В прокариотических клетках, таких как бактерии, генетический материал организма или ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), «плавает» в цитоплазме клетки, отделенная от внешнего мира только внешним барьером самой клетки. В клетках эукариот, таких как вы, ДНК заключена в связанное с мембраной ядро, предлагая второй уровень защиты и улучшенную функциональность.
Заключение генетического материала клетки в защитную двойную плазматическую мембрану является примером разделение. Что эукариотические клетки могут так легко задействовать это в своей клеточной архитектуре, что является основной структурной адаптацией, которая позволила эукариотам значительно превзойти прокариот по размеру и общему разнообразию.
Прокариотическая vs. Эукариотические клетки
Все ячейки состоят из четырех основных элементов: клеточная мембрана на внешней стороне, цитоплазма заполняя большую часть внутренней части, рибосомы для синтеза белков и генетического материала в виде ДНК. Прокариоты обычно имеют немного больше, и все, кроме нескольких, состоят только из одной из этих простых клеток. То немногое ДНК, которое у них есть, находится в свободном кластере в цитоплазме.
Эукариотические клетки (то есть клетки животных, растений, простейших и грибов) имеют все вышеперечисленные включения, а затем некоторые. Важно отметить, что они содержат связанные с мембраной органеллы, которые выполняют жизненно важные повторяющиеся функции, такие как полное расщепление молекул углеводов.
Эукариотические клетки могут заметно отличаться друг от друга как внутри, так и между организмами и видами. Например, у всех эукариот есть митохондрии, но, за редким исключением, только клетки растений имеют хлоропласты.
Почему ДНК в ядре?
Если вас попросят объяснить преимущества компартментализации в эукариотических клетках, вы столкнетесь с легкой задачей, если будете обладать базовыми знаниями об анатомии клетки и физиологии в целом.
«Биология компартментализации» - это эволюционный прорыв, который позволил клеткам стать специализированными маленькими машинами (а в некоторых случаях и целыми организмами).
Эукариотические клетки имеют мембраносвязанные органеллы для осуществления пищеварения, извлечения энергии из пищи и перемещения вновь синтезированных белков с места на место. При отсутствии всего этого их прокариотические аналоги могут вырасти только до определенного размера, и в большинстве случаев они не выросли, оставаясь единственной клеткой в целом.
Огромный размер эукариотического генома, отраженный в огромном количестве ДНК, требует, чтобы он был очень плотно упакован, чтобы поместиться в клетку. Таким образом, имея ядро значительно усиливает этот аспект построения эукариотических клеток.
Органеллы, связанные с мембраной
Некоторые из наиболее заметных мембраносвязанных органелл в эукариотических клетках:
Митохондрии. Их часто называют «энергетическими установками» клеток, потому что именно здесь происходят реакции аэробного дыхания. Эти реакции ответственны за «создание» огромного количества энергии у эукариот.
Хлоропласты. В клетках растений, хлоропласты использовать силу солнечного света для производства сахаров из углекислого газа в окружающей среде.
Лизосомы. Это «бригада зачистки» ячеек (см. Ниже).
Эндоплазматическая сеть. Эта перепончатая «магистраль» перемещает вновь образованные белки из рибосом в Тела Гольджи и в другом месте.
Тела Гольджи. Эти «мешочки» перемещают белки по клетке между эндоплазматическая сеть и их конечный пункт назначения.
Лизосомы и пищеварение
Лизосомы несут пищеварительные ферменты способен разрушать клеточные отходы, но также и компоненты здоровых клеток. Поэтому, когда эти ферменты вырабатываются на рибосомах, их необходимо переместить в свои потенциальные дома в лизосомах, не повреждая при этом ничего.
Эти ферменты транспортируются в клетке почти так же, как HAZMAT (опасные отходы) транспортируются по автострадам и железным дорогам США: со специальными этикетками и с большой осторожностью. Попадая в высококислотную среду лизосом, эти кислотная гидролаза ферменты действуют очень эффективно.
Три примера внутриклеточного переваривания лизосомами:
- Углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты и белки
- «Мертвые» органеллы и их компоненты
- Бактерии и другие вещества, поступающие извне
