Мікроскопічні контейнери, відомі як клітин є основними одиницями живих істот на Землі. Кожен може похвалитися всіма характеристиками, які вчені приписують життю. Насправді деякі живі істоти складаються лише з однієї клітини. З іншого боку, ваше власне тіло має в межах 100 трильйонів.
Майже всі одноклітинні організми є прокаріоти, а у великій схемі класифікації життя вони належать або домену бактерій, або домену Archaea. Люди, поряд з усіма іншими тваринами, рослинами та грибами, є еукаріоти.
Ці крихітні структури виконують ті самі завдання в "мікро" масштабі, щоб зберегти себе в цілості, що ви та інші повнорозмірні організми робите в "макро" масштабі, щоб залишитися в живих. І очевидно, якщо достатня кількість окремих клітин зазнає невдачі у виконанні цих завдань, батьківський організм зазнає невдачі разом з ним.
Структури в клітинах мають індивідуальні функції, і загалом, незалежно від структури, їх можна звести до трьох основних завдань: A фізичний інтерфейс або межа зі специфічними молекулами;
систематичний засіб транспортування хімічних речовин до, вздовж або поза конструкцією; і специфічна, унікальна метаболічна або репродуктивна функція.Прокаріотичні клітини проти Еукаріотичні клітини
Як уже згадувалося, хоча клітини, як правило, розглядаються як крихітні компоненти живих істот, багато клітин є живі істоти.
Бактерії, яких неможливо побачити, але, безумовно, роблять їх присутність у світі (наприклад, одні викликають інфекційні захворювання, інші допомагають таким продуктам, як сир та йогурт належного віку, а інші відіграють роль у підтримці здоров’я травного тракту людини), є прикладом одноклітинних організмів та прокаріоти.
Клітини прокаріотів мають обмежену кількість внутрішніх компонентів у порівнянні з їх аналогами-еукаріоти. До них належать a клітинна мембрана, рибосоми, дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) і цитоплазма, чотири найважливіші особливості всіх живих клітин; вони детально описані далі.
Бактерії також мають клітинні стінки поза клітинною мембраною для додаткової підтримки, і деякі з них також мають так звані структури джгутики, схожі на батоги конструкції, виготовлені з білка, які допомагають організмам, до яких вони прив’язані, рухатися у своєму середовищі.
Еукаріотичні клітини мають безліч структур, яких у прокаріотичних клітин немає, і, відповідно, ці клітини користуються більш широким спектром функцій. Мабуть, найважливішими є ядро та мітохондрії.
Структури клітин та їх функції
Перш ніж глибоко заглибитися в те, як окремі клітинні структури обробляють ці функції, корисно переглянути, що це за структури та де їх можна знайти. Перші чотири структури у наступному списку є загальними для всіх клітин природи; інші знаходяться в еукаріотів, і якщо структура знаходиться лише в певних еукаріотичних клітинах, ця інформація зазначається.
Клітинна мембрана: Це також називається плазматична мембрана, але це може викликати плутанину, оскільки клітини еукаріотів насправді мають плазматичні мембрани навколо себе органели, багато з яких докладно описані нижче. Він складається з фосфоліпідного двошару або двох однаково побудованих шарів, що стоять один проти одного у "дзеркальному відображенні". Це настільки динамічна машина, скільки і простий бар’єр.
Цитоплазма: Цей гелеподібний матрикс - це речовина, в якій ядро, органели та інші клітинні структури сидять, як шматочки фруктів у класичному желатиновому десерті. Речовини рухаються через цитоплазма шляхом дифузії, або з областей з вищою концентрацією цих речовин в зони з меншою концентрацією.
Рибосоми: Ці структури, які не мають власних мембран і, отже, не вважаються справжніми органелами, є місцями синтезу білка в клітинах і самі складаються з білкових субодиниць. У них є "док-станції" для месенджер рибонуклеїнової кислоти (мРНК), який несе вказівки щодо ДНК від ядра та амінокислоти, «будівельні блоки» білків.
ДНК: Клітини генетичний матеріал сидить у цитоплазмі прокаріотичних клітин, але в ядрах (множина «ядра») еукаріотичних клітин. Складається з мономерів - тобто повторюваних субодиниць - називається нуклеотиди, з яких існує чотири основних види, ДНК упаковується разом з підтримуючими білками, які називаються гістонами, у довгу жилисту речовину, хроматин, яка сама ділиться на хромосом у еукаріотів.
Органели еукаріотичних клітин
Органели дають чудові приклади клітинних структур, які служать різним, необхідним та унікальним цілям, на які покладаються підтримка транспортних механізмів, які в свою чергу залежать від того, як ці структури фізично пов'язані з рештою клітинку.
Мітохондрії є, мабуть, найвидатнішими молекулами як з точки зору їх характерного вигляду під мікроскопом, так і їхнього функція, яка полягає у використанні продуктів хімічних реакцій, що розщеплюють глюкозу в цитоплазмі, для вилучення великого угода про аденозинтрифосфат (АТФ) доки присутній кисень. Це відомо як клітинне дихання і відбувається переважно на мембрані мітохондрій.
Інші ключові органели включають ендоплазматичний ретикулум, своєрідна клітинна «магістраль», яка пакує та переміщує молекули між рибосомами, ядром, цитоплазмою та зовнішнім клітинним клітиною. Тіла Гольджі, або "диски", які відриваються від ендоплазматичної сітки, як невеликі таксі. Лізосоми, які є порожнистими сферичними тілами, які розщеплюють відходи, що утворюються під час метаболічних реакцій клітини.
Плазматичні мембрани - це воротарі клітин
Три завдання клітинної мембрани - це збереження цілісності самої клітини, яка служить напівпроникною мембраною, через яку можуть проходити дрібні молекули, і сприяє активний транспорт речовин через "насоси", вбудовані в мембрану.
Молекулами, що складають кожен з двох шарів мембрани, є фосфоліпіди, які мають гідрофобні «хвости», виготовлені з жиру, що спрямовані всередину (а отже, і один до одного), та гідрофільні фосфорсодержащіе «головки», які спрямовані назовні (і це до внутрішньої та зовнішньої сторони самої органели, або у випадку власне клітинної мембрани, всередині та зовні клітини сам).
Вони є лінійними та перпендикулярними до загальної листоподібної структури мембрани в цілому.
Пильний погляд на фосфоліпіди
фосфоліпіди знаходяться досить близько один до одного, щоб уникнути токсинів або великих молекул, які можуть зашкодити внутрішній частині, якщо їм буде забезпечено проходження. Але вони досить далеко один від одного, щоб дозволити невеликим молекулам, необхідним для обмінних процесів, таким як вода, глюкоза (весь цукор клітини використовують для енергії) та нуклеїнові кислоти (які використовуються для побудови нуклеотидів і, отже, ДНК та АТФ, "енергетичної валюти" у всіх клітини).
Мембрана має "насоси", вбудовані серед фосфоліпідів, які використовують АТФ для введення або виведення молекул, які не зазвичай проходять через або через їх розмір, або тому, що їх концентрація більша на тій стороні, яку молекули перекачують до. Цей процес називається активний транспорт.
Ядро - це мозок клітини
Ядро кожної клітини містить повну копію всієї ДНК організму у вигляді хромосом; люди мають 46 хромосом, по 23 успадковані від кожного з батьків. Ядро оточене плазматичною мембраною, яка називається ядерна оболонка.
Під час процесу, який називається мітоз, ядерна оболонка розчиняється, і ядро розпадається навпіл після того, як всі хромосоми копіюються або реплікуються.
За цим незабаром відбувається поділ всієї клітини - процес, відомий як цитокінез. Це призводить до створення двох дочірніх клітин, які ідентичні одна одній, а також батьківській клітині.