Садржај
- Основна ћелијска структура
- Ћелијска мембрана
- Нуклеус
- Рибозоми
- Митохондрије и хлоропласти
- Цитоскелет
- Отхер Органеллес
Ћелије су, углавном говорећи, сличне идентичним јединицама које чине целину. Затворске блокове и кошнице, на пример, чине углавном ћелије. Како се примењује на биолошке системе, тај појам је вероватно сковао научник из 17. века Роберт Хооке, проналазач сложеног микроскопа и пионир у изузетном броју научних подухвата. Ћелија, како је данас описано, најмања је јединица живог бића која задржава карактеристике самог живота. Другим речима, поједине ћелије не садрже само генетске информације, већ такође користе и трансформишу енергију, организују хемијске реакције, одржавају равнотежу и тако даље. Колоквијалније говорећи, ћелије се обично и прикладно зову "градивне јединице живота".
Суштинске карактеристике ћелије укључују ћелијску мембрану која одваја и штити ћелијски садржај од остатка света; цитоплазма, или течна материја у унутрашњости ћелије у којој се одвијају метаболички процеси; и генетски материјал (деоксирибонуклеинска киселина или ДНК). То у суштини описује прокариотску или бактеријску ћелију у целости. Међутим, сложенији организми, звани еукариоти - укључујући животиње, биљке и гљивице - имају и разне друге ћелијске структуре, који су сви еволуирали у складу са потребама високо специјализованих живих бића. Ове се структуре називају органеле. Органеле су еукариотске ћелије оно што ваши органи (желудац, јетра, плућа и др.) Имају према вашем телу у целини.
Основна ћелијска структура
Ћелије су, у структури, јединице организације. Они су формално класификовани на основу тога где добијају своју енергију. Прокариоти укључују два од шест таксономских краљевстава, Архебактерије и Монера; све ове врсте су једноћелијске и већина су бактерије, а датирају изненађујућих 3,5 милијарди година или око (око 80 процената процењене старости саме Земље). Еукариоти су стари само 1,5 милијарди година и укључују Анималију, Плантае, Фунгае и Протиста. Већина еукариота је вишећелијска, мада неки (нпр. Квас) нису.
Прокариотске ћелије, у апсолутном минимуму, имају агломерацију генетског материјала у облику ДНК унутар кућишта омеђеног ћелијском мембраном, који се такође назива плазма мембрана. Унутар овог кућишта се налази и цитоплазма која у прокариотима има конзистенцију влажног асфалта; код еукариота је много течнији. Поред тога, многи прокариоти такође имају ћелијску стијенку изван ћелијске мембране да служе као заштитни слој (као што ћете видети, ћелијска мембрана служи различите функције). Приметно, биљне ћелије, које су еукариотске, такође укључују ћелијске зидове. Али прокариотске ћелије не укључују органеле и то је примарна структурна разлика. Чак и ако неко одабере да разлику види као метаболичку, то је и даље повезано са одговарајућим структурним својствима.
Неки прокариоти имају флагелла, који су полипептиди слични бичевима који се користе за погон. Неки такође имају пили, које су налик на длаке на испупчењима које се користе у лепљиве сврхе. Бактерије такође долазе у више облика: Кокци су округли (попут менингокока који код људи могу изазвати менингитис), бацили (шипке, попут врста које изазивају антракс), спиралне или спирохете (спиралне бактерије, попут особа одговорних за изазивање сифилиса) .
Шта је са вирусима? Ово су само сићушни комадићи генетског материјала, који могу бити ДНК или РНА (рибонуклеинска киселина), окружени протеинским слојем. Вируси се не могу самостално размножавати, те стога морају заразити ћелије и „отети“ свој репродуктивни апарат како би могли размножавати копије. Као резултат тога, антбиотици циљају све врсте бактерија, али нису ефикасни против вируса. Противвирусни лекови постоје, а новији и ефикаснији лекови се уводе стално, али њихови механизми деловања потпуно су различити од оних антибиотика, који обично циљају или ћелијску стијенку или метаболичке ензиме посебно прокариотске ћелије.
Ћелијска мембрана
Ћелијска мембрана је вишезначно чудо биологије. Његов најочитији посао је да служи као контејнер за садржај ћелије и пружа препреку увредама ванћелијског окружења. То, међутим, описује само мали део његове функције. Ћелијска мембрана није пасивна преграда, већ високо динамична комбинација капија и канала који помажу у одржавању унутрашњег окружења ћелије (то јест, њене равнотеже или хомеостазе) селективним пуштањем молекула у ћелију и ван ње по потреби.
Мембрана је уствари двострука мембрана, с два слоја окренута један према другом у огледалу. То се назива фосфолипидни двослој, и сваки слој се састоји од "листа" фосфолипидних молекула, или тачније, молекула глицерофосфолипида. То су издужени молекули који се састоје од "глава" поларног фосфата који су окренути према центру двослоја (то јест према цитоплазми и ћелијском спољашњости) и неполарних "репова" који се састоје од пара масних киселина; ове две киселине и фосфат су спојени на супротне стране молекула три угљеника глицерола. Због асиметричне расподјеле набоја на фосфатним скупинама и недостатка асиметрије набоја масних киселина, фосфолипиди стављени у раствор заправо се спонтано спајају у ову врсту двослоја, тако да је енергетски ефикасан.
Супстанце могу да пролазе кроз мембрану на различите начине. Једна је једноставна дифузија, у којој се виде мали молекули попут кисеоника и угљен диоксида који се крећу кроз мембрану из подручја веће концентрације у подручја ниже концентрације. Олакшана дифузија, осмоза и активни транспорт такође помажу у одржавању сталног снабдевања храњивим материјама које долазе у ћелију и метаболичким отпадним продуктима који излазе.
Нуклеус
Језгро је место складиштења ДНК у еукариотским ћелијама. (Подсетимо се да прокариоти немају језгре, јер им недостају органеле везане за мембрану било које врсте.) Попут плазма мембране, нуклеарна мембрана, која се такође назива нуклеарна овојница, двослојна је фосфолипидна баријера.
Унутар језгра, генетски материјал ћелије је распоређен у различита тела која се називају хромозоми. Број хромозома које организам има варира од врсте до врсте; људи имају 23 пара, укључујући 22 пара "нормалних" хромозома, названих аутосоми, и један пар полних хромозома. ДНК појединачних хромозома распоређен је у секвенце које се називају генима; сваки ген носи генетски код одређеног протеинског производа, било да је то ензим, доприносилац боје очију или компонента скелетног мишића.
Када се ћелија подвргне дељењу, њено језгро се дели на различит начин, захваљујући репликацији хромозома у њој. Овај репродуктивни процес назива се митоза, а цепање језгра познато је као цитокинеза.
Рибозоми
Рибосоми су место синтезе протеина у ћелијама. Ови органели су готово у потпуности направљени од типа РНА који се у потпуности зове рибосомална РНА, или рРНА. Ови рибосоми, који се налазе у цитоплазми ћелије, укључују једну велику подјединицу и једну малу подјединицу.
Можда је најлакши начин да се замисле рибосоми као сићушне монтажне линије. Када је време за производњу датог протеинског производа, мессенгер РНА (мРНА) која се у језгру транскрибира из ДНК-а прелази на део рибосома где се код мРНА преводи у аминокиселине, градивне блокове свих протеина. Конкретно, четири различите азотне базе мРНА могу се распоредити на 64 различита начина у три групе (4 повећане на трећу снагу је 64), а свака од тих "троструких" означава аминокиселину. Пошто у људском телу постоји само 20 аминокиселина, неке аминокиселине су изведене из више од једног тројног кода.
Када се мРНА преводи, још један тип РНА, трансфер РНА (тРНА) носи ону аминокиселину која је кодом позвана на рибосомално место синтезе, где је аминокиселина везана за крај протеина у напредак. Једном када протеин, који може бити од десетина до стотина стотина аминокиселина, буде комплетан, ослобађа се из рибосома и транспортује га где год је потребно.
Митохондрије и хлоропласти
Митохондрије су "електране" животињских ћелија, а хлоропласти су њихови аналози у биљним ћелијама. Митохондрије, за које се верује да су настале као стајаће бактерије пре него што су се уградиле у структуре које су постале еукариотске ћелије, место су аеробног метаболизма, за који је потребан кисеоник да би се из глукозе извукла енергија у облику аденосин трифосфата (АТП). Митохондрије примају молекуле пирувата добијене разградњом глукозе независно од кисеоника у цитоплазми; у матриксу (унутрашњости) митохондрија, пируват је подвргнут Кребсовом циклусу, који се такође назива циклус лимунске киселине или циклус трикарбоксилне киселине (ТЦА). Кребсов циклус ствара стварање високоенергетских протонских носача и служи за постављање аеробних реакција које се називају транспортни ланац електрона, а који се дешава у близини на митохондријалној мембрани, који је још један липидни двослојни. Ове реакције стварају далеко више енергије у облику АТП-а него што може гликолиза; без митохондрија живот животиња не би могао да се развија на Земљи због огромних енергетских потреба „виших“ организама.
Хлоропласти су оно што биљкама даје зелену боју, јер садрже пигмент зван хлорофил. Док митохондрије разграђују глукозне производе, хлоропласти заправо користе енергију сунчеве светлости за изградњу глукозе из угљен-диоксида и воде. Потом биљка користи дио овог горива за своје потребе, али већина тога, заједно са кисеоником ослобођеним у синтези глукозе, стиже до екосистема и користе га животиње, које не могу сами да праве храну. Без обилног биљног живота на Земљи, животиње не би могле да преживе; обрнуто је тачно, јер животињски метаболизам ствара довољно угљен-диоксида да биљке могу да га користе.
Цитоскелет
Цитоскелет, као што му име каже, пружа структурну подршку ћелији на исти начин као што ваш коштани коштани скелет пружа стабилну скелу за ваше органе и ткива. Цитоскелет се састоји од три компоненте: микрофиламента, интермедијарних влакана и микротубула, како би се од најмањег до највећег створио. Микрофиламенти и микротубуле могу се саставити и раставити у складу са потребама ћелије у датом тренутку, док су интермедијарни филаменти обично трајнији.
Осим што фиксирају органеле на месту налик на водеће жице везане за високе комуникацијске торњеве, оне их држе фиксиране на земљи, цитоскелет помаже у кретању ствари унутар ћелије. То може бити у облику служења као сидриште за флагеле, као што то раде и микротубуле; алтернативно, неки микротубули пружају стварни провод (пут) за кретање ствари. Тако цитоскелет може бити и моторни и аутопутни, у зависности од врсте.
Отхер Органеллес
Остале важне органеле укључују Голгијева тела, који изгледају као хрпе палачинки на микроскопском прегледу и служе као места складиштења и излучивања протеина, и ендоплазматични ретикулум, који помера протеинске производе дуж једног дела ћелије до другог. Ендоплазматски ретикулум долази у глатким и грубим облицима; потоњи су тако названи зато што су обрасли рибосомима. Голгијева тела рађају везикуле које раздвајају ивице „палачинки“ и садрже протеине; ако се ови могу сматрати контејнерским контејнерима, онда је ендоплазматски ретикулум који прима та тела попут аутопута или железничког система.
Лизосоми су такође важни у одржавању ћелија. То су такође везикуле, али садрже специфичне дигестивне ензиме који могу лизирати (растопити) било метаболичке отпадне ћелије или хемикалије које уопште не би требало да постоје, али су на неки начин нарушиле ћелијску мембрану.