Spesialiserte celler: Definisjon, typer og eksempler

Sjansene er at du på dette punktet i kursene dine er så kjent med strukturen til eukaryote celler - og hvis ikke, her er en fantastisk primer for deg.

Det du kanskje har lagt merke til er at de fleste cellestrukturdiagrammer ser ganske grunnleggende ut. Du har sirkulære dyreceller, dine mer vinklede planteceller og alle organeller i cellemembran.

Vel, ikke overraskende, disse diagrammene - mens de er nøyaktige! - ikke fortell hele historien. Sannheten er at celler kommer i alle forskjellige former og størrelser. Og spesielt i flercellede organismer som dyr og planter, kan celler se (og handle) drastisk forskjellige fra hverandre.

Fornuftig, ikke sant? Du ville ikke forvente at cellene som utgjør et blomsterblad, for eksempel ser ut og virker på samme måte som cellene som utgjør plantens røtter. På samme måte vil hudcellene dine for eksempel se drastisk annerledes ut enn for eksempel levercellene dine - fordi de to cellene har veldig forskjellige funksjoner i menneskekroppen.

Det er hvor cellespesialisering

Prosessen med cellespesialisering - nøyaktig hvordan celler utvikler seg til forskjellige former - er komplisert. Det er hundrevis av spesifikke celletyper i kroppen som oppstår fra de aller grunnleggende og generelle cellene som kalles stamceller.

Alle de spesialiserte cellene i kroppen kommer fra det samme opprinnelsesvevet: gruppen av stamceller som utgjør de tidligste stadiene av et embryo. Stamceller er en unik type celle, for selv om de er umodne celler uten noen spesialisering, kan de følg en utviklings "blåkopi" for å utvikle seg til de tusenvis av unike celletyper som finnes i hele kroppen din.

Det finnes forskjellige typer stamceller, atskilt med hvor mange vev de kan utvikle seg til. Stamcellene som finnes i et embryo, kan for eksempel utvikle seg til noen vevstype - slik går du fra en enkelt stamcelle til en fullformet menneskebarn.

Voksne stamceller, som stamcellene som finnes i beinmargen, kan bare utvikle seg til en håndfull modne celletyper. Men poenget er at alle stamceller er ikke-spesialiserte "forløperceller" som kan utvikle seg til minst en moden celletype.

Stamceller utvikler seg til modent vev gjennom en prosess som kalles differensiering. For å forstå hvordan differensiering fungerer, kan du tenke tilbake på cellekommunikasjonskonsepter du lærte i biologikursene dine.

Cellekommunikasjon fungerer i tre trinn. EN resepsjon fase, der spesielle reseptorer på celleoverflaten mottar en slags signal fra omgivelsene; en transduksjon fase, som videreformidler denne meldingen fra celleoverflaten til innsiden av cellen; og en respons fase, hvor cellen endrer sin oppførsel basert på signalet.

Så hvordan fungerer det i celledifferensiering? La oss si at kroppen din trenger flere røde blodlegemer. Det sender et signal til blodstamcellene at du trenger flere røde blodlegemer. Dette signalet er mottatt på celleoverflaten.

Stamcellen overfører (eller transducerer) den meldingen til kjernen, slik at cellen vet at kroppen din trenger flere røde blodlegemer. Deretter stamcellene svar ved å aktivere genene som vil hjelpe den å utvikle seg til en rød blodcelle, og voilà - cellen blir en rød blodcelle.

Mens forskere vet at menneskekroppen inneholder billioner celler, er nøyaktig hvor mange celletyper kroppen utgjør fortsatt et aktivt felt av studier. Det siste anslaget bemerker at det er minst 200 unike celletyper i menneskekroppen, i det minste basert på utseende. Noen forskere mener imidlertid at estimatet er lavt, og nye celletyper blir fortsatt oppdaget regelmessig.

Bunnlinjen? Du ser på hundrevis av forskjellige cellespesialiseringsveier som stamcellene dine kan ta.

Imidlertid tilhører menneskelige celler en av fire overordnede kategorier:

• Epitelvev: Epitelceller strekker vevet ditt, og de er viktige for å beskytte det underliggende vevet samt hjelpe til med absorpsjon. Du finner epitelvev i huden din, kjertelvev og mer.
• Bindevev: Bindevev, vel, forbinder og fester vevet ditt. Det gir strukturell støtte til kroppen din. Denne vevstypen inkluderer bein, brusk, sener, leddbånd og fascia.
• Nervøs vev: Nervesystemet hjelper deg med å overføre informasjon gjennom hele kroppen din. Den består av sentralnervesystemet (eller CNS), som inkluderer hjernen og ryggmargen, og ditt perifere nervesystem (PNS), som inkluderer nervene i resten av kroppen din.
• Muskelvev: Denne typen er sannsynligvis den enkleste å forestille seg - du vet hva muskler er! Men du vil også finne spesielle typer muskelceller i blodårene, så vel som hjertet ditt.

Alle de 200 (eller flere) celletyper som utgjør menneskekroppen finnes i en av de fire vevstyper - mye mer håndterbar å lære enn å huske hundrevis av celletyper, ikke sant?

La oss nå sjekke inn noen av de spesielle celletyper du sannsynligvis vil komme over i biologikursene dine - de du trenger å vite litt mer grundig.

Din sirkulasjonssystemet er en av de mest sannsynlig du vil dekke i biologiklassen - så nå er det på tide å bli kjent med det! Sirkulasjonssystemet ditt består av en serie blodårer - arterier, vener og kapillærer - samt noen få spesialiserte blodcelletyper:

• røde blodceller: Disse røde, skiveformede cellene er de som er ansvarlige for å føre oksygen gjennom kroppen din. De inneholder hemoglobin, et spesielt protein som kan binde seg til oksygenet fra luften du puster, og deretter slippe det tilbake i vevet som trenger det.
• hvite blodceller: Trenger du hjelp til å bekjempe forkjølelse eller influensa? Dine hvite blodlegemer er der for å hjelpe deg! Hvite blodlegemer utgjør en nøkkelkomponent i immunforsvaret ditt. De hjelper kroppen din med å identifisere farlige patogener, og ødelegger dem for å forhindre at du blir for syk.
• Blodplater: Den minste celletypen i blodet ditt, blodplater spiller en nøkkelrolle i dannelsen av blodpropp. Når blodplater oppdager skade eller revet vev, begynner de å klumpe seg sammen og danner en blodpropp for å bremse eller stoppe blødningen.

Kroppen din kaster stadig ut friske blodceller for å erstatte eldre eller skadede. Og alle blodcellene dine er "født" i beinmargen, fra en populasjon av stamceller som er spesialister i å skape blodceller.

Du vil sannsynligvis også komme over cellene i nervesystemet i kroppen din. Men ikke bekymre deg - mens hjernen kan virke komplisert, er det sannsynligvis lettere å lære om nervene dine enn du tror.

For en er det bare to hovedklassifiseringer av nerveceller: nevroner og glia.

Nevroner er nerver - cellene du sannsynligvis ser på når du tenker på nervesystemet ditt. De overfører informasjon for å kontrollere all "tenkningen" i hjernen din, og kontrollerer også muskelbevegelse og andre grunnleggende kroppsfunksjoner.

Også nerver i hele kroppen din sender signaler tilbake til ryggmargen og hjernen. Smertesensende nerver, for eksempel, forteller hjernen din når du blir såret, slik at du kan unngå det som forårsaket smerten.

Glia er støttecellene som hjelper nervene dine til å fungere skikkelig. Det er noen få store typer glia, og alle spiller en rolle i å hjelpe hjernen, ryggmargen og andre nerver til å kommunisere effektivt. Noen gliaceller produserer myelin, et voksaktig stoff som "isolerer" nevronene dine for bedre kommunikasjon.

Andre fungerer som hjernens immunceller og hjelper til med å bekjempe infeksjoner som ellers ville skadet nervene dine. Og andre hjelper til med å holde nervecellene dine forsynt med næringsstoffer, slik at nervesystemet har energi til å fungere ordentlig.

De tredje hovedcelletyper du sannsynligvis vil studere er muskelcellene dine. Og heldigvis er de tre muskelcelletyper enkle å lære.

Først har du det skjelettmuskulære celler - cellene som utgjør nesten alle musklene i kroppen din. Skjelettmuskulatur er den typen muskler som - overraskelse - er forankret i skjelettet ditt.

Det trekker seg sammen for å flytte beinene dine. Så si, når du trekker sammen bicepsen, vil du bøye albuen. Skjelettmuskelceller blir delvis frivillig kontrollert av hjernen din. Det betyr at du for eksempel kan bestemme deg for å bevege beinet ditt, og hjernen din vil sende et signal som samsvarer med den bevegelsen.

Neste, du har hjertemuskelceller. Dette er cellene som utgjør hjertet ditt og trekker seg sammen for å pumpe blod gjennom kroppen din. Hjertemuskelcelle sammentrekning er ikke frivillig kontrollert - i stedet opprettholder kroppen din en jevn hjerterytme uten at du trenger å tenke på det.

Endelig er det glatte muskelceller. Glatt muskulatur utgjør foringen av visse blodkar, så vel som noen organer, som magen. Glatt muskulatur er viktig for å hjelpe organene dine til å bevege seg. For eksempel hjelper glatt muskelsammentrekning med å flytte maten gjennom fordøyelseskanalen for å gi riktig fordøyelse.

I likhet med hjertemuskelen kontrolleres ikke glatt muskelsammentrekning frivillig. Så for eksempel trenger du ikke å tenke på å flytte mat fra magen til tarmene fordi kroppen din bare gjør det for deg.

Her er kjernen i det du trenger å vite om cellespesialisering:

• Celler utvikler seg fra umodne stamceller til modne, svært funksjonelle celler ved en prosess som kalles differensiering.
• Differensiering gjør at utviklende celler kan ta på seg unike strukturer, og det gjør at cellen kan gjennomføres spesialiserte funksjoner.
• Prosessen med differensiering utløses av signaler fra miljøet og resulterer i endringer i genuttrykk som styrer cellens utvikling.
• Differensiering gjør at celler kan utvikle seg til fire store vevstyper: epitelvev, nervevev, bindevev og muskelvev.
• Det er i det minste 200 forskjellige celletyper i menneskekroppen. Noen som du trenger å vite best inkluderer spesialiserte blodceller, spesialiserte nerveceller og spesialiserte muskelceller.