. De er små, membranbundne organeller, og de er svært sure, noe som hjelper dem å fungere som "magen" i cellen din.

Lysosomene har som oppgave å fordøye materialer, bryte ned uønskede proteiner, karbohydrater og lipider slik at de kan fjernes fra cellen. Lysosomer er en spesielt viktig del av immuncellene dine fordi de kan fordøye patogener - og hindre dem i å skade deg generelt.

Så hvor får cellen din energi til all produksjon og forsendelse? De mitokondrier, noen ganger kalt krafthuset eller batteriet i cellen. Singular of mitochondria is mitochondrion.

Som du sikkert har gjettet, er mitokondriene de viktigste stedene for energiproduksjon. Spesielt er de der de to siste fasene av cellulær respirasjon finne sted - og stedet der cellen produserer mesteparten av sin brukbare energi, i form av ATP.

Som de fleste organeller er de omgitt av et lipid dobbeltlag. Men mitokondriene har faktisk to membraner (en indre og ytre membran). Den indre membranen er tett brettet inn på seg selv for mer overflateareal, noe som gir hver mitokondrion mer plass til å utføre kjemiske reaksjoner og produsere mer drivstoff til cellen.

Ulike celletyper har forskjellige antall mitokondrier. Lever- og muskelceller er for eksempel spesielt rike på dem.

Mens mitokondriene kan være drivkraften til cellen, er peroxisome er en sentral del av cellens metabolisme.

Det er fordi peroksisomer hjelper til med å absorbere næringsstoffer i cellene dine og kommer fullpakket med fordøyelsesenzymer for å bryte dem ned. Peroksisomer inneholder og nøytraliserer også hydrogenperoksid - noe som ellers kan skade DNA eller cellemembraner - for å fremme den langsiktige helsen til cellene dine.

Ikke alle celler inneholder kloroplaster - de finnes ikke i plante- eller soppceller, men de finnes i planteceller og noen alger - men de som gjør dem til god bruk. Kloroplaster er stedet for fotosyntese, settet med kjemiske reaksjoner som hjelper noen organismer med å produsere brukbar energi fra sollys og også bidrar til å fjerne karbondioksid fra atmosfæren.

Kloroplaster er fullpakket med grønne pigmenter som kalles klorofyll, som fanger opp bestemte bølgelengder av lys og utløser de kjemiske reaksjonene som utgjør fotosyntese. Se inn i en kloroplast, så finner du pannekakeaktige stabler med materiale som kalles thylakoids, omgitt av åpent rom (kalt stroma).

Hver thylakoid har også sin egen membran - thylakoid membranen.

Ta en titt på en plantecelle under mikroskopet, og du vil sannsynligvis se en stor boble som tar god plass. Det er den sentrale vakuolen.

I planter fylles den sentrale vakuolen med vann og oppløste stoffer, og den kan bli så stor at den tar opp tre fjerdedeler av cellen. Det legger turgortrykk på celleveggen for å hjelpe "oppblåse" cellen slik at planten kan stå oppreist.

Andre typer eukaryote celler, som dyreceller, har mindre vakuoler. Ulike vakuoler hjelper til med å lagre næringsstoffer og avfallsprodukter, slik at de holder seg organisert i cellen.

Trenger du en forfriskning på det største forskjeller mellom plante- og dyreceller? Vi har dekket deg:

• Vakuolen: Planteceller inneholder minst en stor vakuol for å opprettholde cellens form, mens dyre vakuoler er mindre i størrelse.
• Sentriole: Dyreceller har en; planteceller ikke.
• Kloroplaster: Planteceller har dem; dyreceller gjør det ikke.
  
• Celleveggen: Planteceller har en ytre cellevegg; dyreceller har ganske enkelt plasmamembranen.