I prokaryote celler som bakterier, organismenes genetiske materiale, eller DNA (deoksyribonukleinsyre), "flyter" i cellecytoplasmaet, atskilt fra omverdenen bare ved den ytre barrieren til selve cellen. I cellene til eukaryoter som deg selv er DNA innelukket i en membranbundet kjerne, og tilbyr et andre beskyttelseslag og forbedret fokus på funksjonalitet.
Å omslutte cellens genetiske materiale i en beskyttende dobbel plasmamembran er et eksempel på deling. At eukaryote celler kan så lett påberope seg dette i deres cellearkitektur er den viktigste strukturelle tilpasningen som har gjort det mulig for eukaryoter å vokse langt fra prokaryoter i størrelse og generelt mangfold.
Prokaryotisk vs. Eukaryote celler
Alle celler har fire grunnleggende elementer: a cellemembran på utsiden, cytoplasma fylle det meste av innsiden, ribosomer for å syntetisere proteiner og genetisk materiale i form av DNA. Prokaryoter har vanligvis lite mer enn dette, og alle unntatt noen få består bare av en enkelt av disse enkle cellene. Hvilket lite DNA de har sitter i en løs klynge i cytoplasmaet.
Eukaryote celler (dvs. de fra dyr, planter, protister og sopp) har alle ovennevnte inneslutninger og deretter noen. Det er viktig at de inneholder membranbundne organeller som utfører viktige, repeterende funksjoner, for eksempel å bryte ned karbohydratmolekyler.
Eukaryote celler kan avvike markant fra hverandre både innenfor og mellom organismer og arter. Alle eukaryoter har for eksempel mitokondrier, men med få få unntak har bare planteceller det kloroplaster.
Hvorfor DNA i en kjerne?
Hvis du blir bedt om å forklare fordelene med compartmentalization i eukaryote celler, vil du ha en enkel oppgave hvis du er utstyrt med grunnleggende kunnskap om celleanatomi og fysiologi generelt.
"Kompartmentaliseringsbiologi" er et evolusjonært fremskritt som har gjort det mulig for celler å bli spesialiserte små maskiner (og i noen tilfeller hele organismer).
Eukaryote celler har membranbundne organeller for å utføre fordøyelsen, utvinne energi fra maten og flytte nysyntetiserte proteiner fra sted til sted. Mangler alle disse, kan deres prokaryote kolleger bare vokse til en viss størrelse, og har i de fleste tilfeller ikke vokst utover å være en enkelt celle generelt.
Den enorme størrelsen på det eukaryote genomet, reflektert i den store mengden DNA, krever at det pakkes veldig tett bare for å passe inn i en celle. Dermed har en cellekjernen strammer opp dette aspektet av eukaryot cellekonstruksjon betraktelig.
Membranbundne organeller
Noen av de mer fremtredende membranbundne organellene i eukaryote celler er:
Mitokondrier. Disse blir ofte kalt "kraftverk" til celler, fordi det er her reaksjonene fra aerob respirasjon oppstår. Disse reaksjonene er ansvarlige for den overveldende mengden energi "skaper" i eukaryoter.
Kloroplaster. Funnet i planteceller, kloroplaster bruk sollysets kraft til å produsere sukker fra karbondioksidgass i miljøet.
Lysosomer. Dette er "oppryddingsmannskapet" av celler (se nedenfor).
Endoplasmatisk retikulum. Denne membranøse "motorveien" flytter nyproduserte proteiner fra ribosomer til Golgi-kropper og andre steder.
Golgi-kropper. Disse "sekkene" flytter proteiner rundt cellen mellom endoplasmatisk retikulum og deres endelige destinasjon.
Lysosomer og fordøyelse
Lysosomer bærer fordøyelsesenzymer i stand til å bryte ned celleavfall, men også sunne cellekomponenter. Så når disse enzymene lages ved ribosomene, må de flyttes til sine endelige hjem i lysosomer uten å skade noe underveis.
Disse enzymene transporteres i cellen i nesten det samme som HAZMAT (farlig avfall) transporteres langs motorveier og jernbaner i USA: med spesielle etiketter og med stor forsiktighet. En gang i lysosomene med høy surhet, disse syrehydrolase enzymer fungerer veldig effektivt.
Tre eksempler på intracellulær fordøyelse av lysosomer:
- Karbohydrat, lipider, nukleinsyrer og proteiner
- "Døde" organeller og deres komponenter
- Bakterier og andre stoffer som tas inn fra utsiden av cellen