Eukariontska celica: opredelitev, zgradba in funkcija (z analogijo in diagramom)

Kot ste se že naučili, celic so osnovna enota življenja.

Ne glede na to, ali upate, da boste preizkusili biološke teste v srednji ali srednji šoli ali iščete osvežitev pred biologijo na fakulteti, je treba znanje evkariontske celične strukture imeti.

Preberite si splošni pregled, ki bo zajemal vse, kar morate vedeti za (večino) tečajev biologije v srednji in srednji šoli. Sledite povezavam do podrobnih vodnikov do vsake organele celic, da se udeležite svojih tečajev.

Kaj pravzaprav so evkariontske celice? So ena od dveh glavnih klasifikacij celic - evkariontske in prokariontski. So tudi bolj zapletena od obeh. Eukariontske celice vključujejo živalske celice - vključno s človeškimi celicami - rastlinske celice, glivične celice in alge.

Za evkariontske celice je značilno membransko vezano jedro. To se razlikuje od prokariontskih celic, ki imajo nukleoid - območje, gosto s celično DNA -, ki pa dejansko nimajo ločenega z membrano vezanega predela, kot je jedro.

Eukariontske celice imajo tudi organele, ki so z membrano vezane strukture, ki jih najdemo znotraj celice. Če bi evkariontske celice pogledali pod mikroskopom, bi videli različne strukture vseh oblik in velikosti. Prokariontske celice pa bi bile videti bolj enotne, ker nimajo tistih z membrano vezanih struktur, da bi razbile celico.

Zakaj organele naredijo evkariontske celice posebne?

Pomislite organele kot so sobe v vašem domu: dnevna soba, spalnice, kopalnice itd. Vsi so ločeni s stenami - v celici bi bile to celične membrane - in vsaka vrsta sobe ima svojo posebno uporabo, ki na splošno poskrbi, da je vaš dom udoben kraj za bivanje. Organele delujejo na podoben način; vsi imajo različne vloge, ki pomagajo vašim celicam delovati.

Vsi ti organeli pomagajo evkariontskim celicam pri izvajanju bolj zapletenih funkcij. Torej so organizmi z evkariontskimi celicami - tako kot ljudje - bolj zapleteni kot prokariontski organizmi, kot so bakterije.

Klepetajmo o "možganih" celice: jedro, ki vsebuje večino genskega materiala celice. Večina DNK vaše celice se nahaja v jedru, organizirana v kromosome. Pri ljudeh to pomeni 23 parov dveh kromosomov ali 26 kromosomi na splošno.

Jedro je tam, kjer se vaša celica odloča o tem, kateri geni bodo bolj aktivni (ali "izraženi") in kateri geni bodo manj aktivni (ali "potlačeni"). To je mesto transkripcije, ki je prvi korak k sintezi beljakovin in izražanju a gen v beljakovino.

Jedro je obdano z dvoslojno jedrsko membrano, imenovano jedrna ovojnica. Ovojnica vsebuje več jedrskih por, ki omogočajo snovi, vključno z genskim materialom in messenger RNA oz mRNA, da preide v jedro in iz njega.

In končno, v jedru je jedro, ki je največja struktura v jedru. Nukleolus pomaga vašim celicam, da proizvajajo ribosome - bolj kot tisti v sekundi - in ima tudi vlogo pri odzivu celice na stres.

V celični biologiji je vsaka evkariontska celica ločena v dve kategoriji: jedro, ki smo ga pravkar opisali zgoraj, in citoplazma, ki je, no, vse ostalo.

The citoplazmi v evkariontskih celicah vsebuje druge organele, vezane na membrano, o katerih bomo razpravljali spodaj. Vsebuje tudi gelu podobno snov, imenovano citosol, mešanica vode, raztopljenih snovi in ​​strukturnih beljakovin, ki predstavlja približno 70 odstotkov prostornine celice.

Vsaka evkariontska celica - živalske celice, rastlinske celice, če veste - je obdana s plazemsko membrano. The struktura plazemske membrane je sestavljen iz več komponent, odvisno od vrste celice, ki jo gledate, vendar imajo vsi eno glavno komponento: fosfolipidni dvoplast.

Vsaka molekula fosfolipida je sestavljena iz a hidrofilna (ali vodoljubna) fosfatna glava, plus dve hidrofobna (ali sovraštvo) maščobnih kislin. Dvojna membrana nastane, ko se dve plasti fosfolipidov poravnata rep do repa, pri čemer maščobne kisline tvorijo notranjo plast membrane, fosfatne skupine pa na zunanji strani.

Ta ureditev ustvarja ločene meje za celico, zaradi česar ima vsaka evkariontska celica svojo ločeno enoto.

Obstajajo tudi druge komponente plazemske membrane. Beljakovine v plazemski membrani pomagajo pri transportu materialov v celico in iz nje, prav tako pa prejemajo kemične signale iz okolja, na katere lahko vaše celice reagirajo.

Nekateri proteini v plazemski membrani (skupina, imenovana glikoproteini) imajo tudi vezane ogljikove hidrate. Glikoproteini delujejo kot "identifikacija" vaših celic in imajo pomembno vlogo pri imunosti.

Če se celična membrana ne oglasi vse tako močno in varno, imaš prav - ni! Torej vaše celice potrebujejo citoskelet spodaj, da pomagajo vzdrževati obliko celice. Citoskelet sestavljajo strukturni proteini, ki so dovolj močni, da podpirajo celico in lahko celo pomagajo celici rasti in se premikati.

Obstajajo tri glavne vrste filamentov, ki tvorijo evkariontski celični skelet:

• Mikrotubule: To so največji filamenti v citoskeletu in so narejeni iz beljakovine, imenovane tubulin. So izredno močni in odporni na stiskanje, zato so ključni za ohranjanje pravilne oblike celic. Prav tako igrajo vlogo v gibljivost ali gibljivost celic, pomagajo pa tudi pri prenašanju materiala znotraj celice.

• Vmesni filamenti: Ti srednje veliki filamenti so narejeni iz keratina (ki je v bistvu tudi glavna beljakovina v koži, nohtih in laseh). Skupaj z mikrotubuli pomagajo ohranjati obliko celice.

• Mikrofilamenti: Najmanjši razred filamentov v citoskeletu, mikrofilamenti so narejeni iz beljakovine, imenovane aktin. Aktin je zelo dinamičen - aktinska vlakna se lahko zlahka skrajšajo ali podaljšajo, odvisno od potrebe vaše celice. Aktinski filamenti so še posebej pomembni za citokinezo (ko se ena celica na koncu mitoze razcepi na dve) in imajo tudi ključno vlogo pri celičnem transportu in gibljivosti.

Citoskelet je razlog, da lahko evkariontske celice dobijo zelo zapletene oblike (preverite to noro obliko živca!), ne da bi se dobro sesuli vase.

Poglejte živalsko celico na mikroskopu in našli boste drugo organelo, centrosom, ki je tesno povezano s citoskeletom.

Centrosom deluje kot glavno organizacijsko središče mikrotubulov (ali MTOC) celice. Centrosom igra ključno vlogo pri mitozi - toliko, da so napake v centrosomu povezane z boleznimi celične rasti, kot je rak.

Centrosom boste našli le v živalskih celicah. Rastlinske in glivične celice uporabljajo različne mehanizme za organiziranje svojih mikrotubulov.

Medtem ko vse evkariontske celice vsebujejo citoskelet, imajo nekatere vrste celic, kot so rastlinske celice, celično steno za še večjo zaščito. Za razliko od celične membrane, ki je razmeroma tekoča, je celične stene je toga struktura, ki pomaga ohranjati obliko celice.

Natančna sestava celične stene je odvisna od vrste organizma, ki ga gledate (alge, glive in rastlinske celice imajo različne celične stene). Toda na splošno so narejeni iz polisaharidi, ki so kompleksni ogljikovi hidrati, pa tudi strukturni proteini za podporo.

Rastlinska celična stena je del tistega, kar pomaga rastlinam, da stojijo naravnost (vsaj dokler niso tako prikrajšane za vodo, da začnejo veneti) in se upirajo okoljskim dejavnikom, kot je veter. Deluje tudi kot polprepustna membrana, ki omogoča, da nekatere snovi prehajajo v celico in iz nje.

Tisti ribosomi, ki nastajajo v jedru?

Veliko jih boste našli v endoplazemski retikulum ali ER. Natančneje jih boste našli v hrapav endoplazemski retikulum (ali RER), ki je ime dobilo po "grobem" videzu, ki ga ima po zaslugi vseh teh ribosomov.

Na splošno je ER proizvodni obrat celice in je odgovoren za proizvodnjo snovi, ki jih vaše celice potrebujejo za rast. V RER ribosomi trdo delajo, da pomagajo vašim celicam ustvariti tisoče in tisoče različnih beljakovin, ki jih vaše celice potrebujejo za preživetje.

Obstaja tudi del ER ne pokrito z ribosomi, imenovano gladek endoplazemski retikulum (ali SER). SER pomaga vašim celicam pri tvorbi lipidov, vključno z lipidi, ki tvorijo plazemsko membrano in organelne membrane. Pomaga tudi pri proizvodnji nekaterih hormonov, kot sta estrogen in testosteron.

Medtem ko je ER proizvodni obrat celice, je Golgijev aparat, včasih imenovano Golgijevo telo, je pakirnica celice.

Golgijev aparat jemlje na novo pridobljene beljakovine v ER in jih "zapakira", da lahko pravilno delujejo v celici. Prav tako pakira snovi v majhne, ​​z membrano vezane enote, imenovane vezikule, nato pa jih odpeljejo na svoje pravo mesto v celici.

Golgijev aparat je sestavljen iz majhnih vrečk cisterne (pod mikroskopom so videti kot kup palačink), ki pomagajo pri obdelavi materialov. The cis obraz aparata golgi je vhodna stran, ki sprejema nove materiale, in trans face je odhajajoča stran, ki jih sprosti.

Lizozomi imajo tudi ključno vlogo pri predelavi beljakovin, maščob in drugih snovi. So majhne, ​​z membrano vezane organele in so zelo kisle, kar jim pomaga, da delujejo kot "želodec" vaše celice.

Naloga lizosomov je prebavljati materiale, ki razgrajujejo neželene beljakovine, ogljikove hidrate in lipide, tako da jih je mogoče odstraniti iz celice. Lizosomi so še posebej pomemben del imunskih celic, saj lahko prebavijo patogene - in jim preprečijo, da bi vam na splošno škodovali.

Kje torej vaša celica dobi energijo za vso to proizvodnjo in pošiljanje? The mitohondrije, ki se včasih imenuje elektrarna ali baterija celice. Ednina mitohondrije je mitohondrija.

Kot ste verjetno že uganili, so mitohondriji glavna mesta za proizvodnjo energije. Natančneje, tam sta zadnji dve fazi celično dihanje potekajo - in mesto, kjer celica proizvaja večino svoje uporabne energije v obliki ATP.

Kot večina organelov so tudi oni obkroženi z dvoslojnim lipidom. Toda mitohondriji imajo dejansko dve membrani (notranjo in zunanjo membrano). Notranja membrana je tesno zložena sama zase, da doseže večjo površino, kar daje vsaki mitohondriji več prostora za izvajanje kemičnih reakcij in proizvodnjo več goriva za celico.

Različne vrste celic imajo različno število mitohondrijev. Z njimi so na primer zlasti bogate jetrne in mišične celice.

Čeprav so mitohondriji lahko elektrarna celice, je peroksisom je osrednji del celične presnove.

To je zato, ker peroksisomi pomagajo absorbirati hranila v vaših celicah in so opremljeni s prebavnimi encimi, da jih razgradijo. Peroksisomi vsebujejo in nevtralizirajo tudi vodikov peroksid - ki bi sicer lahko škodoval vaši DNK ali celičnim membranam -, da bi dolgoročno spodbujali zdravje vaših celic.

Vsaka celica ne vsebuje kloroplastov - ne najdemo jih v rastlinskih ali glivičnih celicah, vendar jih najdemo v rastlinskih celicah in nekaterih algah - ampak tiste, ki jih res dobro izkoristijo. Kloroplasti so mesto fotosinteze, nabora kemičnih reakcij, ki nekaterim organizmom pomagajo, da proizvedejo uporabno energijo iz sončne svetlobe, poleg tega pa pomagajo odstraniti ogljikov dioksid iz ozračja.

Kloroplasti so pakirani z zelenimi pigmenti, imenovanimi klorofil, ki zajamejo določene valovne dolžine svetlobe in sprožijo kemične reakcije, ki tvorijo fotosintezo. Poglejte v kloroplast in našli boste palačinam podobne sklade materiala tilakoidi, obdan z odprtim prostorom (imenovan stroma).

Vsak tilakoid ima tudi svojo membrano - tilakoidno membrano.

Oglejte si rastlinsko celico pod mikroskopom in verjetno boste videli velik mehurček, ki zavzame dovolj prostora. To je osrednja vakuola.

Pri rastlinah se osrednja vakuola napolni z vodo in raztopljenimi snovmi in lahko postane tako velika, da zavzame tri četrtine celice. S turgorom pritiska na celično steno, da pomaga "napihniti" celico, tako da lahko rastlina stoji naravnost.

Druge vrste evkariontskih celic imajo, na primer živalske celice, manjše vakuole. Različne vakuole pomagajo hraniti hranila in odpadne snovi, zato ostanejo organizirane znotraj celice.

Potrebujete osvežitev za največje razlike med rastlinskimi in živalskimi celicami? Pokrili smo vas:

• Vakuola: Rastlinske celice vsebujejo vsaj eno veliko vakuolo, da ohranijo obliko celice, medtem ko so živalske vakuole manjše.
• Centriole: Živalske celice ga imajo; rastlinske celice ne.
• Kloroplasti: Rastlinske celice jih imajo; živalske celice ne.
  
• Celična stena: Rastlinske celice imajo zunanjo celično steno; živalske celice imajo preprosto plazemsko membrano.