Celična zgradba živali

Celice so temeljni, neločljivi elementi življenja na Zemlji. Nekatera živa bitja, na primer bakterije, so sestavljena iz samo ene celice; živali, kot ste vi, vključujejo bilijone. Celice so same po sebi mikroskopske, vendar večina vsebuje osupljivo paleto še manjših komponent ki vsi prispevajo k osnovnemu poslanstvu ohranjanja celice - in s tem tudi nadrejenega organizma - živ. Živalske celice so na splošno del bolj zapletenih oblik življenja kot bakterijske ali rastlinske celice; v skladu s tem so živalske celice bolj zapletene in dodelane kot njihove kolege v mikrobnem in botaničnem svetu.

Živalsko celico si morda najlažje predstavljamo kot izpolnjevalni center ali veliko zasedeno skladišče. Pomemben premislek, ki ga je treba pozorno upoštevati, je tisti, ki pogosto opisuje svet na splošno, a je izjemno uporaben zlasti za biologijo, "oblika ustreza funkciji". Se pravi Razlog, zakaj so deli živalske celice, pa tudi celica kot celota, strukturirani takšni, kot so, je zelo tesno povezan z delovnimi mesti, ki jih imajo ti deli - imenovani "organele" - izvajanje.

Na živa bitja lahko delimo prokariontski organizmi, ki so enocelični in vključujejo:

• rastlin
  
• živali
  
• glive

Celice evkariontov vključujejo membrano okoli genskega materiala, ki ustvarja jedro; prokarionti nimajo takšne membrane. Tudi citoplazma prokariontov ne vsebuje organelov, s katerimi se evkariontske celice ponašajo v izobilju.

The celična membrana, imenovana tudi plazemska membrana, tvori zunanjo mejo živalskih celic. (Rastlinske celice imajo celične stene neposredno zunaj celične membrane za dodatno zaščito in trdnost.) Membrana je več kot le preprosta fizična pregrada ali skladišče za organele in DNA; namesto tega je dinamičen, z zelo selektivnimi kanali, ki skrbno uravnavajo vstop in izstop molekul v in iz celice.

Celično membrano sestavljajo a fosfolipidni dvoplast, ali dvoslojni lipid. Ta dvoplast je v bistvu sestavljen iz dveh različnih "folij" molekul fosfolipidov z lipidom deli molekul v različnih plasteh se dotikajo, deli fosfatov pa kažejo nasproti navodila. Da bi razumeli, zakaj se to zgodi, ločeno upoštevajte elektrokemične lastnosti lipidov in fosfatov. Fosfati so polarne molekule, kar pomeni, da so njihovi elektrokemični naboji neenakomerno porazdeljeni po molekuli. Voda (H₂O) je tudi polarna in polarne snovi se navadno mešajo, zato so fosfati med snovmi, ki so označene kot hidrofilne (tj. Privlačijo vodo).

Lipidni del fosfolipida vsebuje dve maščobni kislini, ki sta dolgi verigi ogljikovodikov s specifičnimi vrstami vezi, ki puščata celotno molekulo brez gradienta naboja. Pravzaprav so lipidi po definiciji nepolarni. Ker reagirajo nasprotno od načina, na katerega polarne molekule reagirajo v prisotnosti vode, jih imenujemo hidrofobne. Celotno fosfolipidno molekulo si lahko torej omislite kot "lignjev", pri čemer fosfatni del služi kot glava in telo, lipid pa kot par lovk. Nadalje si predstavljajte dva velika "lista" lignjev, zbranih s premešanimi lovkami in usmerjenimi glavami v nasprotnih smereh.

Celične membrane omogočajo, da nekatere snovi prihajajo in odhajajo. To se zgodi na več načinov, vključno z difuzijo, olajšano difuzijo, osmozo in aktivnim transportom. Nekatere organele, na primer mitohondriji, imajo lastne notranje membrane, sestavljene iz enakih materialov kot sama plazemska membrana.

The jedro je v resnici nadzorno in ukazno središče živalske celice. Vsebuje DNA, ki je pri večini živali razporejena v ločene kromosome (imate jih 23 parov), ki so razdeljeni na majhne dele, imenovane geni. Geni so preprosto dolžine DNA, ki vsebujejo kodo za določen beljakovinski izdelek, ki ga DNA posreduje celicam v beljakovinske stroje prek molekule RNA (ribonukleinske kisline).

Jedro vključuje različne dele. Pri mikroskopskem pregledu je temno mesto, imenovano jedrce se pojavi na sredini jedra; jedro sodeluje pri proizvodnji ribosomov. Jedro je obdano z jedrsko membrano, dvojno pozneje analogno celični membrani. Ta obloga, imenovana tudi jedrska ovojnica, ima nitaste beljakovine, pritrjene na notranjo plast, ki se raztezajo navznoter in pomagajo ohranjati DNA na svojem mestu.

Med razmnoževanjem in delitvijo celic se cepitev samega jedra na dve hčerinski jedri imenuje citokineza. Če je jedro ločeno od ostale celice, je koristno, da se DNK izolira od drugih celičnih dejavnosti, kar zmanjšuje možnosti, da bi bilo poškodovano. To omogoča tudi izjemen nadzor neposrednega celičnega okolja, ki se lahko razlikuje od citoplazme celice na splošno.

Te organele, ki jih najdemo tudi v neživalskih celicah, so odgovorne za sintezo beljakovin, ki se zgodi v citoplazmi. Sinteza beljakovin se sproži, ko DNA v jedru opravi postopek, imenovan transkripcija, ki je izdelava RNA s kemično kodo, ki ustreza natančnemu traku DNA, iz katerega je narejena (messenger RNA oz mRNA). DNA in RNA sta sestavljeni iz monomerov (posameznih ponavljajočih se enot) nukleotidov, ki vsebujejo sladkor, fosfatno skupino in del, imenovan dušikova baza. DNA vključuje štiri različne take baze (adenin, gvanin, citozin in timin), njihovo zaporedje v dolgem traku DNK pa je koda izdelka, ki se na koncu sintetizira na ribosomih.

Ko se na novo izdelana mRNA premakne iz jedra v ribosome v citoplazmi, se lahko začne sinteza beljakovin. Sami ribosomi so narejeni iz neke vrste RNA, imenovane ribosomska RNA (rRNA). Ribosomi so sestavljeni iz dveh beljakovinskih podenot, ena od teh je približno 50 odstotkov bolj masivna kot druga. mRNA se veže na določeno mesto na ribosomu in dolžine molekule tri baze naenkrat se "preberejo" in se uporablja za izdelavo ene od približno 20 različnih vrst aminokislin, ki so osnovni gradniki beljakovin. Te aminokisline se do ribosomov prenesejo s tretjo vrsto RNA, imenovano prenosna RNA (tRNA).

Mitohondriji so fascinantne organele, ki imajo še posebej pomembno vlogo pri presnovi živali in evkariontov kot celote. Tako kot jedro so zaprti z dvojno membrano. Imajo eno osnovno funkcijo: dobavo čim večje količine energije z uporabo ogljikovih hidratov v pogojih ustrezne razpoložljivosti kisika.

Prvi korak v presnovi živalskih celic je razgradnja glukoze, ki vstopi v celico, do snovi, imenovane piruvat. To se imenuje glikoliza in se pojavi, ne glede na to, ali je kisik prisoten ali ne. Kadar ni dovolj kisika, piruvat fermentira in postane laktat, kar zagotavlja kratkotrajni izbruh celične energije. V nasprotnem primeru piruvat vstopi v mitohondrije in ima aerobno dihanje.

Aerobno dihanje vključuje dva procesa s svojimi koraki. Prva poteka v mitohondrijskem matriksu (podobno kot v lastni citoplazmi celice) in se imenuje Krebsov cikel, cikel trikarboksilne kisline (TCA) ali cikel citronske kisline. Ta cikel generira visokoenergijske elektronske nosilce za naslednji proces, verigo prenosa elektronov. Verižne reakcije prenosa elektronov se pojavijo na mitohondrijski membrani in ne v matriki, kjer deluje Krebsov cikel. To fizično ločevanje nalog, čeprav ni vedno najučinkovitejše od zunaj, pomaga zagotoviti najmanj napak encimov v dihalnih poteh, samo saj imajo različni oddelki veleblagovnice možnosti za likvidacijo z manjšimi možnostmi, tudi če se morate v trgovino sprehoditi na precej načinov, da pridete do to.

Ker aerobna presnova dovaja veliko več energije iz ATP (adenozin trifosfat) na molekule glukoze kot fermentacija, je vedno "najprimernejša" pot in predstavlja triumf evolucija.

Menijo, da so bili mitohondriji nekoč, pred milijoni in milijoni let, samostojni prokariontski organizmi, preden so se vključili v tako imenovane evkariontske celice. To se imenuje endosimbiontska teorija, ki zelo prispeva k razlagi številnih značilnosti mitohondrijev, ki bi sicer bile molekularnim biologom nedosegljive. Zdi se, da so evkarionti dejansko ugrabili celotnega proizvajalca energije, ne pa tistega, iz katerega bi se moral razviti manjših komponent, je morda glavni dejavnik, da lahko živali in drugi evkarionti uspevajo toliko časa, imajo.

Golgijev aparat: Imenovana tudi Golgijeva telesa, Golgijev aparat je center za predelavo, pakiranje in razvrščanje beljakovin in lipidov drugje v celici. Ti imajo običajno videz "kup palačink". To so mehurčki ali majhne membransko vezane vrečke, ki se odtrgajo od zunanjih robov diskov v Golgijevih telesih, ko je njihova vsebina pripravljena za dostavo v druge dele celice. Koristno je, da si Golgijeva telesa zamislimo kot pošte ali centre za razvrščanje in dostavo pošte z vsakim vezikulom odlomitev od glavne "stavbe" in oblikovanje lastne zaprte kapsule, ki spominja na dostavnik oz železniški vagon.

Golgijeva telesa proizvajajo lizosome, ki vsebujejo močne encime, ki lahko razgradijo stare in dotrajane celične sestavine ali zapuščene molekule, ki ne bi smele biti v celici.

Endoplazemski retikulum: The Endoplazemski retikulum (ER) je zbirka sekajočih se cevi in ​​sploščenih veziklov. Ta mreža se začne pri jedru in se razteza skozi citoplazmo do celične membrane. Uporabljajo se, kot ste morda že zbrali iz njihovega položaja in zgradbe, za prevoz snovi iz enega dela celice v drugega; natančneje, služijo kot cev, v kateri lahko ta prevoz poteka.

Obstajata dve vrsti ER, ki se razlikujeta po tem, ali imajo pritrjene ribosome ali ne. Rough ER je sestavljen iz zloženih veziklov, na katere je pritrjeno veliko ribosomov. V grobi ER so oligosaharidne skupine (sorazmerno kratki sladkorji) vezane na majhne beljakovine, ko prehajajo skozi druge organele ali sekretorne vezikule. Gladka ER pa nima ribosomov. Gladka ER povzroča vezikule, ki vsebujejo beljakovine in lipide, prav tako pa je sposobna zajeti in inaktivirati škodljive kemikalije, s čimer opravlja nekakšno varnostno funkcijo uničevalca, hišnika in prevoz vodovod.