Dacă cineva v-ar întreba: „Care este treaba principală a aproape tuturor celulelor vii?” și a cerut un răspuns în termen de cinci secunde, ce ați spune? „Continuarea genelor către generația următoare” este un răspuns rezonabil, dar acesta este într-adevăr mai mult un atribut al celulelor decât o funcție pe care o îndeplinesc. „Împărțiți-vă în două celule egale” este, de asemenea, o replică apărabilă, dar acest lucru este ceea ce celulele, prin definiție, fac chiar la capătul propriei vieți, nu în timpul lor.
primar munca celulelor este de a face lucruri, în special proteine. Folosind instrucțiuni din același ADN (acid dezoxiribonucleic) care poartă codul genetic pentru întregul organism, structurile numite ribozomi produc proteine individuale. Unele proteine devin încorporate în celule, țesuturi și organe. Altele sunt destinate să devină enzime.
În eucariote (plante, ciuperci și animale), mulți dintre acești ribozomi sunt atașați la o caracteristică „asemănătoare autostrăzii” cu membrană, numită
reticul endoplasmatic. Acesta vine în două tipuri, „neted” și „dur”. Celulele ficatului, ovarelor și testiculelor au o densitate mare de reticul endoplasmatic neted(ER netedă, sau pur și simplu SER), în timp ce organele care secretă o cantitate mare de proteine, cum ar fi pancreasul, au celule bogate în reticul endoplasmatic dur (ER dur, sau pur și simplu RER).Celula, explicată
Înainte de a explora ce face o anumită componentă a unei celule, merită să revizuiți ce sunt celulele în ansamblu și cum diferă între tipurile de organisme.
Celulele sunt numite elementele de bază ale vieții deoarece sunt cele mai mici lucruri individuale care includ proprietățile majore asociate cu viețuitoarele în general. Chiar și cele mai simple celule au patru trăsături fizice: o membrană celulară pentru a proteja și ține împreună celula; citoplasma să alcătuiască cea mai mare parte a masei sale și să ofere o matrice în care pot apărea reacții, ribozomi a face proteine; și material genetic sub formă de ADN.
În timp ce organismele din domeniu Prokaryota au adesea celule care includ în esență doar aceste componente și, de asemenea, constau doar dintr-o singură celulă, organisme din celălalt domeniu, Eukaryota, au celule mai complexe și mai diverse. Celulele eucariote, așa cum sunt cunoscute, au diferite organite, cum ar fi mitocondrii, cloroplaste, corpuri Golgi si reticul endoplasmatic; de asemenea, își izolează ADN-ul în interiorul unui nucleu, care are și o membrană și poate fi considerat el însuși un organet.
Organele eucariote în detaliu
Procariote au existat de aproximativ 3,5 miliarde de ani, ceea ce înseamnă că au apărut „numai” la aproximativ un miliard de ani după ce Pământul însuși a fost complet format. Se crede că eucariotele au urmat în următorul miliard de ani, iar dovezile sugerează că le-au primit începe grație unei întâlniri în mare parte întâmplătoare între o bacterie mare, anaerobă și o bacterie aerobă mult mai mică.
- În această teorie endosimbiontă, bacteriile mari „l-au mâncat” pe cea mai mică, ambele supraviețuind. Rezultatul a fost o bacterie aerobă mare cu bacterii transformate în organite numite mitocondrii acum responsabil pentru furnizarea majorității nevoilor de energie ale acestor celule.
Nucleul conține ADN separat într-un număr de cromozomi, numărul total variază între specii (oamenii au 46). În timpul procesului de mitoză, membrana nucleară s-a dizolvat, cromozomi care au fost deja duplicate în perechi sunt îndepărtate, iar nucleul și celula se împart în structuri fiice unul după altul celălalt.
Corpurile Golgi sunt structuri asemănătoare unor stive mici de clătite închise cu membrană. Aceștia participă la procesarea proteinelor și a altor molecule nou sintetizate și pot transporta astfel de substanțe între reticulul endoplasmatic și alte organite, cum ar fi taxiurile mici.
Caracteristici de bază ale reticulului endoplasmatic
Aproximativ jumătate din suprafața totală a membranei unei celule animale tipice (inclusiv membrana celulară exterioară) constă din organitul cunoscut sub numele de reticul endoplasmatic. Se compune din mai multe straturi ale aceleiași membrane plasmatice duble sau bistrat fosfolipidic, care formează limitele tuturor organelor și ale celulei în ansamblu.
În timp ce, după cum sa menționat, reticulul endoplasmatic este împărțit în ER netedă și ER dură, această distincție se referă de fapt la diferite compartimente-în-compartimente ale aceluiași organet. Astfel, definiția ER brută standard și definiția ER uniformă sunt ușor înșelătoare. Ei sugerează că fiecare dintre ei este complet separat de celălalt, micro-anatomic vorbind, atunci când de fapt fac parte din aceeași rețea membranară mai mare.
Ambele tipuri de reticul endoplasmatic funcționează pentru procesarea și mutarea produselor anabolismului, într-un caz proteinele și în celălalt caz lipidele (și unii hormoni steroizi). Uneori, porțiuni ale reticulului endoplasmatic pot fi urmărite de la membrana nucleară din interiorul celulei până la membrana celulară de pe marginea celulei îndepărtate.
Funcția și aspectul ER netedă
La microscop vizualizați o celulă cu un reticul endoplasmatic neted și prezent. Ce ați vedea și cum l-ați descrie?
Smooth ER își primește numele, la fel ca atâtea lucruri în anatomie și microanatomie, nu din modul în care s-ar simți sau ar gusta cu adevărat, ci din aspectul său. Deoarece ER netedă nu are o densitate ridicată de ribozomi (care apar întunecați la microscopie) încorporate în membranele sale, arată ca ceea ce este: o rețea mică de tuburi interconectate. ER de toate tipurile este în centrul său un fel de sistem de metrou gol prin citoplasma „gooey”, care permite lucrurilor să se miște mai repede în întreaga celulă.
Funcții: Smooth ER are o serie de funcții importante. Sintetizează carbohidrați, lipide și hormoni steroizi (inclusiv testosteron în testicule). Ajută la detoxifierea substanțelor chimice ingerate, de la medicamente eliberate pe bază de rețetă până la otrăvuri de uz casnic. Acesta servește ca depozit de ioni de calciu în celulele musculare, unde se numește un tip specializat de ER neted reticulul sarcoplasmatic stochează ionii de calciu care sunt necesari pentru inițierea contracțiilor musculare-celulare.
Funcția și aspectul ER dură
Rough ER își primește numele de la aspectul caracteristic, care seamănă cu o panglică complicată „împânzită” cu puncte întunecate, în unele locuri foarte distanțate și în altele distanțate. „Punctele” sunt ribozomi sau „fabricile de proteine” ale tuturor ființelor vii. Ribozomii în sine sunt compuși din proteine plus un tip special de acid nucleic.
„Pungile” aplatizate care formează ER dur sunt atașate la membrana nucleară, astfel încât densitatea acestui tip de ER în celulă este cea mai mare mai aproape de centru, unde are tendința de a fi nucleul. La fel ca în toate organele, membrana care înconjoară numeroasele pliuri ale ER brută este o membrană plasmatică dublă; ribozomii sunt atașați de porțiunea exterioară a acestei membrane, adică de partea orientată spre citoplasma celulară.
Funcții: Împreună cu ribozomii înșiși, ER dur participă la obținerea aminoacizilor și polipeptidelor la locul de traducere sau sinteza proteinelor pe ribozom. După ce o proteină este complet sintetizată și eliberată de ribozom în ER dură, se pot întâmpla mai multe lucruri. Proteina poate fi „marcată” cu o „etichetă” chimică pe membrana interioară a ER înainte ca aceasta să intre chiar în lumen, sau spațiu, în interior. În schimb, poate fi procesat în lumenul în sine.
Părți ale ER brute constau în ceea ce se numește unități de pliere a proteinelor, care fac exact ceea ce sugerează și numele lor. Atunci când proteinele sunt fabricate pentru prima dată, ele există ca un fir, un lanț de aminoacizi. Dar forma finală a unei proteine include o mulțime de îndoire și pliere și adesea se leagă între aminoacizi în diferite părți ale lanțului acum răsucit.