CELLETYPER: PROKARYOTE CELLER, EUKARYOTE CELLER - BIOLOGI - 2025

To typer celler udgør alle levende organismer, som vi kan identificere i naturen; disse er kendt som prokaryoter og eukaryoter. De førstnævnte er typiske for nogle mikroorganismer, mens sidstnævnte danner multicellulære organismer så komplekse som planter og dyr.

Celler repræsenterer den grundlæggende basale enhed i livet, som er blevet kendt mere eller mindre siden 1840. Det siges, at de er "basiseenheder", da der inden for hver enkelt er de samme processer, som vi genkender i "højere" eller højere organismer. kompleks.

Skema med de to typer celler i naturen: eukaryoter og prokaryoter. Hoveddelene vises, der viser forskellene mellem dem (Kilde: Ingen maskinlæsbar forfatter leveret. Mortadelo2005 antaget (baseret på ophavsretskrav). Via Wikimedia Commons)

Således er en celle det mindste levende væsen, der kan fodre, metabolisere, vokse og formere sig, hvilket efterlader afkom (en celle kan kun komme fra en anden celle, der allerede findes).

Størrelsen på cellerne kan variere meget. Hvis vi overvejer størrelsen på en lille bakterie, der kan måle lidt over 100 mikron, og sammenligne den med neuronen hos et voksent menneske, som kan måle op til 1 meter, vil vi finde en forskel på cirka 6 størrelsesordener.

Da de processer, der forekommer inden for dem, er ens, deler de forskellige typer celler mange karakteristika. For eksempel er alle omgivet af en membran, der adskiller dem fra miljøet omkring dem, og som tillader selektiv passage af stoffer fra den ene side til den anden.

Rummet omgivet af denne membran indeholder en slags væske eller væske kaldet cytosol, hvori de intracellulære komponenter gør metabolisme og reproduktion mulig for at nævne nogle få processer.

Cytosol fra alle celler indeholder (adskilt af indre membraner eller ej) det arvelige materiale sammensat af nukleinsyrer; stor mængde strukturelle proteiner og med enzymatisk aktivitet; ioner, kulhydrater og andre molekyler af forskellig kemisk karakter.

Nogle celler har en cellevæg, der dækker deres plasmamembran, og som giver dem en vis stivhed, understøtning og mekanisk og kemisk resistens. Derudover kan både prokaryote og eukaryote organismer have strukturer såsom cilia og flagella, der tjener flere formål.

Prokaryote celler

Prokaryotiske celler er relativt enkle celler. Dets navn kommer fra den græske "pro", der betyder før, og "karyon", der betyder kerne, og dette bruges til at betegne organismer med en primordial eller "primitiv" kerne, som mangler en membranøs kerne.

Prokaryotiske organismer er bakterier og archaea. Bakterier repræsenterer en af ​​de vigtigste grupper af levende væsener fra et økologisk og praktisk synspunkt (antropocentrisk set) såvel som med hensyn til deres overflod (antal individer).

Diagram over en «gennemsnitlig» prokaryotisk celle (Kilde: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats). Spanske mærker af Alejandro Porto. Via Wikimedia Commons)

Archaea, der er rigeligt som bakterier, bor i uvurderlige og fjendtlige steder såsom saltvand, vulkanske kilder eller stærkt sure og varme steder.

Der er mange forskelle mellem archaea og bakterier, men kun de mest karakteristiske egenskaber ved bakterier vil blive nævnt nedenfor, da de er den bedst kendte gruppe.

- Egenskaber

Prokaryoter har meget forskellige størrelser og former, som grundlæggende afhænger af arten og den betragtede livsstil. Bakterier, for eksempel, adskilles morfologisk i cocci og baciller.

Cocci er næsten sfæriske former og kan assosieres med hinanden for at danne celleaggregater (svarende til en masse druer), der er karakteristiske for nogle arter.

Bacillerne er stavformede, men deres bredde og længde er meget varierende; Disse kan også forbindes med hinanden og danne kæder, der ligner en "streng" af chorizo.

Salmonella typhimurium (rød) invaderer humane celler. Forfatter: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH Af amerikansk regering (Fil: SalmonellaNIAID.jpg), via Wikimedia Commons

Prokaryotiske celler har et stort antal strukturer, der er ansvarlige for at udføre alle deres vitale processer. Et af de karakteristika, der adskiller en bakterie fra enhver eukaryot celle er fraværet af indre membranstrukturer.

Med andre ord mangler bakterier cytosoliske organeller som dem, der findes i eukaryoter (mitokondrier, kerne, endoplasmatisk retikulum osv.).

- Dele af en prokaryot celle

En bakterie; prokaryotiske celler, encellede organismer

De dele, der kan skelnes i de fleste prokaryoter, er plasmamembranen, ribosomer, inklusionslegemer, nukleoidregion, periplasmatisk rum, cellevæg, kapsel, fimbriae og pili og flagella.

Plasma- eller cellemembran

Membranen, der dækker bakterieceller, udfører forskellige funktioner som en grænseflade mellem dem og deres miljø. Det er sammensat af lipider arrangeret i form af et dobbeltlag og nogle associerede proteiner, der tilsammen danner en struktur, der ikke er mere end 10 nm tyk.

Ansigterne på dobbeltlaget, der "vender" "ind" og "ud" af cellerne indeholder den hydrofile del af lipiderne, mens deres indre er meget hydrofob. Associerede proteiner kan være integrerede eller perifere, afhængigt af den kemiske natur af deres tilknytning.

Prokaryoter har ikke indre membranstrukturer, men deres plasmamembraner kan danne invaginationer eller fremtrædende folder i deres indre, og disse udfører forskellige funktioner.

cytoplasma

Cytoplasmaet er rummet mellem cellemembranen og kernen; indeholder cytosol. Det ligner meget cytoplasmaet af eukaryote celler.

cytosol

Plasmamembranen omslutter et flydende stof kendt som cytosol. Der er ingen cytoskeletale proteiner eller membranøse organeller i denne væske, men "regioner" med definerede funktioner og specifikke komponenter kan skelnes.

Et godt eksempel på nogle "strukturer", der er forbundet med cytosol af bakterier, er det af inklusionslegemer, der er granuler sammensat af organisk eller uorganisk materiale indlejret i den cytosoliske matrix.

Ribosomer og molekylære chaperoner

I cytosol fra en prokaryot celle kan der ses et stort antal partikler (undertiden forbundet med plasmamembranen), der er ansvarlige for syntesen af ​​cellulære proteiner; Disse er kendt som ribosomer og findes også i eukaryote celler, selvom de er større i sidstnævnte.

I tæt forbindelse med ribosomer findes der også proteiner kaldet molekylære chaperoner, der er ansvarlige for at samarbejde med foldningen af ​​proteiner syntetiseret af ribosomer.

Nukleoiden

Prokaryotiske celler har normalt et DNA-molekyle, der udgør et dobbeltstrenget cirkulært kromosom. Dette kromosom er ikke indesluttet i en kerne afgrænset af en membran, men er snarere pakket i et defineret område af cytosolen.

Denne region er kendt som nukleoid eller nuklear region. Dette er den, der indeholder al den genetiske information, der definerer egenskaberne for en bakterie og den, der gentages på tidspunktet for celledeling.

Cellevæggen af ​​bakterier

Alle bakterier har en cellevæg, der omgiver plasmamembranen. Denne struktur er meget vigtig for overlevelse af prokaryoter, da den giver dem en vis modstand mod osmotisk lysering.

Afhængig af cellevægens egenskaber er der skelnet mellem to store grupper af bakterier: Gram Positiv og Gram Negativ.

Cellevæggen af ​​gram-positive bakterier er sammensat af et homogent lag af peptidoglycan (N-acetylglucosamin og N-acetylmuraminsyre), der omgiver plasmamembranen.

Gram-negative bakterier har også en peptidoglycan cellevæg på plasmamembranen, men har også en ekstra ydre membran, der omgiver dem.

Rummet mellem cellevæggen og plasmamembranen for begge typer bakterier kaldes det periplasmatiske rum, hvor der findes et stort antal enzymer og andre proteiner med vigtige funktioner.

Nogle bakterier indeholder foruden cellevæggen et lag polysaccharider og glycoproteiner, der virker til at beskytte mod udtørring eller angreb fra patogener, såsom bakteriofager; det fungerer også i celleadhæsionsprocesser.

plasmider

Plasmider er cirkulære strukturer af DNA. De er bærere af gener, der ikke er involveret i reproduktion.

kapsel

Det findes i nogle bakterieceller og hjælper med at bevare fugtighed, hjælper cellen med at klæbe til overflader og næringsstoffer. Det er en ekstra ydre coating, der beskytter cellen, når den absorberes af andre organismer.

Pili

Prokaryotiske celler har også eksterne strukturer kendt som "pili", som er en slags "hår" på overfladen af ​​disse celler, og som ofte spiller vigtige roller i udvekslingen af ​​genetisk information mellem bakterier.

Genetisk materiale (DNA og RNA)

Prokaryotiske celler har store mængder genetisk materiale i form af DNA og RNA. Da prokaryotiske celler mangler en kerne, indeholder cytoplasmaen den eneste store cirkulære DNA-streng, der indeholder de fleste af de gener, der er nødvendige til cellevækst, reproduktion og overlevelse.

Eukaryote celler

Eksempel på en eukaryot celle (dyrecelle) og dens dele (Kilde: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Eukaryote celler udgør de fleste af de organismer, vi ser i naturen. Eukaryoter er gær og andre encellede svampe, kæmpe træer som sequoias og majestætiske pattedyr som blåhvaler.

Sammenlignet med prokaryotiske celler er eukaryote celler betydeligt større og mere komplekse, da de har et stort antal interne organeller og komplekse membransystemer indlejret i deres cytosol.

Ordet "eukaryote" kommer fra det græske "eu", som betyder sandt og "karyon", som betyder kerne og bruges til at navngive celler, der har en "sand kerne", afgrænset af en membran.

- Egenskaber

Dyr, planter, svampe og nogle encellede organismer såsom amøber og gær består af eukaryote celler.

Med deres forskelle har cellerne, der udgør disse organismer, en kompleks intern organisation: De har en membranøs kerne og en stor mangfoldighed af interne organeller, separate membraner.

- Dele af en eukaryot celle

cytoplasma

Det er placeret mellem plasmamembranen og kernen, indeni er organellerne og cytoskelettet. De rum, der er indeholdt i membranerne på organellerne, udgør de intracellulære mikrokammer.

Plasma membran

Eukaryotisk cellekerne

Kernen er den mest fremtrædende og karakteristiske intracellulære organelle i en eukaryot celle. Det er "beholderen", hvor det genetiske materiale (nukleinsyrer) er lukket i tæt tilknytning til proteiner kaldet "histoner", som danner eukaryote kromosomer.

Denne organelle er afgrænset af den nukleare konvolut, der svarer til et par koncentriske membraner, der adskiller de nukleare komponenter fra resten af ​​cytosolen, og som har vigtige funktioner set fra genetisk ekspression.

Mitokondrier

Mitokondrier

Cytosol fra en eukaryot celle har også andre meget vigtige membranorganer, der er ansvarlige for at generere den energi, der kan bruges af cellen: mitokondrier.

Takket være disse organeller har levende organismer evnen til at leve i nærværelse af ilt.

Mitochondria er "stavformede" strukturer, der ligner en bakterie (se den endosymbiotiske teori), de har deres eget genom, så de replikerer næsten uafhængigt af cellen, der har havne i dem, og de har to membraner, en meget foldet intern og en ekstern., der vender mod cytosolen.

En konstant udveksling af metabolitter og information forekommer mellem mitochondria, cytosol og nogle af de membranøse organeller i eukaryote celler, som er essentielle for cellens funktion.

ribosomer

De er essentielle strukturer for proteinsyntese. De består af ribosomalt RNA og proteiner. Ribosomer tjener til at fremstille proteiner.

kloroplaster

kloroplast

Planter, alger og cyanobakterier har foruden mitokondrier organeller (plastider), der er specialiserede i fotosyntese. Disse indeholder adskillige invaginationer og indre membranprocesser, der er rige på specifikke pigmenter og enzymer.

Rough endoplasmic reticulum (RER)

Det er et område af retikulumet, der har ribosomer forbundet med organellmembranen. I det modificeres og syntetiseres proteiner. Dets vigtigste funktion er at producere proteiner, der virker uden for cellen eller inde i en vesikel.

Glat endoplasmatisk retikulum (REL)

Denne region i retikulumet har ikke ribosomer, så dets glatte udseende er ansvarlig for at syntetisere lipider og steroider.

Golgi-kompleks eller -apparat

Golgi-komplekset er defineret som en "stak fladede sække", der er dækket af en membran. Det er et af modificeringsstederne for de proteiner, der er syntetiseret i det endoplasmatiske retikulum, og er ansvarligt for deres distribution til andre regioner i cellen og til det ydre.

endosomer

Endosomer kan beskrives som rum begrænset af en membran, der er en del af endocytosemekanismer. Hovedfunktionen er klassificeringen af ​​de proteiner, der sendes gennem vesiklerne og videresendes til deres endelige destinationer, hvilket ville være forskellige cellerum.

lysosomer

Lysosomer er små organeller og er ansvarlige for den intracellulære fordøjelse af "forældede" proteiner og frigiver næringsrige forbindelser til cytosolen.

Perosixomas

Peroxisomer er derimod primært ansvarlige for nedbrydning af reaktive iltarter og er også involveret i oxidation af fedtsyrer.

I nogle parasitære mikroorganismer er der modificerede og specialiserede peroxisomer til glukosekatabolisme, hvorfor de er kendt som glycosomer.

vakuoler

Plante celler har normalt en vakuol, som er store organeller af stor betydning for vækst og udvikling af planter, da de optager mere end 80% af det samlede volumen af ​​celler, indeholder vand og har et kendt endomembrane system som toneplasten.

cytoskeleton

Et andet aspekt, der adskiller eukaryote celler fra prokaryoter, er tilstedeværelsen af ​​et netværk af interne filamentøse proteiner, der danner et slags stillads i cytosolen.

Dette "stillads" bidrager ikke kun til den mekaniske stabilitet af celler, men har også vigtige funktioner til intracellulær kommunikation, intern transport og cellebevægelser.

mikrotubuli

Det er en del af cytoskeletets elementer sammen med filamenter. De kan forlænge og forkorte, hvilket er kendt som dynamisk ustabilitet.

- Cilia og flagella

Som det gælder for bakterier, har mange eukaryote, dyre- og planteceller ydre strukturer sammensat af mikrotubuli, der især fungerer i bevægelse og bevægelse.

Flagella er strukturer op til 1 mm lange, mens cilia kan være 2 til 10 mikron lang. Disse strukturer er rigelige i mikroorganismer og i små flercellede organismer.

Hos dyr og planter findes der også celler med cili og flagella. Sådan er tilfældet med flagella af sædceller og cili, der linjer celleoverfladerne, der udgør den indre epithelia i nogle organer.

centrioler

Centrioler er hule, cylinderformede strukturer, der består af mikrotubuli. Dets derivater genererer ciliens basale legemer, og de vises kun i celler af dyretype.

filamenter

De kan klassificeres i actinfilamenter og mellemfilamenter. Actin-celler er fleksible filamenter af actinmolekyler og mellemprodukter er reblignende fibre, der dannes fra forskellige proteiner.

proteasomer

Det er proteinkomplekserne, der enzymatisk nedbryder beskadigede proteiner.

Referencer

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M.,… Walter, P. (2004). Væsentlig cellebiologi. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Enger, E., Ross, F., & Bailey, D. (2009). Begreber i biologi (13. udg.). McGraw-Hill.
3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H.,… Martin, K. (2003). Molecular Cell Biology (5. udg.). Freeman, WH & Company.
4. Meshi, T., & Iwabuchi, M. (1995). Plante-transkriptionsfaktorer. Plantecellefysiologi, 36 (8), 1405–1420.
5. Prescott, L., Harley, J., & Klein, D. (2002). Mikrobiologi (5. udg.). McGraw-Hill-selskaberne.
6. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biologi (5. udg.). Philadelphia, Pennsylvania: Saunders College Publishing.
7. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Plantefysiologi (5. udg.). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates Inc.