V prokariontskih celicah, kot so bakterije, genski material organizma oz DNK (deoksiribonukleinska kislina), "plava" v celični plazmi celice, ločena od zunanjega sveta le z zunanjo pregrado same celice. V celicah evkariontov, kot ste vi, je DNA zaprta v membransko vezano jedro, ki ponuja drugo plast zaščite in izboljšano osredotočenost funkcionalnosti.
Primer zapiranja genskega materiala celice v zaščitno dvojno plazemsko membrano kompartmentalizacija. To evkariontske celice se lahko tako zlahka sklicujejo na to v svoji celični arhitekturi, je glavna strukturna prilagoditev, ki je evkarionom omogočila, da veliko prerastejo prokarionte po velikosti in splošni raznolikosti.
Prokariontski vs. Eukariontske celice
Vse celice imajo štiri osnovne elemente: a celična membrana na zunaj, citoplazmi polnjenje večine notranjosti, ribosomi za sintezo beljakovin in genskega materiala v obliki DNA. Prokarionti imajo ponavadi le malo več in vsi, razen nekaterih, so sestavljeni iz samo ene od teh preprostih celic. Tisti malo DNK, ki ga imajo, sedi v ohlapni gruči v citoplazmi.
Eukariontske celice (tj. Celice živali, rastlin, protistov in gliv) imajo vse zgoraj omenjene vključke in nato nekatere. Pomembno je, da vsebujejo z membrano vezane organele, ki opravljajo vitalne, ponavljajoče se funkcije, kot je popolna razgradnja molekul ogljikovih hidratov.
Eukariontske celice se lahko med seboj močno razlikujejo tako znotraj kot med organizmi in vrstami. Vsi evkarionti na primer imajo mitohondrije, a le redke izjeme imajo le rastlinske celice kloroplasti.
Zakaj DNK v jedru?
Če bi vas prosili za razlago prednosti kompartmentalizacije v evkariontskih celicah, bi imeli enostavno nalogo, če bi bili opremljeni z osnovnim znanjem o celični anatomiji in fiziologiji na splošno.
"Kompartmentalizacijska biologija" je evolucijski napredek, ki je celicam omogočil, da postanejo specializirani mali stroji (in v nekaterih primerih celo organizmi).
Eukariontske celice imajo z membrano vezane organele za prebavo, pridobivanje energije iz hrane in premikanje novo sintetiziranih beljakovin od kraja do kraja. Če vsega tega primanjkuje, lahko njihovi prokariontski kolegi zrastejo le do določene velikosti in v večini primerov niso zrasli zgolj kot enocelična celica.
Ogromna velikost evkariontskega genoma, ki se odraža v njegovi ogromni količini DNA, zahteva, da je zelo dobro zapakiran, samo da se prilega celici. Tako ima jedro bistveno poostri ta vidik gradnje evkariontskih celic.
Membransko vezane organele
Nekateri vidnejši membranski organeli v evkariontskih celicah so:
Mitohondriji. Te pogosto imenujemo "elektrarne" celic, saj se tu pojavijo reakcije aerobnega dihanja. Te reakcije so odgovorne za ogromno količino "ustvarjanja" energije v evkariontih.
Kloroplasti. Najdeno v rastlinskih celicah, kloroplasti uporabite moč sončne svetlobe za proizvodnjo sladkorjev iz plina ogljikovega dioksida v okolju.
Lizozomi. To je "čistilna posadka" celic (glej spodaj).
Endoplazemski retikulum. Ta membranska "avtocesta" premakne na novo pridobljene beljakovine iz ribosomov v Golgijeva telesa in drugje.
Golgijeva telesa. Te "vrečke" premikajo beljakovine po celici med Endoplazemski retikulum in njihov končni cilj.
Lizosomi in prebava
Lizosomi nosijo prebavni encimi sposoben razgraditi celične odpadke, pa tudi zdrave celične sestavine. Torej, ko ti encimi nastanejo v ribosomih, jih je treba preseliti v njihove morebitne domove v lizosomih, ne da bi pri tem karkoli poškodovali.
Ti encimi se v celici prevažajo skoraj enako, kot se HAZMAT (nevarni odpadni materiali) prevaža po ameriških avtocestah in železnicah: s posebnimi nalepkami in z veliko previdnostjo. Ko so enkrat v okolju z visoko kislostjo lizosomov, ti kisle hidrolaze encimi delujejo zelo učinkovito.
Trije primeri znotrajcelične prebave z lizosomi:
- Ogljikovi hidrati, lipidi, nukleinske kisline in beljakovine
- "Mrtve" organele in njihovi sestavni deli
- Bakterije in druge snovi, vnesene zunaj celice