Садржај
- Основни преглед ћелија
- Мембрана животињских ћелија
- Нуклеус
- Рибозоми
- Митохондрије
- Остали органи животињских ћелија
Ћелије су основни, неодредиви елементи живота на Земљи. Нека жива бића, попут бактерија, састоје се од само једне ћелије; животиње попут вас укључују трилијуне. Ћелије су саме по себи микроскопске, али већина њих садржи запањујући низ још мањих компоненти које све доприносе основној мисији одржавања ћелије - и ширењем матичног организма - живом. Животињске ћелије су, генерално гледано, део сложенијих животних форми од бактеријских или биљних ћелија; према томе, животињске ћелије су сложеније и сложеније од својих колега у микробном и ботаничком свету.
Можда је најлакши начин да се животињска ћелија замисли као центар за испуњење или велико, заузето складиште. Важно питање које треба имати на уму, оно које често описује свет уопште, али је изузетно применљиво на биологију, је „облик погодности“. То је разлог због којег су делови животињске ћелије, као и цела целина, структуирани онако како су повезани, веома уско повезани са пословима које ови делови - звани "органели" - имају задатак да обављају.
Основни преглед ћелија
Ћелије су описане у првим данима сирових микроскопа, у 1600-им и 1700-им. Неки извори заслужују Роберта Хоока, иако је у то време гледао плуту кроз свој микроскоп.
Ћелија се може сматрати најмањом јединицом живог организма која задржава сва својства живота, као што су метаболичка активност и хомеостаза. Све ћелије, без обзира на њихову специјализовану функцију или организам који им служе, имају три основна дела: ћелијску мембрану, која се такође назива и плазма мембрана, као спољна граница; агломерација генетског материјала (ДНК или деоксирибонуклеинска киселина) према средини; и цитоплазма (која се понекад назива и цитосол), полу-течна супстанца у којој се дешавају реакције и друге активности.
Жива бића се могу поделити прокариотски организми, који су једноћелијски и укључују бактерије, и еукариотска организми, који укључују биљке, животиње и гљивице. Ћелије еукариота садрже мембрану око генетског материјала, стварајући језгро; прокариоти немају такву мембрану. Такође, цитоплазма прокариота не садржи органеле којима се еукариотске ћелије обилују.
Мембрана животињских ћелија
Тхе ћелијске мембране, која се такође назива плазма мембрана, формира спољашњу границу животињских ћелија. (Биљне ћелије имају ћелијске зидове директно изван ћелијске мембране ради додатне заштите и чврстоће.) Мембрана је више од обичне физичке баријере или складишта за органеле и ДНК; уместо тога, динамичан је, са високо селективним каналима који пажљиво регулишу улазак и излазак молекула у и из ћелије.
Ћелијска мембрана се састоји од а фосфолипид двослојно, или липидни двослојни. Овај двослојни слој састоји се у основи два различита "листа" фосфолипидних молекула, при чему се липидни делови молекула у различитим слојевима додирују, а делови фосфата су у супротном смеру. Да бисте разумели зашто се то дешава, размотрите одвојено електрохемијска својства липида и фосфата. Фосфати су поларни молекули, што значи да су њихови електрохемијски набоји неравномерно распоређени по молекули. Вода (Х2О) је такође поларно, а поларне супстанце имају тенденцију да се помешају, па су фосфати међу супстанцама обележеним хидрофилним тварима (тј. Привлаче их вода).
Липидни део фосфолипида садржи две масне киселине, које су дугачки ланци угљоводоника са специфичним типовима веза које цели молекул остављају без градијента набоја. У ствари, липиди су по дефиницији неполарни. Пошто реагују супротно начину на који поларни молекули раде у присуству воде, називају се хидрофобним. Стога бисте могли помислити на цео молекул фосфолипида као "лигње у облику лигње", при чему део фосфата служи као глава и тело, а липид као пар пипаљки. Даље, замислите два велика "листића" лигњи, сакупљени тако да се њихови пипци помешају, а главе упућене у супротним смеровима.
Ћелијске мембране омогућавају одређеним супстанцама да дођу и одлазе. То се дешава на више начина, укључујући дифузију, олакшану дифузију, осмозу и активни транспорт. Неки органели, попут митохондрија, имају своје унутрашње мембране које се састоје од истих материјала као и сама плазма мембрана.
Нуклеус
Тхе језгро уствари је контролни и командни центар животињске ћелије. Садржи ДНК, који је код већине животиња распоређен у одвојеним хромозомима (имате их 23 пара) који су подељени у мале делове који се називају генима. Гени су једноставно дужине ДНК које садрже код одређеног протеинског производа, који ДНК доставља у ћелије машина за сакупљање протеина помоћу молекула РНА (рибонуклеинска киселина).
Језгро укључује различите делове. На микроскопском прегледу, тамна тачка звана нуклеолус појављује се у средини језгре; нуклеолус је укључен у производњу рибосома. Језгро је окружено нуклеарном мембраном, двоструко каснијом аналогном ћелијској мембрани. Ова облога, која се такође назива нуклеарна овојница, садржи влакнасте протеине причвршћене на унутрашњи слој који се шире према унутра и помажу у одржавању ДНК организованог и на свом месту.
Током репродукције и дељења ћелија, цепање самог језгра у две кћерке језгре назива се цитокинеза. Имати језгро одвојено од остатка ћелије корисно је држати ДНК изолованим од осталих ћелијских активности, минимизирајући шансе да буде оштећен. Ово такође омогућава изузетну контролу непосредног ћелијског окружења, што се може разликовати од цитоплазме ћелије уопште.
Рибозоми
Ови органели, који се такође налазе у ћелијама не животињског порекла, одговорни су за синтезу протеина, која настаје у цитоплазми.Синтеза протеина се покреће када се ДНК у језгру подвргава процесу који се назива транскрипција, а то је стварање РНА хемијским кодом који одговара тачној траци ДНК из које је направљена (мессенгер РНА или мРНА). И ДНК и РНА се састоје од мономера (појединачних понављајућих јединица) нуклеотида, који садрже шећер, фосфатну групу и део који се назива азотна база. ДНК укључује четири различите такве базе (аденин, гванин, цитозин и тимин), а њихов редослед у дугачкој траци ДНК је код производа који се на крају синтетише на рибосомима.
Када се новонастала мРНА креће од нуклеуса до рибосома у цитоплазми, може почети синтеза протеина. Сами рибосоми су направљени од врсте РНК која се зове рибосомална РНА (рРНА). Рибосоми се састоје од две протеинске подјединице, од којих је једна око 50 процената масивнија од друге. мРНА се везује за одређено место на рибосому, а дужине молекула три базе одједном се "читају" и користе за прављење једне од око 20 различитих врста аминокиселина, које су основни градивни блокови протеина. Ове аминокиселине су везане за рибосоме трећом врстом РНК, која се назива трансфер РНА (тРНА).
Митохондрије
Митохондрије су фасцинантне органеле које имају посебно важну улогу у метаболизму животиња и еукариота у целини. Они су, попут језгра, затворени двоструком мембраном. Они имају једну основну функцију: да испоручују што више енергије користећи изворе угљених хидрата за гориво у условима одговарајуће доступности кисеоника.
Први корак у метаболизму животињских ћелија је распада глукозе која улази у ћелију до супстанце која се зове пируват. Ово се зове гликолиза и настаје без обзира да ли је кисеоник присутан или не. Када нема довољно кисеоника, пируват се подвргава ферментацији да би постао лактат, што обезбеђује краткотрајни избој ћелијске енергије. Иначе, пируват улази у митохондрије и подвргава се аеробном дисању.
Аеробно дисање укључује два процеса сопственим корацима. Прво се одвија у митохондријалном матриксу (слично ћелијској цитоплазми) и назива се Кребсов циклус, циклус трикарбоксилне киселине (ТЦА) или циклус лимунске киселине. Овај циклус ствара високоенергетске носаче електрона за следећи процес, ланац транспорта електрона. Електронске транспортне ланчане реакције јављају се на митохондријалној мембрани, а не у матрици где Кребсов циклус дјелује. Ова физичка сегрегација задатака, иако није увек најучинковитија споља, помаже да се осигура минимум грешака ензима у респираторним путевима, баш као што и различити одељци робне куће минимизирају шансе да се надјете погрешним. купите чак и ако морате ушетати у продавницу, прилично начина да до ње дођете.
Пошто аеробни метаболизам испоручује далеко више енергије од АТП (аденосин трифосфат) по молекули глукозе него ферментација, увек је то "пожељни" пут и представља тријумф еволуције.
Сматра се да су митохондрије својевремено постојале прокариотске организме, милионима и милионима година, пре него што су се уградиле у такозване еукариотске ћелије. То се назива теорија ендосимбионата која иде дугим путем ка објашњењу многих карактеристика митохондрија које би у супротном могле бити неухватљиве за молекуларне биологе. Чини се да су у ствари еукариоти отели читавог произвођача енергије, а не једног који мора да се развија из мањих компоненти, можда главни фактор у томе што ће животиње и други еукариоти моћи да успевају онолико дуго колико имају.
Остали органи животињских ћелија
Голџијев апарат: Такође се зову Голгијева тела Голџијев апарат је центар за прераду, паковање и сортирање протеина и липида направљених другде у ћелији. Обично имају изглед "хрпе палачинки". То су везикуле или мали врећици везани за мембрану, који се одвајају од спољних ивица дискова у Голгијевим телима када је њихов садржај спреман да се испоручи у друге делове ћелије. Корисно је замислити Голгијева тела као пошту или центре за сортирање и доставу поште, при чему ће се сваки везикуло одвојити од главне „зграде“ и формирати сопствену затворену капсулу која подсећа на камион за доставу или железнички аутомобил.
Тела Голгије стварају лизосоме, који садрже моћне ензиме који могу разградити старе и дотрајале ћелијске компоненте или залутале молекуле који не би требало да буду у ћелији.
Ендоплазматични ретикулум: Тхе ендоплазматични ретикулум (ЕР) је колекција пресека цеви и спљоштених везикула. Ова мрежа започиње у језгру и протеже се све до цитоплазме до ћелијске мембране. Користе се, као што сте можда већ сакупили из њиховог положаја и структуре, за превоз материја из једног дела ћелије у други; тачније, они служе као проводник у коме се може превозити.
Постоје две врсте ЕР, које се разликују по томе да ли имају прикључене рибосоме или не. Груба ЕР састоји се од сложених везикула на које је везано пуно рибосома. У грубим ЕР, олигосахаридне групе (релативно кратки шећери) су везане за мале протеине док пролазе кроз пут до других органела или секреторних везикула. Глатка ЕР, с друге стране, нема рибосоме. Глатки ЕР ствара везикуле који носе протеине и липиде, а такође је способан да захвата и инактивира штетне хемикалије, вршећи тако неку врсту заштите од истребљивача и домаћица, као и да буде транспортни канал.