Je pravdepodobné, že v tomto bode vašich kurzov budete dobre oboznámení so štruktúrou eukaryotických buniek - a ak nie, tu je fantastický základný náter pre vás.
Čo ste si však mohli všimnúť, je to, že väčšina diagramov bunkovej štruktúry vyzerá dosť zásadne. Máte svoje kruhové živočíšne bunky, svoje hranatejšie rastlinné bunky a všetky organely vo vnútri bunková membrána.
Nie je prekvapením, že tieto diagramy - aj keď sú presné! - nerozprávaj celý príbeh. Pravda je, že bunky majú rôzne tvary a veľkosti. A najmä v mnohobunkových organizmoch, ako sú zvieratá a rastliny, môžu bunky vyzerať (a konať) navzájom radikálne odlišne.
Dáva to zmysel, nie? Neočakávali by ste, že napríklad bunky, ktoré tvoria kvetný okvetný lístok, budú vyzerať a pôsobiť rovnako ako bunky, ktoré tvoria korene rastliny. Podobne by napríklad vaše kožné bunky vyzerali drasticky inak ako napríklad vaše pečeňové bunky - pretože tieto dve bunky majú v ľudskom tele veľmi odlišné funkcie.
To je kde bunková špecializácia príde. Špecializácia na bunky umožňuje, aby sa z nových buniek vyvinul celý rad rôznych tkanív, ktoré všetky spoločne fungujú, aby živé organizmy fungovali ako celok.
Proces špecializácie buniek - presne ako bunky sa vyvíjajú do svojich rozmanitých foriem - je zložitá. V tele existujú stovky špecifických typov buniek, ktoré vznikajú z buniek veľmi základného a všeobecného typu, ktoré sa nazývajú kmeňové bunky.
Kmeňové bunky a špecializované typy buniek
Všetky špecializované bunky v tele pochádzajú z rovnakého pôvodného tkaniva: zo skupiny kmeňové bunky ktoré tvoria najskoršie štádiá embrya. Kmeňové bunky sú jedinečným typom buniek, pretože aj keď sú to nezrelé bunky bez akejkoľvek špecializácie, môžu nasledujte vývojový „plán“ a vyvinete sa do tisícov jedinečných typov buniek, ktoré sa nachádzajú v tele.
Existujú rôzne typy kmeňových buniek oddelené počtom tkanív, z ktorých sa môžu vyvinúť. Kmeňové bunky nachádzajúce sa v embryu sa napríklad môžu vyvinúť akýkoľvek typ tkaniva - týmto spôsobom sa dostanete z jednej kmeňovej bunky k plne sformovanému ľudskému dieťaťu.
Z dospelých kmeňových buniek, rovnako ako z kmeňových buniek nachádzajúcich sa vo vašej kostnej dreni, môže vyvinúť iba niekoľko zrelých typov buniek. Záverom však je, že všetko kmeňové bunky sú nešpecializované „prekurzorové“ bunky, z ktorých sa môže vyvinúť aspoň jeden zrelý bunkový typ.
Ako sa kmeňové bunky stávajú špecializovanými tkanivami
Kmeňové bunky sa vyvinú do zrelých tkanív procesom tzv diferenciácia. Ak chcete pochopiť, ako diferenciácia funguje, nezabudnite na koncepty bunkovej komunikácie učili ste sa na hodinách biológie.
Bunková komunikácia funguje v troch fázach. A príjem fáza, v ktorej špeciálne receptory na povrchu bunky dostávajú určitý druh signálu z prostredia; a transdukcia fáza, ktorá prenáša túto správu z povrchu bunky do vnútra bunky; a a odpoveď fáza, kde bunka na základe tohto signálu mení svoje správanie.
Ako to teda funguje pri diferenciácii buniek? Povedzme, že vaše telo potrebuje viac červených krviniek. Vysiela signál do vašich krvných kmeňových buniek, že potrebujete viac červených krviniek. Tento signál je prijaté na povrchu bunky.
Kmeňová bunka vysiela (alebo transdukcie) túto správu do jadra, takže bunka vie, že vaše telo potrebuje viac červených krviniek. Potom kmeňové bunky odpovedať aktiváciou génov, ktoré jej pomôžu vyvinúť sa do červených krviniek, a voilà - z bunky sa stane červená krvinka.
Aký druh špecializovaných tkanív sa v tele nachádza?
Zatiaľ čo vedci vedia, že ľudské telo obsahuje bilióny buniek, stále je aktívnym študijným odborom presne to, koľko bunkových typov tvorí telo. Najnovší odhad poznamenáva, že existujú minimálne 200 jedinečných typov buniek v ľudskom tele, aspoň na základe vzhľadu. Niektorí vedci si myslia, že odhad je nízky a nové typy buniek sa stále objavujú pravidelne.
Spodný riadok? Pozeráte sa na stovky rôznych dráh špecializácie buniek, ktoré môžu vaše kmeňové bunky absolvovať.
Všetky ľudské bunky však patria do jednej zo štyroch celkových kategórií:
- Epitelové tkanivá: Epiteliálne bunky lemujú vaše tkanivá a sú dôležité na ochranu základných tkanív a na pomoc pri absorpcii. Nájdete epitelové tkanivá vo svojej koži, žľazové tkanivá a ďalšie.
- Spojivové tkanivo: Spojivové tkanivo, dobre, spája a zabezpečuje vaše tkanivá. Poskytuje vášmu telu štrukturálnu podporu. Tento typ tkaniva zahŕňa kosti, chrupavky, šľachy, väzy a fascie.
- Nervové tkanivo: Váš nervový systém pomáha prenášať informácie do celého tela. Skladá sa z vášho centrálneho nervového systému (alebo CNS), ktorý zahŕňa váš mozog a miechu, a vášho periférneho nervového systému (PNS), ktorý zahŕňa nervy celého zvyšku tela.
- Svalové tkanivo: Tento typ je asi najjednoduchšie predstaviť - viete, čo sú to svaly! Ale nájdete tiež špeciálne typy svalových buniek vo vašich krvných cievach, rovnako ako vo vašom srdci.
Všetkých 200 (alebo viac) typov buniek, ktoré tvoria ľudské telo, sa nachádza v jednom z týchto štyroch typov tkanív - čo je oveľa lepšie zvládnuteľné ako naučiť sa naspamäť stovky typov buniek, však?
Teraz sa pozrime na niektorý zo špeciálnych typov buniek, s ktorými sa na hodinách biológie pravdepodobne stretnete - tie, ktoré budete potrebovať poznať trochu podrobnejšie.
Špecializované krvné bunky
Váš obehový systém je jedným z tých, ktoré najpravdepodobnejšie absolvujete na hodine biológie - takže teraz je ten správny čas spoznať to! Váš obehový systém je tvorený radom cievy - tepny, žily a vlásočnice - ako aj niekoľko špecializovaných typov krviniek:
- červené krvinky: Tieto červené bunky v tvare disku sú zodpovedné za prenos kyslíka do celého tela. Obsahujú hemoglobín, špeciálny proteín, ktorý sa dokáže naviazať na kyslík zo vzduchu, ktorý dýchate, a potom ho uvoľňuje späť do tkanív, ktoré to potrebujú.
- biele krvinky: Potrebujete pomoc pri boji s prechladnutím alebo chrípkou? Vaše biele krvinky sú tu, aby vám pomohli! Biele krvinky tvoria kľúčovú zložku vášho imunitného systému. Pomáhajú vášmu telu identifikovať nebezpečné patogény a ničia ich, aby vám príliš neochorelo.
- Krvné doštičky: Najmenší typ bunky vo vašej krvi, krvné doštičky, hrajú kľúčovú úlohu pri tvorbe krvnej zrazeniny. Akonáhle krvné doštičky pocítia poškodenie alebo roztrhané tkanivo, začnú sa zhlukovať a vytvárať krvnú zrazeninu, ktorá spomalí alebo zastaví krvácanie.
Vaše telo neustále chrlí čerstvé krvinky, aby nahradilo staršie alebo poškodené. A všetky vaše krvinky sa „rodia“ vo vašej kostnej dreni z populácie kmeňových buniek, ktoré sa špecializujú na tvorbu krviniek.
Špecializované nervové bunky
Pravdepodobne tiež narazíte na bunky bunky nervový systém vo vašom tele. Ale nebojte sa - hoci sa mozog môže zdať komplikovaný, učenie sa o vašich nervoch je pravdepodobne jednoduchšie, ako si myslíte.
Pre jedného existujú iba dve hlavné klasifikácie nervových buniek: neuróny a glie.
Neuróny sú nervy - bunky, ktoré si pravdepodobne zobrazujete, keď si myslíte na svoj nervový systém. Prenášajú informácie na kontrolu všetkého „myslenia“ vo vašom mozgu a tiež na kontrolu pohybu svalov a ďalších základných funkcií tela.
Nervy v celom tele tiež vysielajú signály späť do vašej miechy a mozgu. Napríklad nervy snímajúce bolesť informujú váš mozog o zranení, takže sa môžete vyhnúť všetkému, čo bolesť spôsobilo.
Glia sú podporné bunky, ktoré pomáhajú vašim nervom správne fungovať. Existuje niekoľko hlavných druhy glia, a všetci zohrávajú úlohu pri efektívnej komunikácii vášho mozgu, miechy a iných nervov. Niektoré gliové bunky produkujú myelín, voskovú látku, ktorá „izoluje“ vaše neuróny pre lepšiu komunikáciu.
Iné pôsobia ako imunitné bunky mozgu a pomáhajú bojovať proti infekciám, ktoré by inak poškodili vaše nervy. A ešte iní pomáhajú udržiavať vaše neuróny zásobené živinami, aby váš nervový systém mal energiu na správnu prácu.
Špecializované svalové bunky
Tretie hlavné typy buniek, ktoré pravdepodobne budete študovať, sú vaše svalové bunky. A chvalabohu, tri typy svalových buniek sa dajú ľahko naučiť.
Najprv máš bunky kostrového svalstva - bunky, ktoré tvoria prakticky všetky svaly na tele. Kostrový sval je druh svalu, ktorý je - prekvapením - ukotvený na vašej kostre.
Zmršťuje sa, aby ste rozhýbali svoje kosti. Povedzme teda, že keď si stiahnete biceps, pokrčíte lakeť. Bunky kostrového svalstva sú čiastočne dobrovoľne riadené vaším mozgom. To znamená, že sa môžete rozhodnúť napríklad pohnúť nohou a váš mozog vyšle signál, ktorý korešponduje s týmto pohybom.
Ďalej máš bunky srdcového svalu. Toto sú bunky, ktoré tvoria vaše srdce a sťahujú sa, aby pumpovali krv do vášho tela. Kontrakcia buniek srdcového svalu je nie dobrovoľne kontrolované - namiesto toho si vaše telo udržuje stabilný srdcový rytmus bez toho, aby ste na to museli myslieť.
Konečne sú bunky hladkého svalstva. Hladký sval tvorí výstelky určitých krvných ciev, ako aj niektorých orgánov, ako je váš žalúdok. Hladký sval je dôležitý pre napomáhanie pohybu vašich orgánov. Napríklad kontrakcia hladkého svalstva pomáha presúvať jedlo tráviacim traktom, aby sa zabezpečilo správne trávenie.
Rovnako ako srdcový sval, ani kontrakcia hladkého svalstva nie je dobrovoľne kontrolovaná. Takže napríklad nemusíte premýšľať o premiestňovaní potravy zo žalúdka do čriev, pretože vaše telo to robí iba za vás.
Zrátané a podčiarknuté: Špecializácia na bunky
Tu je zoznam toho, čo potrebujete vedieť o špecializácii na bunky:
- Bunky sa vyvíjajú z nezrelých kmeňových buniek do zrelých, vysoko funkčných buniek procesom nazývaným diferenciácia.
- Diferenciácia umožňuje vyvíjajúcim sa bunkám získať jedinečné štruktúry a umožňuje bunke uskutočňovať ich špecializované funkcie.
- Proces diferenciácie je spustený signálmi z prostredia a vedie k zmenám v génová expresia ktoré riadia vývoj bunky.
- Diferenciácia umožňuje bunkám vyvinúť sa do štyri hlavné typy tkanív: epiteliálne tkanivo, nervové tkanivo, spojivové tkanivo a svalové tkanivo.
- Existujú minimálne 200 rôznych typov buniek v ľudskom tele. Medzi ktoré budete potrebovať vedieť najlepšie, patria špecializované krvinky, špecializované nervové bunky a špecializované svalové bunky.