eukaryot celle

Biolog

2022

Vi forklarer, hvad en eukaryot celle er, hvilke typer der findes, deres dele og funktioner. Også dens forskelle med en prokaryot celle.

Eukaryote celler er karakteriseret ved at have en veldefineret kerne.

Hvad er en eukaryot celle?

Det kaldes en eukaryot celle (fra det græske ord eukaryota, indbinding af eu "Sandt" og karyon "Nut, nucleus") til alle de celler, i hvis cytoplasmaer kan findes en membran, der afgrænser cellekerne, som indeholder det meste af deres genetiske materiale (DNA). Heri adskiller den sig fra prokaryot celle, meget mere primitiv og hvis genetiske materiale er spredt i cytoplasma. I modsætning til prokaryoter har eukaryote celler desuden organeller eller organeller, specialiserede subcellulære strukturer, der kan identificeres inden for og afgrænses af membraner (f.eks. celler mitokondrier og kloroplaster).

Fremkomsten af ​​eukaryote celler var et vigtigt skridt i livets udvikling, der lagde grundlaget for meget større biologisk mangfoldighed, herunder fremkomsten af celler specialiseret i flercellede organisationer. Dette gav anledning til kongeriger: protister, svampe, planter, Y dyr. Det levende væsner består af eukaryote celler kaldes eukaryoter.

Selvom det videnskabelige samfund ikke tvivler på relevansen af ​​udseendet af eukaryote celler, har det endnu ikke været muligt at give en meget klar forklaring på deres fremkomst. Den mest accepterede teori rejser den mulige symbiogenese mellem to prokaryoter, det vil sige en proces med symbiose mellem en bakterie og en archea, der, sameksisterende på en meget tæt måde, ville have sammensat den samme organisme med generationernes gang, så afhængige, at de blev til hinanden. Denne teori om fremkomsten af ​​eukaryote celler blev rejst af den amerikanske evolutionsbiolog Lynn Margulis i 1967 og er kendt som "Endosymbiotic Theory" eller "Serial Endosymbiosis Theory".

Eukaryote celletyper

Der er forskellige typer af eukaryote celler, men grundlæggende er fire genkendt, hver med forskellige strukturer og processer:

  • Grøntsagsceller. De har en cellevæg (sammensat af cellulose og protein), der dækker din plasma membran og giver dem stivhed, beskyttelse og modstand. Derudover har planteceller kloroplaster, det vil sige organeller, der indeholder det nødvendige klorofyl til at udføre processen med fotosyntese; og en stor central vakuole, som bevarer celleformen og styrer bevægelse af molekyler i cytoplasmaet.
  • Dyreceller. De har ikke kloroplaster (da de ikke fotosyntetiserer) eller en cellevæg. Men i modsætning til planteceller har de centrioler (organeller, der deltager i celledeling) og har mindre, men mere rigelige vakuoler, kaldet vesikler. På grund af manglen på en cellevæg kan dyreceller tage et stort antal variable former og endda opsluge andre celler.
  • Svampeceller. De ligner dyreceller, selvom de adskiller sig fra dem ved tilstedeværelsen af ​​en cellevæg bestående af kitin (som dyreceller ikke har). Et andet kendetegn er, at svampeceller har mindre cellespecialisering end dyreceller. Selvom det ikke er den hyppigste, er der encellede svampe, som f.eks gær.
  • Protistceller. Eukaryote celler er ofte en del af flercellede organismer. Der er dog protister, der er simple encellede eller flercellede eukaryote organismer, der ikke danner væv. Selvom encellede eukaryoter er simplere væsener end dyr og planter, gør det faktum, at de er opbygget af en enkelt celle, der skal udføre alle organismens funktioner, cellen til en kompleks organisation. Derudover kan de nå makroskopiske størrelser. Nogle eksempler på denne type organismer er euglena og paramecia.

Eukaryote cellefunktioner

Eukaryote celler har to primære funktioner: fodring og reproduktion.

Eukaryote celler, ligesom prokaryoter, udfører væsentlige funktioner:

  • Ernæring. Det omfatter inkorporering af næringsstoffer i cellens indre og deres omdannelse til andre stoffer, som bruges til at danne og erstatte cellestrukturer og også til at opnå Energi nødvendigt for at udføre alle dets funktioner. Afhængigt af deres ernæring kan celler være autotrofer (de laver deres egne mad fra uorganisk materiale ved processer såsom fotosyntese) eller heterotrofer (de skal inkorporere organisk materiale fordi de ikke er i stand til at fremstille det). Summen af ​​alle cellens kemiske aktiviteter er dens stofskifte.
  • Øge. Det involverer en stigning i størrelsen af ​​individuelle celler i en organisme, i antallet af celler eller i begge. Væksten kan være ensartet i forskellige dele af en organisme, eller den kan være større i nogle dele end andre, hvilket får kroppens proportioner til at ændre sig, efterhånden som væksten sker.
  • Reaktion på stimuli. Celler interagerer med omgivelserne, der omgiver dem, og modtager forskellige stimuli (såsom variationer i temperatur, fugtighed eller surhed) og uddybning af de tilsvarende reaktioner på hver af dem (såsom sammentrækning eller translation). Denne evne til at reagere på miljøstimuli er kendt som irritabilitet.
  • Reproduktion. Det er processen med dannelse af nye celler (eller datterceller) fra en indledende celle (eller stamcelle). Der er to typer af celle reproduktionsprocesser: mitose Y meiose. Gennem mitose giver en stamcelle anledning til to identiske datterceller, det vil sige med samme mængde af genetisk materiale og identiske arvelige oplysninger. På den anden side giver en stamcelle gennem meiose ophav til fire datterceller, der er genetisk forskellige fra hinanden, og som også har halvdelen af ​​den oprindelige celles genetiske materiale. Mitose griber ind i processerne med vævsvækst og -reparation og i reproduktionen af ​​levende væsener, der formerer sig aseksuelt. Meiose har et andet formål: det sker kun for at give anledning til kønsceller.
  • Tilpasning. Cellernes evne til at udvikle sig over mange generationer og tilpasse sig deres miljø gør dem i stand til at overleve i en foranderlig verden. Tilpasninger er nedarvede egenskaber, der øger en organismes evne til at overleve i et bestemt miljø. Tilpasningerne kan være strukturelle, fysiologiske, biokemiske, adfærdsmæssige eller en kombination af de fire. Alle biologisk vellykkede organismer er en kompleks samling af koordinerede tilpasninger, der er sket gennem evolutionære processer.

Funktionerne metabolisme, vækst, respons på stimuli, reproduktion og tilpasning udføres af alle celler, der tilhører både prokaryote og eukaryote organismer. Dette er dog ikke de eneste cellulære funktioner: der er andre funktioner afhængigt af hver celletype og det væv eller den organisme, de tilhører. For eksempel, neuroner (som er en del af nervevævet) er i stand til at kommunikere gennem elektriske impulser.

Dele af en eukaryot celle

Cellekernen er en central organel, afgrænset af en dobbelt porøs membran.

Hovedkomponenterne i eukaryote celler er:

  • Celle eller plasmamembran. Det er en dobbelt barriere sammensat af lipider Y protein der afgrænser cellen, for at isolere den fra omgivelserne, der omgiver den. Plasmamembranen har selektiv permeabilitet: den tillader kun indtræden af stoffer nødvendigt for cytoplasmaet og også udvisningen af ​​metabolisk affald. Denne struktur er til stede i alle eukaryote celler og endda i prokaryoter.
  • Cellulær væg. Det er en stiv struktur, der er uden for plasmamembranen og giver cellen form, støtte og beskyttelse. Cellevæggen er kun til stede i grøntsagsceller og i svampe, selvom dens sammensætning varierer mellem begge celletyper: i planter består den af ​​cellulose og proteiner, mens den i svampe består af kitin. Selvom denne struktur beskytter cellen, forhindrer den dens vækst og begrænser den til faste strukturer.
  • Cellekerne. Det er en central organel, begrænset af en dobbelt porøs membran, der tillader udveksling af materiale mellem cytoplasmaet og dets indre. Kernen huser cellens genetiske materiale (DNA), som er organiseret i kromosomer. Derudover er der inden for kernen en specialiseret region kaldet nucleolus, hvor det ribosomale RNA transskriberes, som senere bliver en del af ribosomerne. Kernen er til stede i alle eukaryote celler.
  • Ribosomer. De er strukturer dannet af RNA og proteiner, hvori proteinsyntese finder sted. Ribosomer findes i alle typer celler, selv prokaryoter (selvom de er mindre). Nogle ribosomer er frie i cytoplasmaet, og andre er knyttet til det ru endoplasmatiske retikulum.
  • Cytoplasma. Det er det vandige medium, hvori cellens forskellige organeller er. Cytoplasmaet består af cytosolen, den organelfrie vandige del, der indeholder opløste stoffer, og cytoskelettet, et netværk af filamenter, der giver form til cellen.

Ud over tilstedeværelsen af ​​kernen er et af de karakteristiske kendetegn ved den eukaryote celle tilstedeværelsen af ​​organeller eller subcellulære rum omgivet af en membran, som har specialiserede funktioner. Nogle er:

  • Lysosomer. De er vesikler fyldt med enzymer fordøjelsessystemer, der udelukkende findes i dyreceller. Cellulære fordøjelsesprocesser udføres i lysosomer, katalyseret af de enzymer, de indeholder indeni.
  • Mitokondrier. De er organellerne, hvor processen af cellulær respiration. De er omgivet af en dobbelt membran, som gør det muligt for cellen at få den energi, den skal bruge til at udføre sine funktioner. Mitokondrier er til stede i alle typer eukaryote celler, og deres antal varierer afhængigt af deres behov: celler med høje energibehov har en tendens til at have et større antal mitokondrier.
  • Kloroplaster De er de organeller, hvori fotosyntesen finder sted, og de præsenterer et komplekst system af membraner. Den grundlæggende komponent i disse organeller er klorofyl, et grønt pigment, der deltager i fotosynteseprocessen og tillader det at fange sollys. Kloroplaster er unikke for fotosyntetiske celler, så de er til stede i alle planter og alger, hvis farve Karakteristisk grøn er givet ved tilstedeværelsen af ​​klorofyl.
  • Vakuole. De er en type stor galdeblære, der opbevarer Vand, mineralske salte og andre stoffer, og som kun findes i planteceller. Vakuolen bevarer celleformen og giver støtte til cellen, udover at den deltager i den intracellulære bevægelse af stoffer. Dyreceller har vakuoler, men de er mindre og i større mængde.
  • Centrioler. De er rørformede strukturer, der udelukkende findes i dyreceller. De deltager i adskillelsen af kromosomer under celledelingsprocessen.
  • Endoplasmatisk retikulum. Det er et membransystem, der fortsætter med cellekernen og strækker sig gennem hele cellen. Dens funktion er relateret til syntesen af ​​forbindelser, der hovedsageligt er bestemt til det ydre af cellen. Det endoplasmatiske retikulum er opdelt i ru og glat, afhængigt af tilstedeværelsen eller fraværet af ribosomer på overfladen: det ru reticulum indeholder ribosomer og er hovedsageligt ansvarlig for syntesen af ​​proteiner til eksport, mens det glatte reticulum hovedsageligt er relateret til metaboliske veje af det lipider.
  • Golgi apparat. Det er et organel, der består af et sæt fladtrykte skiver og sække kaldet cisterner. Funktionen af ​​Golgi-apparatet er relateret til modifikation og pakning af proteiner og andet biomolekyler (som kulhydrater og lipider) til sekretion eller transport.

Forskellen mellem eukaryot celle og prokaryot celle

Prokaryote celler er enklere og mindre end eukaryote celler.

De vigtigste forskelle mellem disse to typer celler er:

  • Kerne tilstedeværelse. Den vigtigste forskel er, at i prokaryoter er det genetiske materiale spredt i cytoplasmaet i en region kaldet nukleoiden, i stedet for i kernen, som det er tilfældet i eukaryoter.
  • DNA type. Prokaryoter har et enkelt, cirkulært DNA-molekyle, som ikke er forbundet med proteiner, hvorfor det ofte omtales som "nøgent, cirkulært DNA". På sin side har eukaryoters genetiske materiale en lineær form og er forbundet med proteiner, der danner kromatin (eller kromosomer, når cellen er ved at gå ind i celledeling). Hver art af eukaryot organisme har et karakteristisk antal kromosomer.
  • Størrelse. Eukaryote celler er betydeligt større i størrelse (10-100 µm) end almindelige prokaryote celler (0,2-2,0 µm).
  • Forfatning. De fleste eukaryote organismer er flercellede, mens alle prokaryoter er encellede. Det er dog værd at huske på, at der er nogle encellede eukaryote organismer, såsom paramecia og gær.
  • Reproduktion. Prokaryoter formerer sig ukønnet (ved binær fission), mens eukaryoter har begge dele seksuel reproduktion (ved meiose, der giver anledning til kønsceller eller kønsceller) som aseksuel (til mitose).
  • Cellulære organeller. Eukaryote celler præsenterer organeller med specifikke membraner og funktioner, som f.eks mitokondrierlysosomer eller kloroplaster.
!-- GDPR -->