Značilnosti evkariontskih celic, vrste, deli, presnova



The evkariontske celice so strukturne komponente širokega porekla organizmov, za katere je značilno, da imajo celice z jedrom, ki je omejeno z membrano in imajo niz organelov.

Med najpomembnejšimi organelami evkariontov imamo mitohondrije, ki so odgovorni za celično dihanje in druge poti, povezane z nastajanjem energije in kloroplasti, ki jih najdemo v rastlinah in odgovorne za proces fotosinteze..

Poleg tega obstajajo tudi druge strukture, omejene z membranami, kot so Golgijev aparat, endoplazmatski retikulum, vakuole, lizosomi, peroksisomi, ki so med drugim edinstvene za evkarionte..

Organizmi, ki so del evkariontov, so precej heterogeni, tako po velikosti kot po morfologiji. Skupino sestavljajo enocelične protozoe in mikroskopske kvasovke do rastlin in velikih živali, ki živijo v globokem morju.

Eukarioti se razlikujejo od prokariotov predvsem zaradi prisotnosti jedra in drugih notranjih organelov, poleg tega, da imajo visoko organiziranost genskega materiala. Lahko rečemo, da so evkarionti veliko bolj kompleksni v različnih vidikih, tako strukturnih kot funkcionalnih.

Indeks

  • 1 Splošne značilnosti
  • 2 dela (organele)
    • 2.1 Jedro
    • 2.2 Mitohondriji
    • 2.3 Kloroplasti
    • 2.4 Endoplazmatski retikulum
    • 2.5 Golgijev aparat
  • 3 Eukariotski organizmi
    • 3.1 Enocelično
    • 3.2 Rastline
    • 3.3 Gobe
    • 3.4 Živali
  • 4 Vrste evkariontskih celic
    • 4.1 Nevroni
    • 4.2 Mišične celice
    • 4.3 Celice hrustanca
    • 4.4 Krvne celice
  • 5 Presnova
  • 6 Razlike s prokarionti
    • 6.1 Velikost
    • 6.2 Prisotnost organelov
    • 6.3 Jedro
    • 6.4 DNA
    • 6.5 Procesi delitve celic
    • 6.6 Citoskelet                                                                                   
  • 7 Reference

Splošne značilnosti

Najpomembnejše značilnosti, ki določajo evkariontsko celico, so: prisotnost določenega jedra z genetskim materialom (DNK) znotraj, subcelične organele, ki opravljajo določene naloge, in citoskelet..

Tako imajo nekatere linije posebne značilnosti. Na primer, rastline imajo kloroplaste, veliko vakuolo in debelo celulozno steno. Pri glivah je značilna stena hitina. Nazadnje imajo živalske celice centriole.

Podobno so znotraj protistov in gliv enoceličnih eukariotskih organizmov.

Stranke (organele)

Ena od razpoznavnih značilnosti evkariontov je prisotnost organelov ali subceličnih predelkov, obdanih z membrano. Med najbolj opaznimi imamo:

Jedro

Jedro je najbolj opazna struktura v evkariontskih celicah. Omejen je z dvojno porozno lipidno membrano, ki omogoča izmenjavo snovi med citoplazmo in jedrsko notranjostjo..

To je organe, ki so odgovorni za koordinacijo vseh celičnih procesov, saj vsebuje vsa potrebna navodila v DNK, ki omogočajo izvedbo ogromne raznolikosti procesov..

Jedro ni povsem sferična in statična organela z DNA, ki se v njej naključno razprši. Gre za strukturo izjemne kompleksnosti z različnimi komponentami, kot so jedrska ovojnica, kromatin in nukleol.

V jedru so tudi druga telesa, kot so Cajalova telesa in PML telesa (iz angleščine: promielocitna levkemija).

Mitohondriji

Mitohondriji so organeli, obdani z dvojnim membranskim sistemom, ki jih najdemo v rastlinah in živalih. Število mitohondrijev na celico se spreminja glede na potrebe istega: v celicah z visokimi energetskimi potrebami je število relativno večje.

Presnovne poti, ki potekajo v mitohondrijih, so: cikel citronske kisline, elektronski transport in oksidativna fosforilacija, beta oksidacija maščobnih kislin in razgradnja aminokislin..

Kloroplasti

Kloroplasti so organele, značilne za rastline in alge, ki imajo kompleksen membranski sistem. Najpomembnejši je klorofil, zeleni pigment, ki neposredno sodeluje pri fotosintezi.

Poleg reakcij, povezanih s fotosintezo, lahko kloroplasti med drugim tvorijo ATP, sintetizirajo aminokisline, maščobne kisline. Nedavne študije so pokazale, da je ta oddelek povezan s proizvodnjo snovi proti patogenom.

Tako kot mitohondriji imajo kloroplasti tudi lasten genetski material v krožni obliki. Z evolucijskega vidika je to dejstvo dokaz, ki podpira teorijo o možnem endosimbiotičnem procesu, ki je povzročil mitohondrije in kloroplaste..

Endoplazmatski retikulum

Retikulum je sistem membran, ki se nadaljuje z jedrom in sega v celico v obliki labirinta..

Razdeljen je na gladek endoplazmatski retikulum in grob endoplazmatski retikulum, odvisno od prisotnosti ribosomov v njem. Grobi retikulum je predvsem odgovoren za sintezo beljakovin - zaradi zasidranih ribosomov. Medtem je gladko povezano s presnovnimi potmi lipidov

Golgijev aparat

Sestavljen je iz niza sploščenih diskov, imenovanih "golgijske cisterne". Povezan je z izločanjem in spreminjanjem beljakovin. Sodeluje tudi pri sintezi drugih biomolekul, kot so lipidi in ogljikovi hidrati.

Eukariotski organizmi

Leta 1980 je raziskovalec Carl Woese in sodelavci uspeli vzpostaviti odnose med živimi bitji z uporabo molekularnih tehnik. S serijo pionirskih poskusov so uspeli vzpostaviti tri domene (imenovane tudi »super kraljestva«), ki so pustile za sabo tradicionalno vizijo petih kraljestev..

Po rezultatih Woese lahko žive oblike Zemlje razvrstimo v tri vidne skupine: Archaea, Eubacteria in Eukarya.

V domeni evkarije so organizmi, ki jih poznamo kot evkarionte. Ta rodovitnost je zelo raznolika in zajema vrsto organizmov, tako enoceličnih kot pluricelularnih..

Enocelično

Enocelični evkarionti so izredno kompleksni organizmi, saj morajo imeti v eni celici vse značilne funkcije evkarionta. V preteklosti so protozoe razvrščene kot rizopodi, ciliati, žolčniki in sporozoani.

Kot primer imamo euglene: fotosintetične vrste, ki se lahko premikajo skozi bič.

Obstajajo tudi ciliatni evkarionti, kot je znana paramecija, ki pripada rodu Paramecijev. Ti imajo značilno obliko čevljev in se premikajo zaradi prisotnosti številnih cilij.

V tej skupini so tudi patogene vrste ljudi in drugih živali, kot je spol Trypanosoma. Za to skupino parazitov je značilno, da ima podolgovato telo in značilno paličico. Ti so vzrok za Chagasovo bolezen (Trypanosoma cruzi) in spalne bolezni (Trypanosoma brucei).

Spol Plasmodium je povzročitelj malarije ali malarije pri ljudeh. Ta bolezen je lahko smrtonosna.

Obstajajo tudi enocelične glive, vendar pa bodo najpomembnejše značilnosti te skupine opisane v naslednjih oddelkih.

Rastline

Vsa velika kompleksnost rastlin, ki jih dnevno opazujemo, spada v evkariontsko linijo, od trave in trave do kompleksov in velikih dreves.

Za celice teh posameznikov je značilna celična stena, sestavljena iz celuloze, ki strukturi daje togost. Poleg tega imajo kloroplaste, ki vsebujejo vse biokemične elemente, potrebne za proces fotosinteze.

Rastline predstavljajo skupino zelo različnih organizmov, z zapletenimi življenjskimi cikli, ki bi jih bilo nemogoče zajeti v nekaj značilnostih.

Gobe

Izraz "gob" se uporablja za označevanje različnih organizmov, kot so plesni, kvasovke in posamezniki, ki lahko proizvajajo gobe.

Glede na vrsto lahko reproducirajo spolne ali aseksualne načine. Za njih je značilna predvsem proizvodnja spore: majhne latentne strukture, ki se lahko razvijejo, ko so okoljski pogoji ustrezni.

Morda misliš, da so podobne rastlinam, saj je za oba značilno, da nosi sesilni način življenja, se pravi, da se ne premikajo. Vendar glivam primanjkuje kloroplastov in nimajo encimskih strojev, ki so potrebni za fotosintezo.

Njihova prehrana je heterotrofna, tako kot večina živali, zato morajo iskati vir energije.

Živali

Živali predstavljajo skupino skoraj milijon vrst, ki so katalogizirane in pravilno razvrščene, čeprav zoologi ocenjujejo, da bi se realna vrednost lahko približala 7 ali 8 milijonom. Skupina je tako raznolika, kot je omenjena zgoraj.

Za njih je značilno, da so heterotrofni (iščejo lastno hrano) in imajo izjemno mobilnost, ki jim omogoča premikanje. Za to nalogo imajo vrsto različnih mehanizmov gibanja, ki jim omogočajo premikanje po kopnem, vodi in zraku..

V morfologiji smo našli izjemno heterogene skupine. Čeprav lahko delimo na nevretenčarje in vretenčarje, kjer je značilnost, ki jih razlikuje, prisotnost hrbtenice in notochord \ t.

V nevretenčarjih imamo porifera, nožnice, anelide, ogorčice, ravne črve, členonožce, mehkužce in iglokožce. Medtem ko vretenčarji vključujejo bolj znane skupine, kot so ribe, dvoživke, plazilci, ptice in sesalci.

Vrste evkariontskih celic

Obstaja velika raznolikost evkariontskih celic. Čeprav se lahko zdi, da je najbolj zapleten pri živalih in rastlinah, je to napačno. Največja kompleksnost je opazna pri protistnih organizmih, ki morajo imeti vse elemente, potrebne za življenje, omejeno v eni celici.

Evolucijska pot, ki je pripeljala do pojavljanja večceličnih organizmov, je prinesla potrebo po porazdelitvi nalog znotraj posameznika, kar je znano kot diferenciacija celic. Tako je vsaka celica odgovorna za vrsto omejenih dejavnosti in ima morfologijo, ki mu omogoča izvajanje.

Pri procesu zlivanja gamete ali oploditve se nastali zigot podvrže seriji nadaljnjih delitev celic, kar bo privedlo do nastanka več kot 250 tipov celic..

Pri živalih so poti diferenciacije, ki jim sledi zarodek, usmerjene s signali, ki jih prejme iz okolja, in so v veliki meri odvisne od položaja okolja v razvijajočem se organizmu. Med najpomembnejšimi tipi celic imamo:

Nevroni

Nevroni ali specializirane celice v prevodu živčnega impulza, ki so del živčnega sistema.

Mišične celice

Celice skeletnih mišic, ki imajo kontraktilne lastnosti in so poravnane v mrežo filamentov. Ti omogočajo tipično gibanje živali, kot so tek ali hoja.

Celice hrustanca

Celice hrustanca so specializirane za podporo. Zato jih obdaja matrika, ki predstavlja kolagen.

Krvne celice

Celične komponente krvi so rdeče in bele krvne celice in trombociti. Prvi so v obliki diska, nimajo jedra, ko so zreli in imajo funkcijo transporta hemoglobina. Bele krvne celice sodelujejo pri imunskem odzivu in trombocitih v procesu strjevanja krvi.

Presnova

Eukarioti predstavljajo vrsto presnovnih poti, kot so glikoliza, poti pentoznih fosfatov, beta oksidacija maščobnih kislin, med drugim organizirane v posebnih celičnih predelkih. Na primer, ATP nastaja v mitohondrijih.

Rastlinske celice imajo značilno presnovo, saj imajo encimske stroje, potrebne za sončno svetlobo in tvorbo organskih spojin. Ta proces je fotosinteza in jih pretvarja v avtotrofne organizme, ki lahko sintetizirajo energetske komponente, ki jih zahteva njihov metabolizem..

Rastline imajo posebno pot, imenovano glioksilatni cikel, ki se pojavlja v glioksizomu in je odgovoren za pretvorbo lipidov v ogljikove hidrate..

Za živali in glive je značilna heterotrofnost. Te linije ne morejo proizvajati lastne hrane, zato morajo aktivno iskati in razgrajevati.

Razlike s prokarionti

Bistvena razlika med evkariontskim in prokariontskim je prisotnost jedra, ki je omejeno z membrano in je opredeljeno v prvi skupini organizmov..

Do tega zaključka lahko pridemo tako, da preučimo etimologijo obeh izrazov: prokariota prihaja iz korenin pro kar pomeni "pred" in karyon ki je jedro; ker se evkariont nanaša na prisotnost "pravega jedra" (\ teu kar pomeni "res" in karyon kar pomeni jedro

Kakor je znano, najdemo enocelične evkarionte (to je celoten organizem eno celico) Paramecijev ali kvasovk. Podobno najdemo večcelične eukariotske organizme (sestavljene iz več kot ene celice) kot živali, vključno z ljudmi.

Po fosilnih podatkih je bilo mogoče sklepati, da so se evkarionti razvili iz prokariotov. Zato je logično domnevati, da imata obe skupini podobne značilnosti, kot so prisotnost celične membrane, splošne presnovne poti, med drugim. Najbolj opazne razlike med obema skupinama bodo opisane spodaj:

Velikost

Ponavadi so evkariontski organizmi večji od prokariotov, ker so veliko bolj kompleksni in imajo več celičnih elementov..

V povprečju je premer prokariotov med 1 in 3 μm, eukariotska celica pa lahko znaša od 10 do 100 μm. Čeprav obstajajo pomembne izjeme od tega pravila.

Prisotnost organelov

V prokariontskih organizmih ni struktur, ki bi bile omejene s celično membrano. Te so zelo preproste in nimajo teh notranjih teles.

Običajno so edine membrane, ki jih imajo prokarioti, odgovorne za razmejevanje organizma z zunanjim okoljem (upoštevajte, da je ta membrana prisotna tudi pri evkariontih).

Jedro

Kot je navedeno zgoraj, je prisotnost jedra ključni element za razlikovanje med obema skupinama. Pri prokariotih genetski material ni omejen z nobeno vrsto biološke membrane.

Nasprotno so evkarionti celice z zapleteno notranjo strukturo in, odvisno od tipa celice, predstavljajo specifične organele, ki so bili podrobno opisani v prejšnjem oddelku. Te celice navadno predstavljajo eno jedro z dvema kopijama vsakega gena - kot v večini človeških celic.

Pri evkariontih je DNA (deoksiribonukleinska kislina) zelo organizirana na različnih ravneh. Ta dolga molekula je povezana z beljakovinami, imenovanimi histoni, in se stisne do take stopnje, da lahko vstopi v majhno jedro, ki ga lahko opazimo na določeni točki delitve celic kot kromosomi..

Prokarionti nimajo teh prefinjenih organizacijskih ravni. Na splošno je genetski material predstavljen kot ena krožna molekula, ki se lahko drži biomembrane, ki obdaja celico..

Vendar pa se molekula DNA ne razdeli naključno. Čeprav ni ovit v membrano, se genetski material nahaja v regiji, imenovani nukleoid.

Mitohondrije in kloroplasti

V specifičnem primeru mitohondrijev so to celični organeli, kjer najdemo beljakovine, potrebne za procese celične respiracije. Prokarionti - ki morajo vsebovati te encime za oksidativne reakcije - so zasidrani v plazemsko membrano.

Prav tako se v takem primeru, ko je prokariontski organizem fotosintetičen, postopek izvaja v kromatoforih..

Ribosomi

Ribosomi so strukture, ki so odgovorne za prenos sporočilne RNA v proteine, ki jih kodira molekula. So precej bogate, na primer skupna bakterija, kot je npr Escherichia coli, ima lahko do 15.000 ribosomov.

Razlikujete lahko dve enoti, ki tvorita ribosome: velik in manjši. Prokariontsko linijo karakterizirajo ribosomi 70S, sestavljeni iz velike podskupine 50S in majhne podenote 30S. Nasprotno pa so pri evkariontih sestavljeni iz velike podenote 60S in majhne podenote 40S.

Pri prokariontih so v citoplazmi raztreseni ribosomi. Medtem ko so pri evkariontih zasidrani na membrane, kot v grobem endoplazmatskem retikulumu.

Citoplazma

Citoplazma v prokariontskih organizmih ima zaradi prisotnosti ribosomov večinoma zrnat videz. Pri prokariontih se v citoplazmi pojavi sinteza DNA.

Prisotnost celične stene

Oba prokariontska in evkariontska organizma sta iz zunanjega okolja omejena z dvojno biološko membrano lipidne narave. Vendar pa je celična stena struktura, ki obdaja celico in je prisotna le v prokariontski liniji, v rastlinah in glivah..

Ta stena je trdna in najbolj intuitivna splošna funkcija je zaščita celice pred stresom in možnimi osmotskimi spremembami. Vendar pa je na ravni sestave ta stena popolnoma drugačna v teh treh skupinah.

Bakterijska stena je sestavljena iz spojine, imenovane peptidoglukan, ki tvori dva strukturna bloka, povezana z vezmi tipa β-1,4: N-acetil-glukozamin in N-acetilmuramsko kislino..

Pri rastlinah in glivah - obeh evkariontih - se spreminja tudi sestava stene. V prvi skupini je celuloza, polimer, ki ga tvorijo ponavljajoče se enote glukoznega sladkorja, glivice pa imajo stene hitina in druge elemente, kot so glikoproteini in glukani. Upoštevajte, da vse glivice nimajo celične stene.

DNA

Genetski material med evkarionti in prokarioti se ne spreminja le na način, kako se stisne, ampak po svoji strukturi in količini..

Za prokarionte so značilne majhne količine DNA, ki segajo od 600.000 parov baz do 8 milijonov. To pomeni, da lahko kodirajo od 500 do nekaj tisoč proteinov.

Introni (zaporedja DNA, ki ne kodirajo za beljakovine in so motni geni) so prisotni pri evkariontih in ne v prokariotih.

Horizontalni prenos genov je pomemben proces pri prokariotih, pri evkariontih pa ga praktično ni.

Postopki delitve celic

V obeh skupinah se volumen celice poveča, dokler ne doseže ustrezne velikosti. Eukarioti delijo z zapletenim procesom mitoze, kar ima za posledico dve hčerinski celici podobne velikosti.

Funkcija mitoze je zagotoviti ustrezno število kromosomov po vsaki delitvi celic.

Izjema v tem procesu je celična delitev kvasovk, zlasti rodu Saccharomyces, kjer delitev vodi v generacijo hčerinske celice manjše velikosti, ker je oblikovana s pomočjo "protuberance".

Prokariontske celice ne vodijo do delitve celic zaradi mitoze - resnične posledice pomanjkanja jedra. V teh organizmih poteka delitev z binarno delitvijo. Tako celica raste in se deli na dva enaka dela.

Obstajajo nekateri elementi, ki sodelujejo pri delitvi celic pri evkariontih, kot so centromeres. V primeru prokariotov teh analogov ni in le nekaj vrst bakterij ima mikrotubule. Reprodukcija spolnega tipa je pogosta pri evkariontih in v prokariontih je redka.

Citoskelet                                                                                   

Eukarioti imajo zelo kompleksno organizacijo na ravni citoskeleta. Ta sistem je sestavljen iz treh tipov filamentov, razvrščenih po premeru v mikrofilamentih, vmesnih filamentih in mikrotubulah. Poleg tega so s tem sistemom povezane beljakovine z motoričnimi lastnostmi.

Evkarionti predstavljajo vrsto podaljšanj, ki omogočajo, da se celica premika v svojem okolju. To so flagele, katerih oblika spominja na bič, gibanje pa je pri evkariontih in prokariotih drugačno. Cilije so krajše in navadno prisotne v velikem številu.

Reference

  1. Birge, E.A. (2013). Genetika bakterij in bakteriofagov. Springer znanost in poslovni mediji.
  2. Campbell, M. K., in Farrell, S. O. (2011). Biokemija.
  3. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Celica: Molekularni pristop. Sinauer Associates.
  4. Curtis, H., in Barnes, N.S. (1994). Vabilo na biologijo. Macmillan.
  5. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrirana načela zoologije. McGraw-Hill.
  6. Karp, G. (2009). Celična in molekularna biologija: koncepti in eksperimenti. John Wiley & Sons.
  7. Pontón, J. (2008). Celična stena gliv in mehanizem delovanja anidulafungina. Rev Iberoam Micol, 25, 78-82.
  8. Vellai, T., in Vida, G. (1999). Izvor evkariontov: razlika med prokariontskimi in evkariontskimi celicami. Zbornik Royal Society B: Biological Sciences, 266(1428), 1571-1577.
  9. Voet, D., & Voet, J.G. (2006). Biokemija. Ed Panamericana Medical.
  10. Tedni, B. (2012). Alcamovi mikrobi in društvo. Jones & Bartlett Publishers.