Specialiserade celler: definition, typer och exempel

Chansen är att du vid denna tidpunkt i dina kurser är så bekant med strukturen hos eukaryota celler - och om inte, här är en fantastisk grundfärg för dig.

Vad du kanske har märkt är dock att de flesta cellstrukturdiagram ser ganska grundläggande ut. Du har dina cirkulära djurceller, dina mer vinklade växtceller och alla organeller i cellmembranet.

Tja, inte förvånande, dessa diagram - även om de är korrekta! - berätta inte hela historien. Sanningen är att celler kommer i alla olika former och storlekar. Och, särskilt i flercelliga organismer som djur och växter, kan celler se ut (och agera) drastiskt olika från varandra.

Det är vettigt, eller hur? Du skulle inte förvänta dig att cellerna som utgör ett blomblad, till exempel, ser ut och verkar på samma sätt som cellerna som utgör växtens rötter. På samma sätt skulle dina hudceller till exempel se drastiskt annorlunda ut än, till exempel, dina leverceller - eftersom de två cellerna har mycket olika funktioner i människokroppen.

Det är där cellspecialisering

Processen för cellspecialisering - exakt hur celler utvecklas till sina olika former - är komplex. Det finns hundratals specifika celltyper i kroppen som härrör från de mycket grundläggande och generella celler som kallas stamceller.

Alla de specialiserade cellerna i kroppen kommer från samma vävnad med ursprung: gruppen av stamceller som utgör de tidigaste stadierna av ett embryo. Stamceller är en unik celltyp, eftersom de kan vara omogna celler utan specialisering följ en utvecklings "ritning" för att utvecklas till de tusentals unika celltyper som finns i hela kroppen.

Det finns olika typer av stamceller, åtskilda av hur många vävnader de kan utvecklas till. De stamceller som finns i ett embryo kan till exempel utvecklas till några vävnadstyp - vilket är hur du går från en enda stamcell till en fullformad människa.

Vuxna stamceller, som stamcellerna som finns i din benmärg, kan bara utvecklas till en handfull mogna celltyper. Men slutresultatet är det Allt stamceller är icke-specialiserade "föregångarceller" som kan utvecklas till åtminstone en mogen celltyp.

Stamceller utvecklas till mogna vävnader genom en process som kallas differentiering. För att förstå hur differentiering fungerar, tänk tillbaka på cellkommunikationskoncept du lärde dig i dina biologikurser.

Cellkommunikation fungerar i tre steg. A reception fas, i vilken speciella receptorer på cellytan tar emot någon form av signal från omgivningen; a transduktion fas, som vidarebefordrar meddelandet från cellytan till insidan av cellen; och a svar fas där cellen ändrar sitt beteende baserat på den signalen.

Så hur fungerar det i celldifferentiering? Låt oss säga att din kropp behöver fler röda blodkroppar. Det skickar en signal till dina blodstamceller att du behöver fler röda blodkroppar. Denna signal är mottagen på cellens yta.

Stamcellen sänder (eller transducerar) det meddelandet till kärnan, så att cellen vet att din kropp behöver fler röda blodkroppar. Sedan stamcellerna svara genom att aktivera generna som hjälper den att utvecklas till en röd blodkropp, och voilà - cellen blir en röd blodkropp.

Medan forskare vet att människokroppen innehåller biljoner celler, är exakt hur många celltyper kroppen utgör fortfarande ett aktivt studieområde. Den senaste uppskattningen konstaterar att det finns åtminstone 200 unika celltyper i människokroppen, åtminstone baserat på utseende. Vissa forskare tycker dock att uppskattningen är låg, och nya celltyper upptäcks fortfarande regelbundet.

Poängen? Du tittar på hundratals olika cellspecialiseringsvägar som dina stamceller kan ta.

Men mänskliga celler tillhör alla en av fyra övergripande kategorier:

• Epitelvävnad: Epitelceller fodrar dina vävnader, och de är viktiga för att skydda underliggande vävnader samt hjälpa till med absorption. Du hittar epitelvävnader i din hud, körtelvävnad och mer.
• Bindväv: Bindvävnad, ja, förbinder och säkrar dina vävnader. Det ger strukturellt stöd till din kropp. Denna vävnadstyp inkluderar ben, brosk, senor, ligament och fascia.
• Nervös vävnad: Ditt nervsystem hjälper till att överföra information genom hela kroppen. Den består av ditt centrala nervsystem (eller CNS), som inkluderar din hjärna och ryggmärg, och ditt perifera nervsystem (PNS), som inkluderar nerverna i resten av din kropp.
• Muskelvävnad: Den här typen är förmodligen den lättaste att föreställa sig - du vet vad muskler är! Men du hittar också speciella typer av muskelceller i dina blodkärl, liksom i ditt hjärta.

Alla de 200 (eller fler) cellerna som utgör människokroppen finns i en av de fyra vävnadstyperna - mycket mer hanterbar att lära sig än att memorera hundratals celltyper, eller hur?

Låt oss nu kolla in några av de speciella celltyper som du sannolikt kommer att stöta på i dina biologikurser - de du behöver veta lite mer djupgående.

Din cirkulationssystemet är en av de som du sannolikt kommer att täcka i biologikurs - så nu är det dags att lära känna det! Ditt cirkulationssystem består av en serie blodkärl - artärer, vener och kapillärer - samt några specialiserade blodcellstyper:

• röda blodceller: Dessa röda, skivformade celler är de som är ansvariga för att transportera syre genom hela kroppen. De innehåller hemoglobin, ett speciellt protein som kan binda till syret från luften du andas och sedan släppa tillbaka det i vävnaderna som behöver det.
• vita blod celler: Behöver du hjälp med att bekämpa förkylning eller influensa? Dina vita blodkroppar finns där för att hjälpa dig! Vita blodkroppar utgör en nyckelkomponent i ditt immunsystem. De hjälper din kropp att identifiera farliga patogener och förstör dem så att du inte blir för sjuk.
• Blodplättar: Den minsta celltypen i ditt blod, trombocyter spelar en nyckelroll i bildningen av blodproppar. När trombocyter känner skada eller sönderriven vävnad börjar de klumpa ihop sig och bildar en blodpropp för att sakta ner eller stoppa blödningen.

Din kropp sliter ständigt ut nya blodkroppar för att ersätta äldre eller skadade. Och alla dina blodkroppar är "födda" i din benmärg, från en population av stamceller som är specialiserade på att skapa blodkroppar.

Du kommer sannolikt också att stöta på cellerna i nervsystem i din kropp. Men oroa dig inte - medan hjärnan kan tyckas komplicerad är det troligen lättare att lära dig om dina nerver än du tror.

För det första finns det bara två huvudklassificeringar av nervceller: nervceller och glia.

Neuroner är nerver - cellerna du förmodligen föreställer dig när du tänker på ditt nervsystem. De överför information för att kontrollera allt "tänkande" i din hjärna, och kontrollerar också muskelrörelser och andra grundläggande kroppsfunktioner.

Nerver i hela kroppen skickar också signaler tillbaka till ryggmärgen och hjärnan. Smärtkännande nerver, till exempel, berätta för din hjärna när du är skadad, så att du kan undvika vad som orsakade smärtan.

Glia är stödcellerna som hjälper dina nerver att fungera ordentligt. Det finns några stora typer av gliaoch alla spelar en roll för att hjälpa din hjärna, ryggmärg och andra nerver att kommunicera effektivt. Vissa gliaceller producerar myelin, ett vaxartat ämne som "isolerar" dina nervceller för bättre kommunikation.

Andra fungerar som hjärnans immunceller och hjälper till att bekämpa infektioner som annars skulle skada dina nerver. Och ännu andra hjälper till att hålla dina nervceller försedda med näringsämnen så att ditt nervsystem har energi att fungera ordentligt.

De tredje huvudcelltyperna du sannolikt kommer att studera är dina muskelceller. Och tack och lov är de tre muskelcellstyperna lätta att lära sig.

Först har du det skelettmuskelceller - cellerna som utgör nästan alla muskler i kroppen. Skelettmuskel är den typ av muskler som - överraskning - är förankrad i ditt skelett.

Det drar sig ihop för att flytta dina ben. Så säg, när du kontraherar din bicep, böjer du armbågen. Skelettmuskelceller kontrolleras delvis frivilligt av din hjärna. Det betyder att du kan välja att flytta ditt ben, till exempel, och din hjärna kommer att skicka en signal som motsvarar den rörelsen.

Nästa, du har hjärtmuskelceller. Det här är cellerna som utgör ditt hjärta och drar sig samman för att pumpa blod genom kroppen. Sammandragning av hjärtmuskelceller är inte frivilligt kontrollerad - istället upprätthåller din kropp en stadig hjärtrytm utan att du behöver tänka på det.

Slutligen finns det glatta muskelceller. Släta muskler utgör foder i vissa blodkärl, liksom vissa organ, som din mage. Glatt muskulatur är viktigt för att hjälpa dina organ att röra sig. Till exempel hjälper glatt muskelkontraktion att flytta mat genom matsmältningskanalen för att möjliggöra korrekt matsmältning.

Liksom hjärtmuskel kontrolleras inte glattmuskelkontraktion frivilligt. Så till exempel behöver du inte tänka på att flytta mat från magen till tarmarna eftersom din kropp bara gör det åt dig.

Här är kärnan i vad du behöver veta om cellspecialisering:

• Celler utvecklas från omogna stamceller till mogna, mycket funktionella celler genom en process som kallas differentiering.
• Differentiering gör att utvecklande celler kan ta på sig unika strukturer, och det gör att cellen kan utföra specialiserade funktioner.
• Processen för differentiering utlöses av signaler från miljön och resulterar i förändringar i genexpression som styr cellens utveckling.
• Differentiering gör att celler kan utvecklas till fyra huvudvävnadstyper: epitelvävnad, nervvävnad, bindväv och muskelvävnad.
• Det finns åtminstone 200 olika celltyper i människokroppen. Några som du bäst behöver veta är specialiserade blodkroppar, specialiserade nervceller och specialiserade muskelceller.