Struktury komórkowe i ich trzy główne funkcje

Mikroskopijne pojemniki znane jako komórki są podstawowymi jednostkami żywych istot na Ziemi. Każda z nich ma wszystkie cechy, które naukowcy przypisują życiu. W rzeczywistości niektóre żywe stworzenia składają się tylko z jednej komórki. Z drugiej strony, twoje własne ciało ma w granicach 100 bilionów.

Prawie wszystkie organizmy jednokomórkowe są prokariota, aw wielkim schemacie klasyfikacji życia należą one do domeny bakterii lub domeny archeonów. Ludzie, podobnie jak wszystkie inne zwierzęta, rośliny i grzyby, są eukarionty.

Te maleńkie struktury wykonują te same zadania w skali „mikro”, aby utrzymać się nienaruszone, co ty i inne pełnowymiarowe organizmy wykonujesz w skali „makro”, aby pozostać przy życiu. I oczywiście, jeśli wystarczająca liczba pojedynczych komórek nie poradzi sobie z tymi zadaniami, organizm rodzicielski zawiedzie wraz z tym.

Struktury w komórkach pełnią indywidualne funkcje i ogólnie, niezależnie od struktury, można je sprowadzić do trzech podstawowych zadań: A fizyczny interfejs lub granica

Jak wspomniano, chociaż komórki są ogólnie uważane za drobne składniki żywych organizmów, wiele komórek są żyjące stworzenia.

Bakteria, które nie są widoczne, ale z pewnością dają odczuć ich obecność na świecie (np. niektóre powodują choroby zakaźne, inne pomagają żywności, takiej jak ser i jogurt prawidłowo się starzeją, a jeszcze inne odgrywają rolę w utrzymaniu zdrowia przewodu pokarmowego człowieka), są przykładem organizmów jednokomórkowych i prokariota.

Komórki prokariotyczne mają ograniczoną liczbę składników wewnętrznych w porównaniu z ich odpowiednikami eukariotycznymi. Należą do nich: Błona komórkowa, rybosomy, kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) i cytoplazma, cztery podstawowe cechy wszystkich żywych komórek; zostały one szczegółowo opisane w dalszej części.

Bakterie mają również ściany komórkowe poza błoną komórkową dla dodatkowego wsparcia, a niektóre z nich mają również struktury zwane wici, konstrukty przypominające bicz, które są wykonane z białka i które pomagają organizmom, do których są przyłączone, poruszać się w ich środowisku.

Komórki eukariotyczne mają wiele struktur, których nie mają komórki prokariotyczne, a zatem komórki te mają szerszy zakres funkcji. Być może najważniejsze są jądro i mitochondria.

Przed zagłębieniem się w sposób, w jaki poszczególne struktury komórkowe obsługują te funkcje, warto sprawdzić, czym są te struktury i gdzie można je znaleźć. Pierwsze cztery struktury na poniższej liście są wspólne dla wszystkich komórek w naturze; inne znajdują się u eukariontów, a jeśli struktura jest znaleziona tylko w niektórych komórkach eukariotycznych, informacja ta jest odnotowywana.

Błona komórkowa: Nazywa się to również błona plazmatyczna, ale może to powodować zamieszanie, ponieważ komórki eukariotyczne mają wokół siebie błony plazmatyczne around organelle, z których wiele jest szczegółowo opisanych poniżej. Składa się on z dwuwarstwy fosfolipidowej, czyli dwóch identycznie skonstruowanych warstw zwróconych do siebie na zasadzie „odbicia lustrzanego”. Jest zarówno dynamiczną maszyną, jak i prostą barierą.

Cytoplazma: Ta żelowata matryca jest substancją, w której znajdują się jądro, organelle i inne struktury komórkowe, jak kawałki owoców w klasycznym deserze żelatynowym. Substancje poruszają się po cytoplazma przez dyfuzję lub z obszarów o wyższym stężeniu tych substancji do obszarów o niższym stężeniu.

Rybosomy: Struktury te, które nie mają własnych błon i dlatego nie są uważane za prawdziwe organelle, są miejscami syntezy białek w komórkach i same zbudowane są z podjednostek białkowych. Mają „stacje dokujące” dla przekaźnikowy kwas rybonukleinowy (mRNA), który przenosi instrukcje DNA z jądra i aminokwasy, "cegiełki" białek.

DNA: Komórka materiał genetyczny siedzi w cytoplazmie komórek prokariotycznych, ale w jądrach (liczba mnoga od „jądra”) komórek eukariotycznych. Składający się z monomerów – czyli powtarzających się podjednostek – zwanych nukleotydy, z których istnieją cztery podstawowe rodzaje, DNA jest pakowane wraz z białkami pomocniczymi zwanymi histonami w długą, żylastą substancję zwaną chromatyna, który sam dzieli się na chromosomy u eukariontów.

Organelle dostarczają doskonałych przykładów struktur komórkowych, które służą odrębnym, koniecznym i unikalnym celom, na których opierają się utrzymywanie mechanizmów transportowych, które z kolei zależą od tego, jak te struktury fizycznie odnoszą się do reszty komórka.

Mitochondria są prawdopodobnie najbardziej widocznymi cząsteczkami zarówno pod względem ich charakterystycznego wyglądu pod mikroskopem, jak i ich funkcja, która polega na wykorzystaniu produktów reakcji chemicznych, które rozkładają glukozę w cytoplazmie w celu uzyskania doskonałej umowa z trifosforan adenozyny (ATP) tak długo, jak obecny jest tlen. Jest to znane jako oddychania komórkowego i odbywa się głównie na błonie mitochondrialnej.

Inne kluczowe organelle obejmują retikulum endoplazmatyczne, rodzaj komórkowej "autostrady", która pakuje i przenosi cząsteczki między rybosomami, jądrem, cytoplazmą i zewnętrzną powierzchnią komórki. Ciała Golgiegolub „dyski”, które odrywają się od retikulum endoplazmatycznego jak małe taksówki. Lizosomy, które są pustymi, kulistymi ciałami, które rozkładają produkty przemiany materii powstałe podczas reakcji metabolicznych komórki.

Trzy zadania błony komórkowej to zachowanie integralności samej komórki, służąc jako półprzepuszczalna błona, przez którą mogą przechodzić małe cząsteczki i ułatwiając transport aktywny substancji poprzez „pompy” wbudowane w membranę.

Cząsteczki tworzące każdą z dwóch warstw membrany to fosfolipidy, które mają hydrofobowe „ogony” wykonane z tłuszczu skierowane do wewnątrz (a tym samym do siebie) i hydrofilowe „głowy” zawierające fosfor, które są skierowane do wewnątrz na zewnątrz (i to do wewnątrz i na zewnątrz samej organelli, lub w przypadku właściwej błony komórkowej, do wewnątrz i na zewnątrz komórki samo).

Są one liniowe i prostopadłe do ogólnej struktury przypominającej arkusz membrany jako całości.

fosfolipidy są wystarczająco blisko siebie, aby powstrzymać toksyny lub duże molekuły, które mogłyby zaszkodzić wnętrzu, jeśli zostaną przepuszczone. Ale są one wystarczająco daleko od siebie, aby umożliwić małym cząsteczkom niezbędnym w procesach metabolicznych, takim jak woda, glukoza (wszystko cukier komórki zużywają energię) i kwasy nukleinowe (które są wykorzystywane do budowy nukleotydów, a więc DNA i ATP, „waluty energetycznej” we wszystkich komórki).

Membrana ma „pompy” osadzone wśród fosfolipidów, które wykorzystują ATP do wprowadzania lub usuwania cząsteczek, które nie zwykle przechodzą, albo ze względu na ich rozmiar, albo dlatego, że ich stężenie jest większe po stronie pompowanej molekuł w kierunku. Ten proces nazywa się transport aktywny.

Jądro każdej komórki zawiera kompletną kopię całego DNA organizmu w postaci chromosomów; ludzie mają 46 chromosomów, z czego 23 odziedziczone po każdym z rodziców. Jądro otoczone jest błoną plazmatyczną zwaną koperta jądrowa.

Podczas procesu zwanego mitoza, otoczka jądrowa jest rozpuszczana, a jądro dzieli się na dwie części po skopiowaniu lub replikacji wszystkich chromosomów.

Następnie następuje podział całej komórki, proces znany jako cytokineza. Powoduje to utworzenie dwóch komórek potomnych, które są identyczne ze sobą oraz z komórką rodzicielską.