Recipientele microscopice cunoscute sub numele de celule sunt unitățile de bază ale ființelor vii de pe Pământ. Fiecare se mândrește cu toate caracteristicile pe care oamenii de știință le atribuie vieții. De fapt, unele lucruri vii constau dintr-o singură celulă. Pe de altă parte, propriul tău corp se află în intervalul de 100 trilioane.
Aproape toate organismele unicelulare sunt procariote, și în marea schemă de clasificare a vieții, acestea aparțin fie domeniului Bacteria, fie domeniului Archaea. Oamenii, împreună cu toate celelalte animale, plante și ciuperci, sunt eucariote.
Aceste structuri minuscule îndeplinesc aceleași sarcini pe o scară „micro” pentru a se păstra intacte pe care le faceți voi și alte organisme de dimensiuni mari pe o scară „macro” pentru a rămâne în viață. Și, evident, dacă suficiente celule individuale eșuează la aceste sarcini, organismul părinte va eșua împreună cu acesta.
Structurile din interiorul celulelor au funcții individuale și, în general, indiferent de structură, acestea pot fi reduse la trei locuri de muncă esențiale: A
interfață fizică sau graniță cu molecule specifice; un mijloc sistematic de transportare a substanțelor chimice în, de-a lungul sau în afara structurii; și o funcție metabolică sau reproductivă specifică, unică.Celulele procariote vs. Celulele eucariote
Așa cum am menționat, în timp ce celulele sunt în general considerate ca fiind mici componente ale viețuitoarelor, multe celule sunteți vietati.
Bacterii, care nu pot fi văzute, dar cu siguranță își fac simțită prezența în lume (de exemplu, unele provoacă boli infecțioase, altele ajută alimente precum brânza și iaurtul îmbătrânesc corect și încă alții joacă un rol în menținerea sănătății tractului digestiv uman), sunt un exemplu de organisme unicelulare și de procariote.
Celulele procariote au un număr limitat de componente interne comparativ cu omologii lor eucariote. Acestea includ un membrana celulara, ribozomi, acidul dezoxiribonucleic (ADN) și citoplasma, cele patru trăsături esențiale ale tuturor celulelor vii; acestea sunt descrise în detaliu mai târziu.
Bacteriile au, de asemenea, pereți celulari în afara membranei celulare pentru sprijin suplimentar, iar unele dintre acestea au și structuri numite flagel, construcții de tip bici care sunt făcute din proteine și care ajută organismele de care sunt atașate să se deplaseze în mediul lor.
Celulele eucariote au o serie de structuri pe care celulele procariote nu le au și, prin urmare, aceste celule se bucură de o gamă mai largă de funcții. Poate că cele mai importante sunt nucleu si mitocondrii.
Structurile celulare și funcțiile lor
Înainte de a aprofunda modul în care structurile celulare individuale gestionează aceste funcții, este util să revizuiți care sunt aceste structuri și unde pot fi găsite. Primele patru structuri din lista următoare sunt comune tuturor celulelor din natură; celelalte se găsesc în eucariote și, dacă o structură se găsește numai în anumite celule eucariote, se menționează aceste informații.
Membrana celulară: Aceasta se numește și membrană plasmatică, dar acest lucru poate provoca confuzie, deoarece celulele eucariote au de fapt membrane plasmatice în jurul lor organite, dintre care multe sunt detaliate mai jos. Acesta constă dintr-o bistratură fosfolipidică sau două straturi construite identic orientate unul către celălalt într-o manieră „imagine oglindă”. Este o mașină dinamică pe cât este o barieră simplă.
Citoplasma: Această matrice asemănătoare gelului este substanța în care stau nucleul, organele și alte structuri celulare, ca bucăți de fructe într-un desert clasic de gelatină. Substanțele se mișcă prin citoplasma prin difuzie sau din zone cu concentrații mai mari ale acestor substanțe în zone cu concentrație mai mică.
Ribozomi: Aceste structuri, care nu au membranele proprii și, prin urmare, nu sunt considerate adevărate organite, sunt locurile sintezei proteinelor în celule și sunt ele însele formate din subunități proteice. Au "stații de andocare" pentru acid ribonucleic mesager (ARNm), care transportă instrucțiunile ADN din nucleu și aminoacizii, „blocurile de construcție” ale proteinelor.
ADN: Celulelor material genetic se află în citoplasma celulelor procariote, dar în nucleele (pluralul „nucleului”) celulelor eucariote. Constând din monomeri - adică subunități repetate - numit nucleotide, dintre care există patru tipuri de bază, ADN-ul este ambalat împreună cu proteine de susținere numite histone într-o substanță lungă, cu fir cromatină, care este el însuși împărțit în cromozomi în eucariote.
Organele celulelor eucariote
Organele oferă exemple excelente de structuri celulare care servesc scopuri distincte, necesare și unice pe care se bazează menținerea mecanismelor de transport care la rândul lor depind de modul în care aceste structuri se leagă fizic de restul celulă.
Mitocondriile sunt probabil cele mai proeminente molecule atât din punct de vedere al aspectului lor distinctiv la microscop, cât și al acestora funcția, care este de a utiliza produsele reacțiilor chimice care descompun glucoza din citoplasmă pentru a extrage o mare targ adenozin trifosfat (ATP) atâta timp cât este prezent oxigen. Acest lucru este cunoscut sub numele de respirație celulară și are loc în principal pe membrana mitocondrială.
Alte organite cheie includ reticul endoplasmatic, un fel de „autostradă” celulară care împachetează și mișcă molecule între ribozomi, nucleu, citoplasmă și exteriorul celulei. Corpuri Golgi, sau „discuri” care se desprind de reticulul endoplasmatic ca niște taxiuri mici. Lizozomi, care sunt corpuri sferice, goale, care descompun deșeurile produse în timpul reacțiilor metabolice ale celulei.
Membranele plasmatice sunt păzitorii celulelor
Cele trei lucrări ale membranei celulare păstrează integritatea celulei în sine, servind ca o membrană semipermeabilă pe care pot trece molecule mici și facilitează transport activ de substanțe prin „pompe” încorporate în membrană.
Moleculele care alcătuiesc fiecare dintre cele două straturi ale membranei sunt fosfolipide, care au „cozi” hidrofobe formate din grăsimi care se îndreaptă spre interior (și deci unul către celălalt) și „capete” care conțin fosfor, care se confruntă spre exterior (și aceasta către interiorul și exteriorul organitei în sine sau, în cazul membranei celulare propriu-zise, în interiorul și exteriorul celulei în sine).
Acestea sunt liniare și perpendiculare pe structura generală a membranei ca o foaie ca întreg.
O privire mai atentă la fosfolipide
fosfolipide sunt suficient de apropiate pentru a evita toxine sau molecule mari care ar dăuna interiorului dacă li se va permite trecerea. Dar ele sunt suficient de îndepărtate pentru a permite molecule mici necesare proceselor metabolice, cum ar fi apa, glucoza (zahărul tot celulele folosesc pentru energie) și acizii nucleici (care sunt folosiți pentru a construi nucleotide și astfel ADN și ATP, „moneda energetică” în toate celule).
Membrana are „pompe” încorporate printre fosfolipide care folosesc ATP pentru a aduce sau a muta molecule care nu ar în mod obișnuit trec, fie din cauza dimensiunii lor, fie pentru că concentrația lor este mai mare pe partea în care moleculele sunt pompate spre. Acest proces numit transport activ.
Nucleul este creierul celulei
Nucleul fiecărei celule conține o copie completă a întregului ADN al unui organism sub formă de cromozomi; oamenii au 46 de cromozomi, cu 23 moșteniți de la fiecare părinte. Nucleul este înconjurat de o membrană plasmatică numită plic nuclear.
În timpul unui proces numit mitoză, învelișul nuclear este dizolvat, iar nucleul se împarte în două după ce toți cromozomii sunt copiați sau reproduși.
Aceasta este urmată în scurt timp de divizarea întregii celule, un proces cunoscut sub numele de citokinezie. Acest lucru are ca rezultat crearea a două celule fiice care sunt identice între ele, precum și celula părinte.