Tartalom
- Alapvető cellaszerkezet
- A sejtmembrán
- A nukleusz
- A riboszómák
- Mitokondriumok és kloroplasztok
- A citoszkeleton
- Egyéb Organelles
A sejtek általában véve azonos-azonos egységek, amelyek egy egészet alkotnak. Például a börtönblokkok és a méhkasok főleg cellákból állnak. A biológiai rendszerekre alkalmazva ezt a kifejezést valószínűleg a 17. századi tudós, Robert Hooke, a vegyi mikroszkóp feltalálója és jelentős számú tudományos erőfeszítés úttörője hozta létre. A ma leírt sejt az élő lény legkisebb egysége, amely megtartja magának az életnek a jellemzőit. Más szavakkal: az egyes sejtek nemcsak genetikai információkat tartalmaznak, hanem energiát is felhasználnak és átalakítanak, gazdaszervezet kémiai reakciókat folytatnak, fenntartják az egyensúlyt és így tovább. Többnyelvűen a sejteket jellemzően és megfelelő módon "az élet építőelemeinek" nevezzük.
A sejt alapvető jellemzői között szerepel egy sejtmembrán, amely elválasztja és megvédi a sejttartalmat a világ többi részétől; citoplazma vagy folyadékszerű anyag a sejt belsejében, amelyben metabolikus folyamatok zajlanak; és genetikai anyag (dezoxiribonukleinsav vagy DNS). Ez lényegében egy prokarióta vagy baktériumsejtet ír le teljes egészében. A bonyolultabb organizmusok, úgynevezett eukarióták - beleértve az állatokat, növényeket és gombákat - számos más sejtszerkezettel is rendelkeznek, mindegyik a magasan specializálódott élőlények igényei szerint fejlődött ki. Ezeket a struktúrákat organelláknak nevezik. Az organelláknak az eukarióta sejteknek kell lenniük, amilyene a saját szervek (gyomor, máj, tüdő és így tovább) az egész testére.
Alapvető cellaszerkezet
A cellák szerkezetileg szervezeti egységek. Azokat formálisan osztályozzák, hogy hol kapják meg energiájukat. A prokarióták közé tartozik a hat taxonómiai királyság kettője, az Archaebacteria és a Monera; ezek a fajok egysejtűek, és többségük baktérium, és körülbelül 3,5 milliárd évvel nyúlnak vissza (maga a Föld becsült kora körülbelül 80% -a). Az eukarióták "pusztán" 1,5 milliárd éves és ezek közé tartozik az Animalia, a Plantae, a Fungae és a Protista. A legtöbb eukarióta többsejtű, bár néhány (például élesztő) nem.
A prokarióta sejtek abszolút minimumban genetikai anyag-agglomerációt mutatnak DNS formájában egy olyan sejtmembrán által határolt kamrában, amelyet plazmamembránnak is neveznek. Ezen a burkolaton belül citoplazma is található, amely a prokariótákban nedves aszfalt állandóságával rendelkezik; az eukariótákban sokkal folyékonyabb. Ezen túlmenően sok prokarióta sejtfallal rendelkezik a sejtmembránon kívül, hogy védőrétegként szolgáljon (amint látjuk, a sejtmembrán különféle funkciókat tölt be). Nevezetesen, az eukarióta növényi sejtek tartalmazzák a sejtfalakat is. De a prokarióta sejtek nem tartalmaznak organellákat, és ez az elsődleges szerkezeti megkülönböztetés. Még ha úgy is dönt, hogy a megkülönböztetést metabolikusnak tekinti, ez még mindig kapcsolódik a megfelelő szerkezeti tulajdonságokhoz.
Néhány prokarióta rendelkezik csilló, amelyek ostorszerű polipeptidek a meghajtáshoz. Néhányuknak is van pili, amelyek hajszerű kinyúlások, amelyeket ragasztási célokra használnak. A baktériumok többféle formájúak: a Cocci kerek (mint a meningococcusok, amelyek az emberekben meningitist okozhatnak), baccilli (rúd, mint a antracit okozó fajok), és spirilla vagy spirochetes (spirális baktériumok, például azok, amelyek felelősek a szifiliszért). .
Mi a helyzet a vírusokkal? Ez csak egy apró darab genetikai anyag, amely lehet DNS vagy RNS (ribonukleinsav), egy fehérjebevonattal körülvéve. A vírusok önmagukban nem képesek szaporodni, ezért meg kell fertőzni a sejteket és "eltéríteniük" szaporodási berendezéseiket annak érdekében, hogy önmagukban szaporodjanak. Ennek eredményeként az antbiotikumok mindenféle baktériumot megcéloznak, de nem hatékonyak a vírusok ellen. Vírusellenes gyógyszerek léteznek, újabb és hatékonyabb gyógyszereket vezetnek be folyamatosan, de hatásmechanizmusuk teljesen különbözik az antibiotikumokétól, amelyek általában akár a sejtfalakat, akár a prokarióta sejtekre jellemző metabolikus enzimeket célozzák.
A sejtmembrán
A sejtmembrán a biológia sokrétű csodája. Legnyilvánvalóbb feladata az, hogy tartályként szolgáljon a cella tartalmához és akadályt teremtsen az extracelluláris környezet sértéseinél. Ez azonban funkciójának csak egy kis részét írja le. A sejtmembrán nem passzív partíció, hanem a kapuk és csatornák rendkívül dinamikus összeállítása, amelyek segítenek biztosítani a sejt belső környezetének (vagyis annak egyensúlyának vagy homeosztázisának) fenntartását azáltal, hogy szükség szerint szelektíven engedik a molekulákat a sejtbe és a sejtből.
A membrán valójában egy kettős membrán, amelynek két rétege egymással szemben tükörkép formájában van. Ezt foszfolipid kettős rétegnek hívják, és minden réteg foszfolipid molekulák vagy - helyesebben - glicerofoszfolipid molekulák "lapja" -ból áll. Ezek hosszúkás molekulák, amelyek poláris foszfát "fejekből" állnak, amelyek a kettős réteg közepétől (azaz a citoplazma és a sejt külső része felé néznek), és nem poláris "farok", amelyek egy pár zsírsavból állnak; ez a két sav és a foszfát egy három széntartalmú glicerin molekula másik oldalához kapcsolódik. A foszfátcsoportok aszimmetrikus töltéseloszlása és a zsírsav-töltési aszimmetria hiánya miatt az oldatba helyezett foszfolipidek spontán módon összeállnak az ilyen kettős rétegbe, tehát energetikailag hatékony.
Az anyagok sokféle módon átjárhatják a membránt. Az egyik az egyszerű diffúzió, amely szerint a kis molekulák, például az oxigén és a szén-dioxid mozognak a membránon a nagyobb koncentrációjú régiókból az alacsonyabb koncentrációjú régiókba. A megkönnyített diffúzió, ozmózis és az aktív transzport szintén segít fenntartani a sejtekbe bejutó tápanyagok és a kilépő anyagcseretermékek folyamatos ellátását.
A nukleusz
A mag a DNS tárolásának helye az eukarióta sejtekben. (Emlékezzünk vissza, hogy a prokariótákban hiányoznak a magok, mivel ezekben semmiféle membránhoz kötött organellák hiányoznak.) Mint a plazmamembrán, a nukleáris membrán, más néven nukleáris burkolat, kétrétegű foszfolipid gát.
A sejtmagban a sejt genetikai anyaga elkülönült testekbe van elrendezve, úgynevezett kromoszómák. A szervezet kromoszómáinak száma fajonként változik; az embereknek 23 pár van, köztük 22 pár "normál" kromoszóma, úgynevezett autoszóma, és egy pár nemi kromoszóma. Az egyes kromoszómák DNS-jét géneknek nevezett szekvenciákba rendezzük; minden gén hordozza egy adott fehérjetermék genetikai kódját, legyen az enzim, a szemszín elősegítője vagy a vázizom összetevője.
Amikor egy sejt megosztódik, a sejtmagja megkülönböztethetően osztódik, a benne levő kromoszómák replikációjának köszönhetően. Ezt a szaporodási folyamatot mitózisnak nevezik, és a mag lebontását citokinezisnek nevezik.
A riboszómák
A riboszómák a fehérjék szintézisének helyei a sejtekben. Ezeket az organellákat szinte teljes egészében egy olyan RNS-ből állítják elő, amelyet megfelelően hívnak riboszómális RNS-nek vagy rRNS-nek. Ezek a riboszómák, amelyek az egész sejt citoplazmában megtalálhatók, egy nagy alegységet és egy kis alegységet tartalmaznak.
A riboszómák képzelésének talán a legegyszerűbb módja az apró összeszerelési sor. Amikor ideje előállítani egy adott fehérjeterméket, a magból a DNS-ből átírott hírvivő RNS (mRNS) a riboszómák azon részéhez vezet, ahol az mRNS-kód aminosavakba fordul, az összes fehérje építőkövei. Pontosabban, az mRNS négy különböző nitrogéntartalmú bázisa 64 különféle módon csoportosítható három csoportba (4 a harmadik hatalomra 64), és ezek mindegyike egy aminosavat kódol. Mivel az emberi testben csak 20 aminosav található, egyes aminosavak egynél több hármas kódból származnak.
Amikor az mRNS-t transzlálják, még egy másik RNS-t, a transzfer RNS (tRNS) bármilyen aminosavat a kód által meghívott módon a riboszómális szintézis helyre hordozza, ahol az aminosav a protein-in-end végéhez kapcsolódik. haladás. Amint a fehérje, amely sokféle aminosavtól több tíztől több százig tarthat, elkészül, felszabadul a riboszómából, és oda szállítja, ahol csak szükséges.
Mitokondriumok és kloroplasztok
A mitokondriumok az állati sejtek "erőművei", és a kloroplasztok analógok a növényi sejtekben. A mitokondriumok, amelyekről úgy gondolják, hogy önálló baktériumokként származnak, mielőtt azok beépültek az eukarióta sejtekké váló struktúrákba, az aerob metabolizmus helye, amelyhez oxigén szükséges az energia adenozin-trifoszfát (ATP) formájában történő kivonásához a glükózból. A mitokondriumok piruvatmolekulákat kapnak, amelyek oxigénfüggetlen glükóz-bontásból származnak a citoplazmában; a mitokondriumok mátrixában (belső részében) a piruvátot Krebs-ciklusnak vetik alá, amelyet citromsav- vagy trikarbonsav- (TCA) ciklusnak is neveznek. A Krebsi ciklus nagy energiájú protonhordozók képződését generálja, és felállítja az aerob reakciókat, az úgynevezett elektronszállító láncot, amely a mitokondriális membrán közelében található, amely újabb lipid kettős réteg. Ezek a reakciók sokkal több energiát generálnak ATP formájában, mint amennyit a glikolízis képes; mitokondriumok nélkül az állati élet nem fejlődhetett volna a Földön a "magasabb" organizmusok óriási energiaigénye miatt.
A kloroplasztok adják a növényeknek zöld színüket, mivel klorofillnek nevezett pigmentet tartalmaznak. Míg a mitokondriumok lebontják a glükóztermékeket, addig a kloroplasztok valójában a napfényből származó energiát használják a glükóz szén-dioxidból és vízből történő előállításához. A növény ezt követően az üzemanyag egy részét saját szükségleteire használja fel, de a legtöbb, a glükózszintézisben felszabaduló oxigénnel együtt, eljut az ökoszisztémához, és olyan állatok használják, akik nem tudják elkészíteni saját magukat. Bőséges növényi élet nélkül a Földön az állatok nem tudnák túlélni; fordítva igaz, mivel az állatok anyagcseréje elegendő széndioxidot termel a növények számára.
A citoszkeleton
A citoszkeleton, amint a neve is sugallja, szerkezeti támogatást nyújt a sejtekhez, ugyanúgy, ahogy a saját csontváz biztosítja a stabil állványzatot a szervek és szövetek számára. A citoszkeleton három komponensből áll: mikroszálak, köztes szálak és mikrotubulusok, a legkisebbtől a legnagyobbig. A mikrofilamentumok és mikrotubulusok összeállíthatók és szétszerelhetők a sejt igényei szerint egy adott időben, míg a közbenső szálak általában tartósabbak.
Amellett, hogy az organellákat a helyükön rögzíti, mint ahogyan a magas kommunikációs tornyokhoz rögzített vezetőhuzalok ezeket a talajhoz rögzítik, a citoszkeleton segít a dolgok mozgatásában egy sejtben. Ennek formája lehet a flagella rögzítési pontja, mint néhány mikrotubulus; alternatívaként néhány mikrotubulus biztosítja a tényleges vezetéket (útvonalat) a dolgok mentén történő mozgatásához. Így a citoszkeleton az adott típustól függően mind motoros, mind országúti lehet.
Egyéb Organelles
Egyéb fontos organellák közé tartozik Golgi testek, amelyek mikroszkópos vizsgálat során úgy néznek ki, mint egy palacsinta halom, és amelyek fehérje tárolásának és szekréciójának helyét képezik, és a endoplazmatikus retikulum, amely a fehérjetermékeket a sejt egyik részéből a másikba mozgatja. Az endoplazmatikus retikulum sima és durva formában van; ez utóbbiakat azért nevezték el, mert riboszómákkal vannak kiképezve. A Golgi testek olyan vezikulákat eredményeznek, amelyek letörik a "palacsinta" széleit és fehérjéket tartalmaznak; ha ezeket szállítótartályoknak lehet tekinteni, akkor az endoplazmatikus retikulum, amely ezeket a testeket befogadja, olyan, mint egy autópálya vagy vasút.
A lizoszómák szintén fontos szerepet játszanak a sejtek fenntartásában. Ezek szintén hólyagok, de tartalmaznak olyan speciális emésztő enzimeket, amelyek képesek vagy a sejtek metabolikus hulladéktermékei lizálására (feloldására), vagy olyan vegyi anyagokra, amelyeknek nem állítólag ott lenniük, de valamilyen módon megsértették a sejtmembránt.