Specializirane celice: opredelitev, vrste in primeri

Verjetno ste na tej točki v svojih tečajih tako dobro seznanjeni s strukturo evkariontskih celic - in če ne, tukaj je fantastičen primer za vas.

Morda ste opazili, da je večina diagramov celične strukture videti precej osnovnih. Imate svoje krožne živalske celice, bolj kotne rastlinske celice in vse organele znotraj celična membrana.

No, ni presenetljivo, da so ti diagrami - čeprav natančni! - ne povej celotne zgodbe. Resnica je, da so celice različnih oblik in velikosti. In zlasti v večceličnih organizmih, kot so živali in rastline, se lahko celice med seboj na videz (in delujejo) močno razlikujejo.

Smiselno, kajne? Ne bi pričakovali, da bodo celice, ki sestavljajo cvetni list, na primer videti in delujejo enako kot celice, ki sestavljajo korenine rastline. Podobno bi bile vaše kožne celice na primer drastično drugačne kot recimo jetrne celice - ker imata ti dve celici zelo različni funkciji v človeškem telesu.

Tam je celična specializacija vstopi. Specializacija celic omogoča, da se nove celice razvijejo v vrsto različnih tkiv, ki delujejo skupaj, da živi organizmi delujejo kot celota.

Proces specializacije celic - natančno kako celice se razvijejo v svoje raznolike oblike - je zapleteno. V telesu obstaja na stotine specifičnih tipov celic, ki izhajajo iz zelo osnovnih in splošnih celic, imenovanih matične celice.

Vse specializirane celice v telesu prihajajo iz istega porekla: skupina stebelna celica ki sestavljajo najzgodnejše faze zarodka. Matične celice so edinstvena vrsta celic, saj so sicer nezrele celice brez kakršne koli specializacije sledite razvojnemu načrtu, da se razvijete v tisoče edinstvenih vrst celic, ki jih najdemo po vsem telesu.

Obstajajo različne vrste izvornih celic, ločene po tem, v koliko tkiv se lahko razvijejo. Matične celice, ki jih najdemo na primer v zarodku, se lahko razvijejo v kaj vrsta tkiva - kar pomeni, kako iz ene matične celice preidete v popolnoma oblikovanega človeškega otroka.

Odrasle matične celice, tako kot izvorne celice v vašem kostnem mozgu, se lahko razvijejo le v peščico zrelih vrst celic. Toda bistvo je to vse matične celice so nespecializirane celice "predhodnice", ki se lahko razvijejo v vsaj eno zrelo vrsto celic.

Matične celice se razvijejo v zrela tkiva s postopkom, imenovanim diferenciacija. Če želite razumeti, kako deluje diferenciacija, se vrnite na koncepti celične komunikacije naučili ste se pri pouku biologije.

Celična komunikacija deluje v treh fazah. A sprejem faza, v kateri posebni receptorji na površini celice sprejemajo nekakšen signal iz okolja; a transdukcija faza, ki sporoča to sporočilo s površine celice v notranjost celice; in a odziv fazo, kjer celica spremeni svoje vedenje na podlagi tega signala.

Torej, kako to deluje pri diferenciaciji celic? No, recimo, da vaše telo potrebuje več rdečih krvnih celic. Matičnim celicam v krvi pošlje signal, da potrebujete več rdečih krvnih celic. Ta signal je prejel na površini celice.

Matična celica prenaša (ali pretvorbe) sporočilo jedru, tako da celica ve, da vaše telo potrebuje več rdečih krvnih celic. Nato matične celice odgovorite z aktiviranjem genov, ki mu bodo pomagali, da se razvije v rdeče krvne celice in voilà - celica postane rdeča krvna celica.

Čeprav znanstveniki vedo, da človeško telo vsebuje bilijone celic, natančno koliko vrst celic sestavlja telo, je še vedno aktivno področje preučevanja. Najnovejša ocena ugotavlja, da jih je vsaj 200 edinstvenih vrst celic v človeškem telesu, vsaj glede na videz. Nekateri znanstveniki menijo, da je ta ocena nizka, nove vrste celic pa še vedno redno odkrivajo.

Spodnja črta? Ogledujete si stotine različnih poti specializacije celic, ki jih lahko sprejmejo vaše matične celice.

Vse človeške celice pa spadajo v eno od štirih splošnih kategorij:

• Epitelijsko tkivo: Epitelijske celice obložijo vaša tkiva in so pomembne za zaščito spodnjih tkiv in pomoč pri absorpciji. V koži, žleznem tkivu in še več boste našli epitelijska tkiva.
• Vezivnega tkiva: Vezivno tkivo dobro poveže in zaščiti vaša tkiva. Zagotavlja strukturno podporo telesu. Ta vrsta tkiva vključuje kosti, hrustanec, kite, vezi in fascije.
• Živčno tkivo: Vaš živčni sistem pomaga pri prenosu informacij po telesu. Sestavljen je iz vašega centralnega živčnega sistema (ali centralnega živčnega sistema), ki vključuje možgane in hrbtenjačo ter perifernega živčnega sistema (PNS), ki vključuje živce v celotnem telesu.
• Mišično tkivo: To vrsto je verjetno najlažje predstaviti - saj veste, kaj so mišice! V krvnih žilah pa boste našli tudi posebne vrste mišičnih celic, pa tudi srce.

Vseh 200 (ali več) vrst celic, ki sestavljajo človeško telo, najdemo v eni od teh štirih vrst tkiva - veliko bolj obvladljivega učenja kot zapomnitve na stotine vrst celic, kajne?

Zdaj pa preverimo eno posebno vrsto celic, na katere boste verjetno naleteli pri pouku biologije - tiste, ki jih boste morali poznati malo bolj poglobljeno.

Vaš krvni obtok je eden tistih, ki ga boste najverjetneje pokrivali pri pouku biologije - zato je zdaj čas, da ga spoznate! Vaš krvožilni sistem je sestavljen iz vrste krvnih žil - arterije, žile in kapilare - pa tudi nekaj specializiranih vrst krvnih celic:

• rdeče krvne celice: Te rdeče celice v obliki diska so tiste, ki so odgovorne za prenos kisika po telesu. Vsebujejo hemoglobin, posebno beljakovino, ki se lahko veže na kisik iz zraka, ki ga dihate, in ga nato spusti nazaj v tkiva, ki ga potrebujejo.
• bele krvničke: Potrebujete pomoč pri boju proti prehladu ali gripi? Vaše bele krvne celice so vam na voljo! Bele krvne celice so ključna sestavina vašega imunskega sistema. Pomagajo telesu prepoznati nevarne patogene in jih uničijo, da ne boste preveč zboleli.
• Trombociti: Trombociti najmanjše vrste celic v krvi, igrajo ključno vlogo pri tvorbi krvnih strdkov. Ko trombociti zaznajo poškodbe ali raztrgano tkivo, se začnejo strpati in tvoriti krvni strdek, da upočasnijo ali ustavijo krvavitev.

Vaše telo nenehno izloča sveže krvne celice, da nadomesti starejše ali poškodovane. In vse vaše krvne celice so "rojene" v vašem kostnem mozgu iz populacije izvornih celic, ki so specializirane za ustvarjanje krvnih celic.

Verjetno boste naleteli tudi na celice živčni sistem v telesu. A brez skrbi - čeprav se možgani zdijo zapleteni, je učenje o vaših živcih verjetno lažje, kot si mislite.

Za eno obstajata le dve glavni klasifikaciji živčnih celic: nevroni in glija.

Nevroni so živci - celice, ki si jih verjetno predstavljate, ko pomislite na živčni sistem. Prenašajo informacije za nadzor vsega "razmišljanja" v vaših možganih, nadzorujejo pa tudi gibanje mišic in druge osnovne telesne funkcije.

Tudi živci po telesu pošiljajo signale nazaj v hrbtenjačo in možgane. Na primer, živci, ki zaznavajo bolečino, povedo možganom, kdaj so poškodovani, da se lahko izognete temu, kar je povzročilo bolečino.

Glia so podporne celice, ki pomagajo vašim živcem pravilno delovati. Obstaja nekaj glavnih vrste glijein vsi igrajo vlogo pri tem, da pomagajo možganom, hrbtenjači in drugim živcem učinkovito komunicirati. Nekatere glialne celice proizvajajo mielin, voskasto snov, ki "izolira" vaše nevrone za boljšo komunikacijo.

Drugi delujejo kot imunske celice možganov in pomagajo v boju proti okužbam, ki bi sicer škodile vašim živcem. Spet drugi pripomorejo k oskrbi nevronov s hranili, tako da ima živčni sistem energijo za pravilno delovanje.

Tretje glavne vrste celic, ki jih boste verjetno preučevali, so vaše mišične celice. In na srečo je tri vrste mišičnih celic enostavno naučiti.

Najprej imaš skeletne mišične celice - celice, ki sestavljajo skoraj vse mišice v vašem telesu. Skeletne mišice so tiste mišice, ki so - presenečenje - pritrjene na vaše okostje.

Naroči vam premikanje kosti. Recimo, ko skrčite bicep, boste upognili komolec. Celice skeletnih mišic deloma prostovoljno nadzirajo vaši možgani. To pomeni, da se lahko na primer odločite za premikanje noge in možgani bodo poslali signal, ki ustreza temu gibanju.

Nato imaš celice srčne mišice. To so celice, ki tvorijo vaše srce in se skrčijo za črpanje krvi skozi vaše telo. Krčenje celic srčne mišice je ne prostovoljno nadzorovan - namesto tega vaše telo ohranja enakomeren srčni ritem, ne da bi vam bilo treba o tem razmišljati.

Končno obstajajo celice gladkih mišic. Gladke mišice tvorijo obloge nekaterih krvnih žil in nekaterih organov, kot je želodec. Gladke mišice so pomembne za pomoč organom pri premikanju. Na primer, krčenje gladkih mišic pomaga premikati hrano skozi prebavni trakt, da omogoči pravilno prebavo.

Tako kot srčne mišice tudi krčenje gladkih mišic ni prostovoljno nadzorovano. Tako vam na primer ni treba razmišljati o premikanju hrane iz želodca v črevesje, ker vaše telo to stori namesto vas.

Tu je bistvo tega, kar morate vedeti o celični specializaciji:

• Celice se iz nezrelih izvornih celic razvijejo v zrele, visoko funkcionalne celice s postopkom, imenovanim diferenciacija.
• Diferenciacija omogoča razvoju celic, da prevzamejo edinstvene strukture, celici pa omogoča izvajanje specializirane funkcije.
• Proces diferenciacije sprožijo signali iz okolja in povzroči spremembe v izražanje genov ki vodijo razvoj celice.
• Diferenciacija omogoča, da se celice razvijejo v štiri glavne vrste tkiva: epitelijsko tkivo, živčno tkivo, vezivno tkivo in mišično tkivo.
• Obstajajo vsaj 200 različnih vrst celic v človeškem telesu. Nekatere, ki jih boste morali najbolje poznati, vključujejo specializirane krvne celice, specializirane živčne celice in specializirane mišične celice.