Indhold
- Dele af en celle
- Cellemembranen
- Cytoplasmaet
- Nucleus
- Mitokondrier
- kloroplaster
- ribosomer
- Golgi-organer og andre organeller
Celler er de grundlæggende byggesten i livet. Mindre poetisk er de de mindste enheder af levende ting, der bevarer alle de grundlæggende egenskaber, der er forbundet med selve livet (f.eks. Proteinsyntese, brændstofforbrug og genetisk materiale). Som et resultat, på trods af deres lille størrelse, er celler nødt til at udføre en lang række funktioner, både koordinerede og uafhængige. Dette betyder igen, at de skal indeholde en lang række forskellige fysiske dele.
De fleste prokaryotiske organismer består kun af en enkelt celle, mens kroppen af eukaryoter som dig selv indeholder billioner. Eukaryote celler indeholder specialiserede strukturer kaldet organeller, som inkluderer en membran svarende til den, der omgiver hele cellen. Disse organeller er de celler, der er jordbundne tropper, og sørger løbende for, at alle cellerne øjeblikkelige behov er opfyldt.
Dele af en celle
Alle celler indeholder på et absolut minimum en cellemembran, genetisk materiale og cytoplasma, også kaldet cytosol. Dette genetiske materiale er deoxyribonukleinsyre eller DNA. I prokaryoter er DNA klynget i en del af cytoplasmaet, men det er ikke lukket af en membran, fordi kun eukaryoter har en kerne. Alle celler har en cellemembran bestående af et phospholipid-dobbeltlag; prokaryote celler har en cellevæg direkte uden for cellemembranen for øget stabilitet og beskyttelse. Cellerne fra planter, der sammen med svampe og dyr er eukaryoter, har også cellevægge.
Alle celler har også ribosomer. I prokaryoter flyder disse frit i cytoplasmaet; i eukaryoter er de typisk bundet til den endoplasmatiske retikulum. Ribosomer klassificeres ofte som en type organelle, men i nogle ordninger kvalificerer de sig ikke som sådan, fordi de mangler en membran. Ved ikke at mærke ribosomerorganeller gør ordningen "kun eukaryoter har organeller" konsistent. Disse eukaryote organeller inkluderer foruden det endoplasmatiske retikulum, mitokondrier (eller i planter, chloroplaster), Golgi-legemer, lysosomer, vakuoler og cytoskelettet.
Cellemembranen
Cellemembranen, også kaldet plasmamembranen, er en fysisk grænse mellem cellernes indre miljø og omverdenen. Forkert dog ikke denne grundlæggende vurdering af antagelsen om, at cellemembranrollen kun er beskyttende, eller at membranen kun er en slags vilkårlig egenskabslinie. Denne egenskab ved alle celler, prokaryot såvel som eukaryot, er produktet fra et par milliarder år med evolution og er faktisk et multifunktionelt, dynamisk vidunder, der uden tvivl fungerer mere som en enhed med ægte intelligens end en ren barriere.
Cellemembranen består berømt af et phospholipid-dobbeltlag, hvilket betyder, at den er sammensat af to identiske lag, der består af phospholipidmolekyler (eller rettere sagt, phosphoglycerolipider). Hvert enkelt lag er asymmetrisk og består af individuelle molekyler, der bærer noget i forhold til blæksprutter eller balloner, der bærer nogle få kvaster. "Hovedene" er fosfatdelene, som har en netto elektrokemisk ladningsubalance og derfor betragtes som polære. Fordi vand også er polært, og fordi molekyler med lignende elektrokemiske egenskaber har en tendens til at aggregeres sammen, betragtes denne del af phospholipidet som hydrofil. "Haler" er lipider, specifikt et par fedtsyrer. I modsætning til phosphater er disse uladede og dermed hydrofobe. Fosfatet er bundet til den ene side af en tre-carbon glycerolrest i midten af molekylet, og de to fedtsyrer er forbundet til den anden side.
Fordi det hydrofobe lipidhaler spontant forbindes med hinanden i opløsning, er dobbeltlaget opstillet således, at de to phosphatlag vender udad og mod celleindersiden, hvorimod de to lipidlag vender sig indvendigt på dobbeltlaget. Dette betyder, at de dobbelte membraner er rettet op som spejlbilleder, ligesom de to sider af din krop.
Membranen forhindrer ikke kun skadelige stoffer i at nå det indre. Det er selektivt gennemtrængeligt, hvilket tillader vigtige stoffer i, men spærrer andre, ligesom springeren på en trendy natklub. Det tillader også selektivt udkast af affaldsprodukter. Nogle proteiner indlejret i membranen fungerer som ionpumper til at opretholde ligevægt (kemisk balance) i cellen.
Cytoplasmaet
Cellecytoplasma, alternativt kaldet cytosol, repræsenterer gryderet, hvor de forskellige komponenter i cellen "svømmer." Alle celler, prokaryot og eukaryot, har en cytoplasma, uden hvilken cellen ikke mere kunne have strukturel integritet end en tom ballon kunne.
Hvis du nogensinde har set en gelatin dessert med stykker frugt indlejret inde, kan du tænke på selve gelatinen som cytoplasma, frugten som organeller og skålen der holder gelatinen som en cellemembran eller cellevæg. Konsistensen af cytoplasmaet er vandig, og det kaldes også en matrix. Uanset hvilken type celle det drejer sig om, indeholder cytoplasmaet en langt højere massefylde af proteiner og molekylære "maskiner" end havvand eller ethvert ikke-levende miljø, som er et bevis på det job, cellemembranen gør med at opretholde homeostase (et andet ord til "ligevægt" som anvendt på levende ting) inde i celler.
Nucleus
I prokaryoter findes cellens genetiske materiale, det DNA, det bruger til at reproducere såvel som direkte resten af cellen til at fremstille proteinprodukter til den levende organisme, i cytoplasmaet. I eukaryoter er det indesluttet i en struktur kaldet kernen.
Kernen afgrænses fra cytoplasmaet ved hjælp af en kernehul, der fysisk ligner cellernas plasmamembran. Den nukleare konvolut indeholder nukleare porer, der muliggør tilstrømning og udtræden af visse molekyler. Denne organelle er den største i en hvilken som helst celle, der tegner sig for så meget som 10 procent af et cellevolumen, og er let synlig ved hjælp af ethvert mikroskop, der er kraftigt nok til at afsløre cellerne selv. Forskere har kendt til eksistensen af kernen siden 1830'erne.
Inde i kernen er chromatin, navnet på formen DNA tager, når cellen ikke forbereder sig til at dele sig: opviklet, men ikke adskilt i kromosomer, der forekommer tydelige på mikroskopi. Nukleolusen er den del af kernen, der indeholder rekombinant DNA (rDNA), DNA'et dedikeret til syntesen af ribosomalt RNA (rRNA). Endelig er nukleoplasmaet et vandigt stof inde i den nukleare indhylning, der er analog med cytoplasmaet i selve cellen.
Ud over at opbevare genetisk materiale bestemmer kernen, hvornår cellen vil opdele og reproducere.
Mitokondrier
Mitochondria findes i dyreukaryoter og repræsenterer cellernes "kraftværker", da disse aflange organeller er, hvor aerob respiration finder sted. Aerob respiration genererer 36 til 38 molekyler af ATP eller adenosintrifosfat (cellernes vigtigste energikilde) for hvert molekyle glukose (den ultimative brændstofvaluta for kroppen), den forbruger; glycolyse på den anden side, som ikke kræver ilt for at fortsætte, genererer kun ca. en tiendedel af denne megen energi (4 ATP pr. glukosemolekyle). Bakterier kan klare sig ved glycolyse alene, men eukaryoter kan det ikke.
Aerob respiration finder sted i to trin, på to forskellige steder inden for mitokondrier. Det første trin er Krebs-cyklussen, en række reaktioner, der forekommer på den mitokondriske matrix, der er beslægtet med nukleoplasmaet eller cytoplasmaet andetsteds. I Krebs-cyklussen - også kaldet citronsyrecyklus eller tricarboxylsyrecyklussen - kommer to molekyler af pyruvat, et tre-carbon molekyle produceret i glykolyse, ind i matrixen for hvert eneste molekyle af seks-carbon glukose, der forbruges. Der gennemgår pyruvatet en cyklus af reaktioner, der genererer materiale til yderligere Krebs-cyklusser og, endnu vigtigere, højenergi-elektronbærere til det næste trin i aerob metabolisme, elektrontransportkæden. Disse reaktioner finder sted på den mitokondriske membran og er de midler, hvormed ATP-molekylerne frigøres under aerob respiration.
kloroplaster
Dyr, planter og svampe er de eukaryoter, der i øjeblikket beboer Jorden. Mens dyr bruger glukose og ilt til at generere brændstof, vand og kuldioxid, bruger planter vand, kuldioxid og solens energi til at drive fremstilling af ilt og glukose. Hvis denne ordning ikke ser ud som en tilfældighed, er det ikke; de procesplanter, der anvender til deres metaboliske behov, kaldes fotosyntese, og det er i det væsentlige aerob respiration, der kører nøjagtigt i den modsatte retning.
Fordi planteceller ikke nedbryder glukosebiprodukter ved hjælp af ilt, har de ikke eller har brug for mitokondrier. I stedet har planter chloroplaster, som faktisk omdanner lysenergi til kemisk energi. Hver plantecelle har overalt fra 15 eller 20 til ca. 100 chloroplaster, som ligesom mitokondrier i dyreceller antages at have en gang eksisteret som fritstående bakterier i dagene før eukaryoter udviklede sig efter tilsyneladende at have indviklet disse mindre organismer og inkorporeret disse metabolske bakterier maskiner til deres egne.
ribosomer
Hvis mitokondrier er kraftværker i celler, er ribosomer fabrikkerne. Ribosomer er ikke bundet af membraner og er således ikke teknisk organeller, men de er ofte grupperet med ægte organeller for nemheds skyld.
Ribosomer findes i cytoplasma af prokaryoter og eukaryoter, men på sidstnævnte er de ofte knyttet til den endoplasmatiske retikulum. De består af ca. 60 procent protein og ca. 40 procent rRNA. rRNA er en nukleinsyre, ligesom DNA, messenger RNA (mRNA) og transfer RNA (tRNA).
Ribosomer findes af en simpel grund: at fremstille proteiner. De gør dette via processen med translation, som er konvertering af genetiske instruktioner kodet i rRNA via DNA til proteinprodukter. Ribosomer samler proteiner fra de 20 typer aminosyrer i kroppen, som hver bliver sendt til ribosomet af en bestemt type tRNA. Den rækkefølge, hvori disse aminosyrer tilsættes, specificeres af mRNA, som hver indeholder informationen afledt af et enkelt DNA-gen - det vil sige en længde af DNA, der tjener som et blåt for et enkelt proteinprodukt, hvad enten det er et enzym , et hormon eller et øjenpigment.
Oversættelse betragtes som den tredje og sidste del af den såkaldte centrale dogme i småskala biologi: DNA fremstiller mRNA, og mRNA fremstiller eller i det mindste bærer instruktioner om proteiner. I det store skema er ribosomet den eneste del af cellen, der samtidig er afhængig af alle tre standardtyper af RNA (mRNA, rRNA og tRNA) for at fungere.
Golgi-organer og andre organeller
De fleste af de resterende organeller er vesikler eller biologiske "sække" af en eller anden art. Golgi-legemerne, som har en karakteristisk "pandekagestabel" -arrangement ved mikroskopisk undersøgelse, indeholder nyligt syntetiserede proteiner; Golgi-legemer frigiver disse i små vesikler ved at klemme disse af, på hvilket tidspunkt disse små kroppe har deres egen lukkede membran. De fleste af disse små vesikler afvikles i det endoplasmatiske retikulum, der er som en motorvej eller jernbanesystem for hele cellen. Nogle slags endoplasmatiske har mange ribosomer knyttet til dem, hvilket giver dem et "groft" udseende under et mikroskop; følgelig benævnes disse organeller ved navnet ru endoplasmatisk retikulum eller RER. I modsætning hertil kaldes ribosomfri endoplasmatisk retikulum glat endoplasmatisk retikulum, eller SER.
Celler indeholder også lysosomer, vesikler, der indeholder kraftfulde enzymer, der nedbryder affald eller uønskede besøgende. Disse er som det cellulære svar til en oprydningsbesætning.