Будова клітини тварини

Клітини є основними, незводящими елементами життя на Землі. Деякі живі істоти, наприклад, бактерії, складаються лише з однієї клітини; такі тварини, як ти, включають трильйони. Клітини самі по собі мікроскопічні, але більшість із них містять приголомшливий масив ще менших компонентів що всі сприяють основній місії збереження клітини - і, як наслідок, батьківського організму - живий. Клітини тварин є, загалом кажучи, частиною складніших форм життя, ніж бактеріальні або рослинні клітини; відповідно, клітини тварин складніші та складніші, ніж їх аналоги в мікробному та ботанічному світах.

Мабуть, найпростіший спосіб уявити клітину тварини - це центр реалізації чи великий зайнятий склад. Важливим фактором, про який слід уважно пам’ятати, і який часто описує світ загалом, але чудово застосовується зокрема до біології, є "форма, яка відповідає функції". Тобто, Причина, чому частини клітини тварини, як і клітина в цілому, структуровані такою, якою вони є, дуже тісно пов'язана з роботою, на яку покладено ці частини - так звані "органели" проведення.

На живі істоти можна поділити прокаріотичний організми, які є одноклітинними і включають:

• рослини
  
• тварини
  
• грибки

Клітини еукаріотів включають мембрану навколо генетичного матеріалу, створюючи ядро; у прокаріотів такої мембрани немає. Крім того, цитоплазма прокаріотів не містить органел, якими еукаріотичні клітини можуть похвалитися в достатку.

клітинна мембрана, яку також називають плазматичною мембраною, утворює зовнішню межу клітин тварин. (Рослинні клітини мають клітинні стінки безпосередньо поза клітинної мембрани для додаткового захисту та стійкості.) Мембрана - це більше, ніж простий фізичний бар’єр або склад для органел та ДНК; натомість він динамічний, з високоселективними каналами, які ретельно регулюють вхід і вихід молекул до клітини та з неї.

Клітинна мембрана складається з a фосфоліпідний бішар, або ліпідний бішар. Цей двошаровий шар складається, по суті, з двох різних «листків» молекул фосфоліпідів з ліпідом частини молекул у різних шарах стикаються, а фосфатні частини вказують навпроти напрямки. Щоб зрозуміти, чому це відбувається, розглянемо електрохімічні властивості ліпідів та фосфатів окремо. Фосфати - це полярні молекули, що означає, що їх електрохімічні заряди розподіляються по молекулі нерівномірно. Вода (H₂O) також є полярним, і полярні речовини, як правило, змішуються, тому фосфати належать до речовин, позначених гідрофільними (тобто притягуються до води).

Ліпідна частина фосфоліпіду містить дві жирні кислоти, які є довгими ланцюгами вуглеводнів зі специфічними типами зв’язків, які залишають цілу молекулу без градієнта заряду. Насправді ліпіди за визначенням неполярні. Оскільки вони реагують протилежно тому, як полярні молекули реагують у присутності води, їх називають гідрофобними. Тому ви можете уявити цілу молекулу фосфоліпідів як "кальмароподібну", причому фосфатна частина виконує функцію голови та тіла, а ліпід - як пару щупалець. Далі, уявіть собі два великих «аркуша» кальмарів, зібраних із змішаними щупальцями та спрямованими в протилежних напрямках головами.

Клітинні мембрани дозволяють певним речовинам надходити та йти. Це відбувається різними шляхами, включаючи дифузію, полегшену дифузію, осмос та активний транспорт. Деякі органели, наприклад мітохондрії, мають власні внутрішні мембрани, що складаються з тих же матеріалів, що і сама плазматична мембрана.

ядро є, по суті, контрольно-командним центром клітини тварини. Він містить ДНК, яка у більшості тварин розташована в окремих хромосомах (у вас 23 пари), які розділені на невеликі порції, звані генами. Гени - це просто довжини ДНК, які містять код певного білкового продукту, який ДНК доставляє до механізму збору білків клітини за допомогою молекули РНК (рибонуклеїнової кислоти).

Ядро включає різні порції. При мікроскопічному дослідженні темна пляма називається ядерце з’являється в середині ядра; ядерце бере участь у виробництві рибосом. Ядро оточене ядерною мембраною, подвійною пізніше аналогом клітинної мембрани. Ця оболонка, яку також називають ядерною оболонкою, має ниткоподібні білки, прикріплені до внутрішнього шару, які простягаються всередину і допомагають підтримувати ДНК організованою та на місці.

Під час розмноження та ділення клітин розщеплення самого ядра на два дочірні ядра називається цитокінезом. Виділення ядра з решти клітини корисно для утримання ДНК ізольовано від інших клітинних дій, мінімізуючи ймовірність її пошкодження. Це також дозволяє здійснювати вишуканий контроль безпосереднього клітинного середовища, яке можна відрізняти від цитоплазми клітини в цілому.

Ці органели, які також містяться в клітинах не тварин, відповідають за синтез білка, який відбувається в цитоплазмі. Синтез білка запускається, коли ДНК в ядрі проходить процес, який називається транскрипцією, тобто виготовлення РНК з хімічним кодом, що відповідає точній смужці ДНК, з якої вона зроблена (РНК-месенджер або мРНК). ДНК і РНК складаються з мономерів (одиничних повторюваних одиниць) нуклеотидів, які містять цукор, фосфатну групу і частину, звану азотистою основою. ДНК включає чотири різні такі основи (аденін, гуанін, цитозин та тимін), і їх послідовність у довгій смужці ДНК є кодом продукту, який в кінцевому підсумку синтезується на рибосомах.

Коли щойно створена мРНК переміщується з ядра в рибосоми в цитоплазмі, може розпочатися синтез білка. Самі рибосоми зроблені з виду РНК, яка називається рибосомною РНК (рРНК). Рибосоми складаються з двох білкових субодиниць, одна з них приблизно на 50 відсотків масивніша за іншу. мРНК зв’язується з певним місцем у рибосомі, і довжини молекули три основи одночасно «зчитуються» і використовується для виготовлення одного з приблизно 20 різних видів амінокислот, які є основними будівельними елементами білки. Ці амінокислоти транспортуються до рибосом за допомогою третього виду РНК, який називається РНК перенесення (тРНК).

Мітохондрії є захоплюючими органелами, які відіграють особливо важливу роль у метаболізмі тварин та еукаріотів в цілому. Вони, як і ядро, укладені подвійною мембраною. Вони мають одну основну функцію: забезпечувати якомога більше енергії, використовуючи вуглеводні джерела палива, в умовах достатньої доступності кисню.

Першим кроком у метаболізмі клітин тварин є розпад глюкози, що надходить у клітину, до речовини, званої піруватом. Це називається гліколіз і відбувається, присутній кисень чи ні. Коли відсутня достатня кількість кисню, піруват піддається ферментації, перетворюючись на лактат, що забезпечує короткочасний сплеск клітинної енергії. В іншому випадку піруват потрапляє в мітохондрії і зазнає аеробного дихання.

Аеробне дихання включає два процеси зі своїми кроками. Перший відбувається в матриксі мітохондрій (подібний до власної цитоплазми клітини) і називається циклом Кребса, циклом трикарбонової кислоти (ТСА) або циклом лимонної кислоти. Цей цикл генерує високоенергетичні електрони-носії для наступного процесу - ланцюга переносу електронів. Ланцюгові реакції переносу електронів відбуваються на мембрані мітохондрій, а не в матриці, де працює цикл Кребса. Ця фізична роздільність завдань, хоча і не завжди є найбільш ефективною ззовні, допомагає забезпечити мінімум помилок ферментів у дихальних шляхах, просто оскільки наявність різних відділів універмагу зводить до мінімуму ймовірність того, що ви закінчите неправильну покупку, навіть якщо вам доведеться заблукати до магазину, щоб знайти це.

Оскільки аеробний метаболізм забезпечує набагато більше енергії з АТФ (аденозинтрифосфату) молекули глюкози, ніж ферментація, вона завжди є "кращим" шляхом і є тріумфом еволюція.

Вважається, що мітохондрії свого часу, мільйони і мільйони років тому, були окремо стоячими прокаріотичними організмами, перш ніж стати об’єднаними в так звані еукаріотичні клітини. Це називається теорією ендосимбіонтів, яка проходить довгий шлях до пояснення багатьох характеристик мітохондрій, які інакше можуть бути невловимими для молекулярних біологів. Здається, що фактично еукаріоти захопили цілого виробника енергії, а не того, з кого потрібно еволюціонувати менші компоненти, є, мабуть, головним фактором того, як тварини та інші еукаріоти можуть процвітати стільки часу, скільки вони мають.

Апарат Гольджі: Також називають тілами Гольджі Апарат Гольджі є центром переробки, упаковки та сортування білків та ліпідів, вироблених в інших місцях клітини. Зазвичай вони мають вигляд «стопки млинців». Це везикули, або невеликі зв’язані з мембраною мішечки, які відламуються від зовнішніх країв дисків у тілах Гольджі, коли їх вміст готовий до доставки до інших частин клітини. Корисно уявити органи Гольджі як поштові відділення або центри сортування та доставки пошти з кожною везикулою відриваючись від головної "будівлі" і утворюючи власну закриту капсулу, схожу на вантажівку для доставки або залізничний вагон.

Тіла Гольджі виробляють лізосоми, які містять потужні ферменти, здатні погіршити старі та зношені клітинні компоненти або збиті молекули, яких не повинно бути в клітині.

Ендоплазматичний ретикулум: ендоплазматичний ретикулум (ER) - це сукупність труб, що перетинаються, і сплощених везикул. Ця мережа починається від ядра і поширюється через цитоплазму до клітинної мембрани. Вони використовуються, як ви, мабуть, вже зібрали з їх положення та структури, для транспортування речовин з однієї частини клітини в іншу; точніше, вони служать каналом, в якому може здійснюватися цей транспорт.

Існує два типи ER, які відрізняються тим, чи мають вони прикріплені рибосоми чи ні. Шорстка ЕР складається зі складених бульбашок, до яких прикріплено безліч рибосом. У грубій ЕР олігосахаридні групи (відносно короткі цукри) приєднуються до дрібних білків, коли вони проходять по шляху до інших органел або секреторних везикул. Натомість гладкий ER не має рибосом. Гладка ER призводить до везикул, що несуть білки та ліпіди, а також здатна поглинати та інактивувати шкідливих хімічних речовин, тим самим виконуючи своєрідну функцію знищення-економки-охоронця, а також будучи транспортом трубопровід.