Еукариотска ћелија: дефиниција, структура и функција (са аналогијом и дијаграмом)

Као што сте већ научили, ћелије су основна јединица живота.

Без обзира да ли се надате да ћете полагати тестове из биологије у средњој или средњој школи или тражите освежење пре биологије на факултету, еукариотска структура знања мора да постоји.

Прочитајте општи преглед који ће обухватити све што треба да знате за (већину) курсева биологије у средњој и средњој школи. Пратите линкове за детаљне водиче до сваке ћелије органеле да бисте похађали своје курсеве.

Шта су заправо еукариотске ћелије? Они су једна од две главне класификације ћелија - еукариотске и прокариотски. Такође су сложеније од њих двоје. Еукариотске ћелије укључују животињске ћелије - укључујући људске ћелије - биљне ћелије, ћелије гљивица и алге.

Еукариотске ћелије карактерише језгро везано за мембрану. То се разликује од прокарионтских ћелија, које имају нуклеоид - регион који је густ ћелијском ДНК - али заправо немају засебан одељак везан за мембрану попут језгра.

Еукариотске ћелије такође имају органеле, које су мембрански везане структуре које се налазе унутар ћелије. Ако бисте еукариотске ћелије погледали под микроскопом, видели бисте различите структуре свих облика и величина. С друге стране, прокариотске ћелије би изгледале уједначеније јер немају те структуре везане за мембрану да разбију ћелију.

Па зашто органеле чине еукариотске ћелије посебним?

Мислити о органеле попут соба у вашем дому: дневне собе, спаваћих соба, купатила и тако даље. Сви су одвојени зидовима - у ћелији би то биле ћелијске мембране - и свака врста собе има своју посебну употребу која, у целини, чини ваш дом удобним местом за живот. Органели делују на сличан начин; сви они имају различите улоге које помажу вашим ћелијама да функционишу.

Све те органеле помажу еукариотским ћелијама да извршавају сложеније функције. Дакле, организми са еукариотским ћелијама - попут људи - сложенији су од прокарионтских организама, попут бактерија.

Разговарајмо о „мозгу“ ћелије: језгро, који садржи већину генетског материјала ћелије. Већина ДНК ваше ћелије налази се у језгру, организованом у хромозоме. Код људи то значи 23 пара два хромозома или 26 хромозоми свеукупно.

Језгро је место где ваша ћелија доноси одлуке о томе који ће гени бити активнији (или „изражени“), а који гени ће бити мање активни (или „потиснути“). То је место транскрипције, што је први корак ка синтези протеина и изражавању а ген у протеин.

Језгро је окружено двослојном нуклеарном мембраном која се назива нуклеарна овојница. Коверта садржи неколико нуклеарних пора, које пропуштају супстанце, укључујући генетски материјал и мессенгер РНА или мРНК, да прође у и из језгра.

И, коначно, у језгру се налази нуклеолус, који је највећа структура у језгру. Нуклеолус помаже вашим ћелијама да производе рибосоме - више од оних у секунди - и такође игра улогу у реакцији ћелије на стрес.

У биологији ћелија, свака еукариотска ћелија је одвојена у две категорије: језгро, које смо управо описали горе, и цитоплазма, која је, па, све остало.

Тхе цитоплазме у еукариотским ћелијама садржи остале органеле везане за мембрану о којима ћемо говорити у наставку. Такође садржи супстанцу сличну гелу названу цитосол - мешавина воде, растворених супстанци и структурних протеина - која чини око 70 процената запремине ћелије.

Свака еукариотска ћелија - животињске ћелије, биљне ћелије, како ви кажете - обавијена је плазма мембраном. Тхе структура плазматске мембране састоји се од неколико компоненти, у зависности од врсте ћелије коју гледате, али све оне имају једну главну компоненту: фосфолипидни двослој.

Сваки молекул фосфолипида састоји се од а хидрофилни (или фосфатна глава која воли воду), плус две хидрофобни (или мрзе воду) масне киселине. Двострука мембрана настаје када се два слоја фосфолипида поређају реп до репа, а масне киселине формирају унутрашњи слој мембране, а фосфатне групе споља.

Овај распоред ствара јасне границе за ћелију, чинећи сваку еукариотску ћелију својом засебном јединицом.

Постоје и друге компоненте плазматске мембране. Протеини у плаземској мембрани помажу у транспорту материјала у и из ћелије, а такође примају хемијске сигнале из околине на које ваше ћелије могу да реагују.

Неки од протеина у плаземској мембрани (група тзв гликопротеини) такође имају повезане угљене хидрате. Гликопротеини делују као „идентификација“ за ваше ћелије и играју важну улогу у имунитету.

Ако ћелијска мембрана не звучи све толико јак и сигуран, у праву си - није! Дакле, вашим ћелијама је потребан цитоскелет испод како би се одржао облик ћелије. Цитоскелет се састоји од структурних протеина који су довољно јаки да подржавају ћелију, а који чак могу помоћи ћелији да расте и креће се.

Постоје три главне врсте филамената који чине еукариотски ћелијски цитоскелет:

• Микротубуле: То су највеће нити у цитоскелету, а направљене су од протеина који се назива тубулин. Изузетно су јаки и отпорни на компресију, па су кључни за одржавање ћелија у правилном облику. Они такође играју улогу у покретљивост или покретљивост ћелија, а такође помажу у транспорту материјала унутар ћелије.

• Средњи филаменти: Ови филаменти средње величине направљени су од кератина (који је, ФИИ, такође главни протеин који се налази у вашој кожи, ноктима и коси). Они раде заједно са микротубулама како би помогли у одржавању облика ћелије.

• Микрофиламенти: Најмања класа филамената у цитоскелетону, микрофиламенти су направљени од протеина тзв актин. Актин је изузетно динамичан - актинска влакна могу лако да се скрате или продуже, у зависности од тога шта вашој ћелији треба. Актински филаменти су посебно важни за цитокинезу (када се једна ћелија на крају митозе дели на две) и такође игра кључну улогу у ћелијском транспорту и покретљивости.

Цитоскелет је разлог због којег еукариотске ћелије могу попримити врло сложене облике (погледајте овај луди облик нерва!) а да се, ето, не сруше на себе.

Погледајте микроскоп животињске ћелије и наћи ћете другу органелу, центросоме, који је уско повезан са цитоскелетом.

Центросом функционише као главни центар за организовање микротубула (или МТОЦ) ћелије. Центросом игра пресудну улогу у митози - толико да су дефекти у центросому повезани са болестима раста ћелија, попут рака.

Центросом ћете наћи само у животињским ћелијама. Биљне и гљивичне ћелије користе различите механизме за организовање својих микротубула.

Иако све еукариотске ћелије садрже цитоскелет, неке врсте ћелија - попут биљних ћелија - имају ћелијски зид за још већу заштиту. За разлику од ћелијске мембране, која је релативно течна, Ћелијски зид је крута структура која помаже у одржавању облика ћелије.

Тачан састав ћелијског зида зависи од тога који тип организма гледате (алге, гљивице и биљне ћелије имају различите ћелијске зидове). Али они су углавном направљени од полисахариди, који су сложени угљени хидрати, као и структурни протеини за потпору.

Зид биљних ћелија део је онога што помаже биљкама да стоје усправно (бар док им толико не ускрати вода да почну венути) и да се супротставе факторима околине попут ветра. Такође функционише као полупропусна мембрана, омогућавајући одређеним супстанцама да прођу у ћелију и из ње.

Они рибосоми произведени у нуклеолусу?

Наћи ћете их гомилу у ендоплазматски ретикулум или ЕР. Конкретно, наћи ћете их у груби ендоплазматски ретикулум (или РЕР), које је име добило по „грубом“ изгледу који има захваљујући свим тим рибосомима.

Генерално, ЕР је производни погон ћелије и одговоран је за производњу супстанци које ћелије требају да расту. У РЕР-у рибозоми напорно раде како би помогли вашим ћелијама да произведу хиљаде и хиљаде различитих протеина који су вашим ћелијама потребни да преживе.

Ту је и део ЕР не прекривен рибосомима, назван глатки ендоплазматски ретикулум (или СЕР). СЕР помаже вашим ћелијама да производе липиде, укључујући липиде који формирају плаземску мембрану и мембране органела. Такође помаже у производњи одређених хормона, попут естрогена и тестостерона.

Док је ЕР производни погон ћелије, Голџијев апарат, које се понекад назива и Голгијевим телом, је пакирница ћелије.

Голгијев апарат узима протеине новопроизведене у ЕР и „пакује“ их како би могли правилно да функционишу у ћелији. Такође пакује супстанце у мале јединице везане за мембрану које се називају везикуле, а затим се отпремају на одговарајуће место у ћелији.

Голгијев апарат чине мале врећице тзв цистерне (изгледају као хрпа палачинки под микроскопом) које помажу у обради материјала. Тхе цис лице голги апарата је долазећа страна која прихвата нове материјале, а транс лице је одлазећа страна која их ослобађа.

Лизозоми такође играју кључну улогу у преради протеина, масти и других супстанци. То су мале органеле повезане са мембраном и врло су киселе, што им помаже да функционишу попут "желуца" ваше ћелије.

Задатак лизосома је да свари материјале, разграђујући нежељене протеине, угљене хидрате и липиде како би се могли уклонити из ћелије. Лизозоми су посебно важан део ваших имуних ћелија јер могу да сваре патогене - и спречавају их да вам у целини не наштете.

Па одакле вашој ћелији енергија за сву ту производњу и испоруку? Тхе митохондрије, који се понекад називају електрана или батерија ћелије. Једнина митохондрија је митохондрија.

Као што сте вероватно претпоставили, митохондрији су главна места производње енергије. Конкретно, ту су последње две фазе ћелијско дисање се одвијају - и локација на којој ћелија производи већину своје корисне енергије у облику АТП.

Као и већина органела, окружени су липидним двослојем. Али митохондрији заправо имају две мембране (унутрашња и спољна мембрана). Унутрашња мембрана је уско склопљена на себи ради веће површине, што сваком митохондрију даје више простора за спровођење хемијских реакција и производњу више горива за ћелију.

Различити типови ћелија имају различит број митохондрија. На пример, јетре и мишићне ћелије су њима посебно богате.

Иако су митохондрији можда покретач ћелије, пероксисом је централни део ћелијског метаболизма.

То је зато што пероксисоми помажу у апсорпцији хранљивих састојака у ћелијама и долазе упаковани са дигестивним ензимима да их разграде. Пероксисоми такође садрже и неутралишу водоник-пероксид - који би иначе могао да нашкоди вашој ДНК или ћелијским мембранама - да би промовисали дугорочно здравље ваших ћелија.

Нису у свакој ћелији хлоропласти - они се не налазе у биљним или гљивичним ћелијама, али се налазе у биљним ћелијама и неким алгама - али оне које их заиста добро користе. Хлоропласти су место фотосинтезе, скупа хемијских реакција које помажу неким организмима да произведу корисну енергију од сунчеве светлости и такође помажу у уклањању угљен-диоксида из атмосфере.

Хлоропласти су препуни зелених пигмената названих хлорофил, који хватају одређене таласне дужине светлости и покрећу хемијске реакције које чине фотосинтезу. Завирите у хлоропласт и наћи ћете назване хрпе материјала попут палачинки тилакоиди, окружен отвореним простором (назван строма).

Сваки тилакоид такође има своју мембрану - тилакоидну мембрану.

Погледајте биљну ћелију под микроскопом и вероватно ћете видети а велика балон који заузима пуно простора. То је централна вакуола.

У биљкама се централна вакуола пуни водом и раствореним супстанцама и може постати толико велика да заузима три четвртине ћелије. Примењује тургор притисак на ћелијски зид како би помогао да се „надува“ ћелија тако да биљка може да стоји усправно.

Друге врсте еукариотских ћелија, попут ћелија животиња, имају мање вакуоле. Различите вакуоле помажу у складиштењу хранљивих састојака и отпадних производа, тако да остају организовани у ћелији.

Треба освежење за највећи разлике између биљних и животињских ћелија? Покрили смо вас:

• Вакуоле: Биљне ћелије садрже најмање једну велику вакуолу да би се одржао облик ћелије, док су животињске вакуоле мање величине.
• Центриоле: Животињске ћелије имају један; биљне ћелије немају.
• Хлоропласти: Биљне ћелије их имају; животињске ћелије немају.
  
• Зид ћелије: Биљне ћелије имају спољни ћелијски зид; животињске ћелије једноставно имају плаземску мембрану.