Eukaryotiske celleegenskaber

Indhold

• TL; DR (for lang; læste ikke)
• Eukaryotiske celler
• Sidste fælles universelle stamfar
• Særlige eukaryote celleegenskaber
• Plasmamembranen af ​​eukaryote celler
• Cytoplasma: Jelly-lignende stof inde i cellen
• Cytoskelettet i den eukaryote celle
• Cellen Nucleus
• Celleinddeling og replikation
• Meiosis Cell Division af eukaryote celler
• Eukaryotiske celleribosomer fremstiller protein
• Endomembrane systemet
• Energifabriken i eukaryote celler
• Forskelle mellem eukaryotiske planter og dyre celler
• Chloroplaster i eukaryote planteceller

Du behøver ikke lede længere end den menneskelige krop for at forstå sammensætningen af ​​eukaryote celler, da alle mennesker har disse celler inde i dem. I biologien er der kun to typer celler: eukaryotisk og prokaryotisk. I den taksonomiske klassificering af alt liv hører eukaryotisk-cellede livsformer til Eukarya-domænet, hvor bakterier og Archaea er de to andre domæner.

De levende organismer, der falder ind under disse sidstnævnte domæner, består af encellede organismer. Eukarya-domænet i det lineanske klassifikationssystem indeholder kongerigerne af protister, svampe, planter og dyr. Selvom der er nogle enkeltcellede protozoer i eukarya-domænet, er størstedelen af ​​de levende organismer klassificeret i dette domæne multicellulære enheder.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Den markante forskel mellem eukaryote og prokaryote celler, når man sammenligner begge celletyper, er, at eukaryotiske celler har en karakteristisk kerne med DNA bundet sammen af ​​proteiner og indeholdt i sit eget separate kammer inde i cellen.

Eukaryotiske celler

På dette tidspunkt hævder videnskabsmænd, at alt liv først begyndte på Jorden for omkring 3,5 milliarder år siden, baseret på fossile poster over de første livsformer. Det ser ud til, at prokaryotiske celler udviklede sig først som meget små celler - ca. 1 eller 2 mikrometer i størrelse (forkortet som µm) - sammenlignet med eukaryote celler, som generelt er ca. 10 um eller større. En µm repræsenterer en milliondel af en meter. Geologiske optegnelser viser, at eukaryotiske celler først optrådte for omkring 2,1 milliarder år siden.

Sidste fælles universelle stamfar

Langvarige undersøgelser af cellulære livsformer førte forskere til at konkludere, at eukaryotiske celler, der lever i dag, deler en fælles stamfar. Men i juli 2016 rapporterede "New York Times", at en gruppe evolutionsbiologer, ledet af Dr. William F. Martin fra Heinrich Heine-universitetet i Düsseldorf, Tyskland, konkluderede, at alt liv på planeten har en fælles stamfar: den sidste universelle fælles stamfar, kaldet LUCA.

Ikke uden kontrovers, indikerer Dr. Martin og hans gruppeteori, at genkortet, de udviklede under jagten på LUCAs oprindelse, peger på en form for en bakterie, der antages at have levet for omkring 4 milliarder år siden, 560 millioner år efter oprettelsen af Jorden. Mens Darwin hævdede, at livet begyndte i en varm, lille dam, fandt Martins-gruppen, at genkortet pegede på en enkeltcelle livsform, der lever i dybe vulkanske åbninger i bunden af ​​havet. Disse livsformer, troede de, gav anledning til domænerne af bakterier og archaea, hvor Eukarya-domænet for ca. 2 milliarder år siden voksede ud.

Særlige eukaryote celleegenskaber

Mens begge celletyper deler nogle fælles egenskaber, er eukaryote celler mere komplekse. Karakteristiske egenskaber, der definerer eukaryote celler, inkluderer:

Plasmamembranen af ​​eukaryote celler

Alle celler har en plasmamembran, der adskiller indersiden af ​​cellen fra dens ydre miljø. Membranen indeholder indlejrede proteiner og andre komponenter, der tillader passage af ioner, ilt, vand og organiske molekyler at bevæge sig ind og ud af cellen. Affaldsbiprodukter som kuldioxid og ammoniak - med hjælp fra protein "movers" - passerer også gennem disse cellemembraner. Disse membraner kan antage unikke former, ligesom den mikrovilli, der findes på cellerne i tyndtarmen, hvilket øger cellernes overfladeareal til at absorbere næringsstoffer fra mad i fordøjelseskanalen.

Cytoplasma: Jelly-lignende stof inde i cellen

Et udsyn inde i cellen viser et halvflydende, gelélignende stof, der når fra cellemembranen helt til den lukkede kerne. Organellerne, forskellige specialiserede strukturer i cellen, flyder i denne gel bestående af cytosol, i cytoskelettet og flere kemikalier. Cytoplasmaet er primært 70 til 80 procent vand, men i en gel-lignende form. Cytoplasmaet inde i en eukaryot celle indeholder også proteiner og sukkerarter, amino-, nukleinsyre- og fedtsyrer, ioner og en overflod af vandopløselige molekyler.

Cytoskelettet i den eukaryote celle

Inde i cytoplasmaet er der et cytoskelet, der består af mikrofilamenter, mikrotubuli og mellemfibre, som hjælper med at bevare cellernes form, tilvejebringe et anker til organeller og er ansvarlig for cellebevægelse. Elementerne, der udgør mikrotubuli og mikrofilamenter, samles efter behov for cellulær bevægelse og samles igen, når cellerne har behov for ændring.

Cellen Nucleus

Mange videnskabelige ord har oprindelse i latin eller græsk, og eukaryote celler er ingen undtagelse. Cellerne meget navn, opdelt til dets oprindelse betyder "godt eller ægte nød", der er repræsentativ for cellekernen. Eu på græsk står for godt eller rigtigt, mens basisordet Karyo betyder nødde. Prokaryotiske celler har ikke en lukket kerne inde i cellen, da det genetiske materiale, skønt i cellerne, findes inden i cytoplasmaet i cellen.

Kernen i den eukaryote celle opbevarer kromatin, der består af DNA og proteiner, i et gellignende stof kaldet nukleoplasma. Kernekonvolutten, der omgiver kernen, består af to lag; indre og ydre permeable membraner, der tillader passage af ioner, molekyler og RNA-materiale mellem nukleoplasmaet inde i kernen og indersiden af ​​cellen. Kernen er også ansvarlig for ribosomproduktion. Kernen i de eukaryote celler DNA-materiale, kromosomer, tilvejebringer en slags plan for celleproduktion.

Celleinddeling og replikation

På mikroskopisk niveau opdeler celler og replikerer dem, en karakteristik, der deles af både eukaryote og prokaryote celler for at skabe nye celler fra gamle. Men prokaryotiske celler deler sig ved hjælp af binær fission, mens eukaryotiske celler deler sig ved en proces, der kaldes mitose. Dette inkluderer ikke seksuel reproduktion blandt arter, der forekommer via meiose, hvor et enkelt æg og sæd kombineres for at skabe et helt nyt levende væsen. Kun ikke-reproduktive celler divideres med mitose i Eukarya-domænet.

Ikke-reproduktive celler, også kendt som somatiske celler, udgør de fleste af cellerne i den menneskelige krop, inklusive dets væv og organer som fordøjelseskanalen, muskler, hud, lunger og hårceller. De reproduktive celler - sædceller og ægceller - inden for eukaryote celler er ikke somatiske celler. Mitose involverer flere stadier, der definerer, at cellens opdelingsstatus: profase, prometafase, metafase, anafase, telofase og cytokinesis. Før deling hviler cellen i en interfasestatus.

Gennem en række trin replikerer kromosomet sig selv, og hver streng bevæger sig til modsatte poler i kernen for at lade kernekonvolutten konvergere og omgiver hvert kromosom. I dyreceller adskiller en spaltningsfurve diploiderne eller dattercellerne i to. I eukaryotiske planteceller dannes en type celleplade inden den nye cellevæg, der adskiller datterceller. Ved opdeling er hver dattercelle et genetisk duplikat af den originale celle.

Meiosis Cell Division af eukaryote celler

Meiosis-celledeling er den proces, hvormed levende organismer inden for Eukarya-domænet skaber deres kønsceller som mandlig sæd og kvindelige ægceller. Forskellen mellem mitose og meiose er, at det genetiske materiale inde i diploide celler er det samme, mens hver ny celle i meiose indeholder en karakteristisk og unik blå genetisk information.

Når meiose forekommer, er sædceller og ægceller tilgængelige for at skabe en helt ny livsform. Dette muliggør genetisk mangfoldighed blandt alle levende enheder, der reproducerer sig seksuelt. Under meiose-celledeling, der forekommer i stort set to faser, meiose I og meiose II, bryder en lille del af hvert kromosom sig og binder sig til et andet kromosom kaldet genetisk rekombination. Dette lille trin er ansvarlig for genetisk mangfoldighed blandt en art. Før meiose I eksisterer reproduktionscellen i interfase som forberedelse til celledeling.

Eukaryotiske celleribosomer fremstiller protein

Hver del af en eukaryot celle har en vigtig rolle at spille for at bevare cellens levetid. Ribosomer, for eksempel, når de ses gennem et elektronmikroskop, kan forekomme på en af ​​to måder: som en samling af druer eller som små prikker, der flyder inden i cytoplasmaet i cellen. De kan også fastgøres til den indvendige væg af plasmamembranen eller på den ydre membran af kernekonvolutten som enten små eller store underenheder. Proteinproduktion er et væsentligt formål med alle celler, og næsten alle celler indeholder ribosomer, især i celler, der producerer meget protein. Celler i bugspytkirtlen, der er ansvarlige for at generere enzymer, der hjælper med fordøjelsen, indeholder mange ribosomer.

Endomembrane systemet

Endomembransystemet er sammensat af kernekonvolutten, plasmamembranen, Golgi-apparatet, vesikler, endoplasmatisk retikulum og andre strukturer afledt fra disse elementer. Alle spiller en rolle i cellens funktion, skønt nogle adskiller sig i deres udseende og formål. Endomembransystemet bevæger proteiner og membraner rundt i cellen. For eksempel er nogle af de proteiner, der er konstrueret på ribosomer, bundet til det ru endoplasmatiske retikulum, en konstruktion, der ligner en labyrint, der fastgøres til ydersiden af ​​kernen. Disse strukturer er med til at modificere og flytte proteiner blandt andet til det sted, hvor de er nødvendige i cellen.

Energifabriken i eukaryote celler

Alle celler kræver energi for at fungere, og mitokondrierne er celleens energianlæg. Mitochondria producerer adenosintriphosphat, forkortet til ATP, som er et molekyle - energiets valuta i alt liv - der bærer energi inden i cellen i kort tid. Denne mitokondriske struktur i cellen er beliggende i cytoplasmaet mellem den ydre membran af cellen og de ydre vægge i cellens kerne. De indeholder deres egne ribosomer og DNA med en phospholipid dobbeltlag tilsat proteiner.

Forskelle mellem eukaryotiske planter og dyre celler

Planter og dyr falder ind under Eukarya-domænet på grund af de vigtigste egenskaber ved den eukaryote celle, men der er forskelle mellem celler inden for planter og dyreriger. Mens både plante- og dyre-eukaryote celler har mikrotubuli, små rør, der hjælper med at adskille kromosomer under celledeling, har dyreceller også centrosomer og lysosomer til stede i den eukaryote celle, mens planter ikke har det. Planteceller har, foruden at have chloroplaster, der hjælper med fotosyntesen (at omdanne solens energi til mad), for eksempel også en stor central vakuol, et rum inde i cellen, der primært indeholder væske og lukket af en membran.

Chloroplaster i eukaryote planteceller

Chloroplaster er strukturer i eukaryote planteceller, der indeholder klorofyll og enzymer, der bidrager til fotosynteseprocessen, hvor planter fremstiller mad fra vand og kuldioxid ved hjælp af solens energi. Disse små fabrikker er ansvarlige for at frigive ilt som et produkt af fotosyntesen tilbage i atmosfæren.

Disse store strukturer af plantecellen indeholder DNA og en dobbeltmembran samt et internt membransystem lavet af thylakoider, der ser ud som fladede sække. Stromaen er rummet mellem den ydre membran og thylakoidet, der indeholder chloroplast-DNA, "fabrikken", der fremstiller protein til chloroplasten, såvel som andre enzymer og proteiner.