Inhoud
- Prokaryotische cellen versus eukaryotische cellen
- Celstructuren en hun functies
- Organellen van eukaryotische cellen
- Plasmamembranen zijn de poortwachters van cellen
- Een nadere blik op fosfolipiden
- De kern is het brein van de cel
De microscopische containers bekend als cellen zijn de basiseenheden van levende wezens op aarde. Elk heeft alle kenmerken die wetenschappers aan het leven toeschrijven. Sommige levende wezens bestaan zelfs uit slechts één cel. Je eigen lichaam daarentegen heeft een bereik van 100 biljoen.
Bijna alle eencellige organismen zijn prokaryoten, en in het grootse classificatie van het leven-leven behoren deze tot het Bacteriën-domein of het Archaea-domein. Mensen, samen met alle andere dieren, planten en schimmels, zijn eukaryoten.
Deze kleine structuren voeren dezelfde taken op een "micro" -schaal uit om zichzelf intact te houden die jij en andere full-sized organismen op een "macro" -schaal doen om in leven te blijven. En uiteraard, als voldoende individuele cellen bij deze taken falen, zal het ouderorganisme daarmee falen.
Structuren binnen cellen hebben individuele functies, en in het algemeen, ongeacht de structuur, kunnen deze worden teruggebracht tot drie essentiële taken: A fysieke interface of grens met specifieke moleculen; een systematisch middel om chemicaliën in, langs of uit de structuur te brengen; en een specifieke, unieke metabole of reproductieve functie.
Prokaryotische cellen versus eukaryotische cellen
Zoals gezegd, terwijl cellen over het algemeen worden beschouwd als kleine componenten van levende wezens, veel cellen zijn levende wezens.
Bacteriën, die niet kunnen worden gezien maar zeker hun aanwezigheid laten voelen in de wereld (bijv. Sommige veroorzaken besmettelijke ziekten, anderen helpen voedingsmiddelen zoals kaas en yoghurt op de juiste manier verouderen en weer anderen spelen een rol bij het handhaven van de gezondheid van het menselijke spijsverteringskanaal), zijn een voorbeeld van eencellige organismen en van prokaryoten.
Prokaryotische cellen hebben een beperkt aantal interne componenten in vergelijking met hun eukaryotische tegenhangers. Deze omvatten een celmembraan, ribosomen, desoxyribonucleïnezuur (DNA) en cytoplasma, de vier essentiële kenmerken van alle levende cellen; deze worden later in detail beschreven.
Bacteriën hebben ook celwanden buiten het celmembraan voor extra ondersteuning, en sommige van deze hebben ook structuren genaamd flagella, whiplike constructen die zijn gemaakt van eiwitten en die helpen de organismen waaraan ze zijn gehecht in hun omgeving rond te bewegen.
Eukaryotische cellen hebben een groot aantal structuren die prokaryotische cellen niet hebben, en dienovereenkomstig hebben deze cellen een breder scala aan functies. Misschien wel het belangrijkste zijn de kern en de mitochondria.
Celstructuren en hun functies
Voordat we dieper ingaan op hoe individuele celstructuren met deze functies omgaan, is het handig om te bekijken wat die structuren zijn en waar ze kunnen worden gevonden. De eerste vier structuren in de volgende lijst zijn gemeenschappelijk voor alle cellen in de natuur; de andere worden gevonden in eukaryoten, en als een structuur alleen in bepaalde eukaryotische cellen wordt gevonden, wordt deze informatie genoteerd.
Het celmembraan: Dit wordt ook wel het plasma membraan, maar dit kan verwarring veroorzaken omdat eukaryotische cellen feitelijk plasmamembranen rond hun hebben organellen, waarvan er veel hieronder worden beschreven. Dit bestaat uit een fosfolipide dubbellaag, of twee identiek geconstrueerde lagen die tegenover elkaar staan op een "spiegelbeeld" manier. Het is zowel een dynamische machine als een eenvoudige barrière.
Cytoplasma: Deze gelachtige matrix is de substantie waarin de kern, organellen en andere celstructuren zitten, zoals stukjes fruit in een klassiek gelatinedessert. Stoffen bewegen door het cytoplasma door diffusie, of van gebieden met hogere concentraties van die stoffen naar gebieden met lagere concentratie.
ribosomen: Deze structuren, die geen eigen membranen hebben en dus niet als echte organellen worden beschouwd, zijn de plaatsen van eiwitsynthese in cellen en zijn zelf gemaakt van eiwitsubeenheden. Ze hebben "docking stations" voor messenger ribonucleïnezuur (mRNA), dat DNA-instructies van de kern draagt, en aminozuren, de "bouwstenen" van eiwitten.
DNA: Het genetische materiaal van de cellen zit in het cytoplasma van prokaryotische cellen, maar in de kernen (het meervoud van "kern") van eukaryotische cellen. Bestaande uit monomeren - dat wil zeggen herhalende subeenheden - genoemd nucleotiden, waarvan er vier basistypen zijn, wordt DNA samen met ondersteunende eiwitten, histonen genoemd, verpakt in een lange, vezelachtige stof genaamd chromatine, waar het zelf in is verdeeld chromosomen in eukaryoten.
Organellen van eukaryotische cellen
Organellen bieden geweldige voorbeelden van celstructuren die verschillende, noodzakelijke en unieke doelen dienen die afhankelijk zijn van het handhaven van transportmechanismen die op hun beurt afhangen van hoe deze structuren fysiek verband houden met de rest van de cel.
mitochondriën zijn misschien de meest prominente moleculen in termen van zowel hun onderscheidende uiterlijk onder een microscoop als hun functie, namelijk het gebruik van de producten van de chemische reacties die glucose afbreken in het cytoplasma om zo veel adenosinetrifosfaat (ATP) te extraheren als zuurstof aanwezig is. Dit staat bekend als cellulaire ademhaling en vindt hoofdzakelijk plaats op het mitochondriale membraan.
Andere belangrijke organellen zijn de endoplasmatisch reticulum, een soort cellulaire "snelweg" die moleculen verpakt en verplaatst tussen ribosomen, de kern, het cytoplasma en de buitenkant van de cel. Golgi-lichamenof "schijven" die afbreken van het endoplasmatisch reticulum zoals kleine taxi's. lysosomen, die holle, bolvormige lichamen zijn die de afvalproducten afbreken die tijdens de metabole reacties van de cellen worden gevormd.
Plasmamembranen zijn de poortwachters van cellen
De drie taken van het celmembraan zijn het behouden van de integriteit van de cel zelf, die dient als een semipermeabel membraan waar kleine moleculen doorheen kunnen en het actieve transport van stoffen via "pompen" ingebed in het membraan mogelijk maken.
De moleculen waaruit elk van de twee lagen van het membraan bestaat, zijn fosfolipiden, die hydrofobe "staarten" hebben gemaakt van vet die naar binnen (en dus naar elkaar toe gericht) en hydrofiele fosforhoudende "koppen" zijn die naar buiten gericht zijn (en dit naar de binnenkant en buitenkant van de organel zelf, of in het geval van de eigen celmembraan, de binnenkant en buitenkant van de cel zelf).
Deze zijn lineair en loodrecht op de totale velachtige structuur van het membraan als geheel.
Een nadere blik op fosfolipiden
De fosfolipiden zitten dicht genoeg bij elkaar om gifstoffen buiten te houden, of grote moleculen die het interieur zouden beschadigen als ze doorgang zouden krijgen. Maar ze staan ver genoeg uit elkaar om kleine moleculen mogelijk te maken die nodig zijn voor metabole processen, zoals water, glucose (de suiker die alle cellen gebruiken voor energie) en nucleïnezuren (die worden gebruikt om nucleotiden te bouwen en dus DNA en ATP, de "energievaluta" in alle cellen).
Het membraan heeft "pompen" ingebed tussen de fosfolipiden die gebruik maken van ATP om moleculen binnen te brengen of te verplaatsen die normaal niet zouden passeren, hetzij vanwege hun grootte, hetzij omdat hun concentratie groter is aan de kant waar de moleculen naartoe worden gepompt. Dit proces heet actief transport.
De kern is het brein van de cel
De kern van elke cel bevat een volledige kopie van al het DNA van een organisme in de vorm van chromosomen; mensen hebben 46 chromosomen, waarvan 23 geërfd van elke ouder. De kern is omgeven door een plasmamembraan genaamd de nucleaire envelop.
Tijdens een proces genaamd mitosis, de nucleaire envelop is opgelost en de kern splitst zich in twee nadat alle chromosomen zijn gekopieerd of gerepliceerd.
Dit wordt kort gevolgd door de verdeling van de hele cel, een proces dat bekend staat als cytokinese. Dit resulteert in de oprichting van twee dochtercellen die identiek zijn aan elkaar en aan de bovenliggende cel.