Дял:
Характеристики на еукариотните клетки, видове, части, метаболизъм
на еукариотни клетки са структурните компоненти на широка линия от организми, характеризиращи се с наличието на клетки с ядро, ограничено от мембрана и с набор от органели.
Сред най-изявените органели на еукариотите имаме митохондриите, отговорни за клетъчното дишане и други пътища, свързани с генерирането на енергия и хлоропластите, открити в растенията и отговорни за фотосинтетичния процес..
В допълнение, съществуват и други структури, ограничени от мембрани като апарата на Голджи, ендоплазмения ретикулум, вакуоли, лизозоми, пероксизоми, наред с други, които са уникални за еукариотите..
Организмите, които са част от еукариотите, са доста хетерогенни, както по размер, така и по морфология. Групата се състои от едноклетъчни протозои и микроскопични дрожди до растения и големи животни, които обитават дълбокото море.
Еукариотите се диференцират от прокариотите главно чрез наличието на ядрото и други вътрешни органели, в допълнение към високата организация на генетичния материал. Може да се каже, че еукариотите са много по-сложни в различни аспекти, както структурни, така и функционални.
индекс
- 1 Общи характеристики
- 2 части (органели)
- 2.1 Core
- 2.2 Митохондрии
- 2.3 Хлоропласти
- 2.4 Ендоплазмен ретикулум
- 2.5 Апарат на Голджи
- 3 Еукариотни организми
- 3.1 Едноклетъчен
- 3.2 Растения
- 3.3 Гъби
- 3.4 Животни
- 4 Видове еукариотни клетки
- 4.1 Неврони
- 4.2 Мускулни клетки
- 4.3 Хрущялни клетки
- 4.4 Кръвни клетки
- 5 Метаболизъм
- 6 Разлики с прокариоти
- 6.1 Размер
- 6.2 Наличие на органели
- 6.3 Ядро
- 6.4 ДНК
- 6.5 Процеси на клетъчно деление
- 6.6 Цитоскелет
- 7 Препратки
Общи характеристики
Най-важните характеристики, които определят еукариотната клетка са: наличието на определено ядро с генетичния материал (ДНК) вътре, субклетъчните органели, които изпълняват специфични задачи и цитоскелета..
По този начин някои линии имат специални характеристики. Например, растенията имат хлоропласти, голяма вакуола и дебела целулозна стена. При гъбите е характерна стената на хитина. Накрая, животинските клетки имат центриоли.
По същия начин има едноклетъчни еукариотни организми в рамките на протестите и гъбичките.
Страни (органели)
Една от отличителните характеристики на еукариотите е наличието на органели или субклетъчни отделения, заобиколени от мембрана. Сред най-забележимите имаме:
сърцевина
Ядрото е най-видимата структура в еукариотните клетки. Тя е ограничена от двойна пореста липидна мембрана, която позволява обмена на вещества между цитоплазмата и ядрената вътрешност.
Това е органела, отговорен за координиране на всички клетъчни процеси, тъй като той съдържа всички необходими инструкции в ДНК, което позволява провеждането на огромно разнообразие от процеси.
Ядрото не е идеално сферична и статична органела с ДНК, разпръсната произволно вътре в нея. Това е структура с изискана сложност с различни компоненти, като ядрената обвивка, хроматина и ядрената.
Има и други тела вътре в ядрото, като органи на Кахал и тела на ПМЛ (от английски: промиелоцитна левкемия).
митохондриите
Митохондриите са органели, заобиколени от двойна мембранна система и се срещат както в растенията, така и в животните. Броят на митохондриите в клетката варира според нуждите на едно и също: в клетки с високи енергийни изисквания броят им е относително по-голям.
Метаболитните пътища, които протичат в митохондриите са: цикълът на лимонената киселина, електронният транспорт и окислителното фосфорилиране, бета окислението на мастните киселини и разграждането на аминокиселините..
хлоропласти
Хлоропластите са органели, типични за растенията и водораслите, които имат сложна мембранна система. Най-важният е хлорофилът, зеления пигмент, който участва директно в фотосинтезата.
В допълнение към реакциите, свързани с фотосинтезата, хлоропластите могат да генерират АТР, да синтезират аминокиселини, мастни киселини и др. Последните проучвания показват, че това отделение е свързано с производството на вещества срещу патогени.
Подобно на митохондриите, хлоропластите имат свой собствен генетичен материал в кръгова форма. От еволюционна гледна точка този факт е доказателство, което подкрепя теорията за възможния ендосимбиотичен процес, който е довел до появата на митохондриите и хлоропластите..
Ендоплазмен ретикулум
Ретикулумът е система от мембрани, която продължава с ядрото и се простира в клетката под формата на лабиринт..
Той се разделя на гладък ендоплазмен ретикулум и груб ендоплазмен ретикулум, в зависимост от наличието на рибозоми в него. Грубият ретикулум е отговорен главно за синтеза на протеини - благодарение на закотвените рибозоми. Гладката междувременно е свързана с метаболитните пътища на липидите
Апарат на Голджи
Той се състои от серия плоски дискове, наречени "Голгиански цистерни". Той е свързан със секрецията и модификацията на протеините. Той също така участва в синтеза на други биомолекули, като липиди и въглехидрати.
Еукариотни организми
През 1980 г. изследователят Карл Ууес и сътрудниците успяха да установят връзките между живите същества чрез молекулярни техники. Чрез серия от пионерски експерименти те успяха да установят три области (наричани още "супер царства"), оставяйки след себе си традиционната визия на петте царства.
Според резултатите на Woese можем да класифицираме живите форми на Земята на три забележителни групи: Археи, Еубактерии и Еукария.
В областта на Еукария са организмите, които познаваме като еукариоти. Тази линия е широко разнообразна и обхваща поредица от организми, едноклетъчни и плурицелуларни..
едноклетъчни
Едноклетъчните еукариоти са изключително сложни организми, тъй като трябва да притежават всички типични функции на еукариот в една клетка. Протозои са исторически класифицирани като ризоподи, ресници, флагелати и спорозои.
Като примери имаме евгени: фотосинтетични видове, способни да се движат през флагелум.
Има и мигални еукариоти, като известната парамеция, принадлежаща към рода парамециум. Те имат типична форма на обувки и се движат благодарение на наличието на много реснички.
В тази група има и патогенни видове хора и други животни, като например пол Trypanosoma. Тази група паразити се характеризира с удължено тяло и типичен флагелум. Те са причина за болестта на Шагас (Trypanosoma cruzi) и сънна болест (Trypanosoma brucei).
Полът плазмодий той е причинител на малария или малария при хора. Това заболяване може да бъде смъртоносно.
Съществуват и едноклетъчни гъби, но най-забележителните характеристики на тази група ще бъдат описани в следващите раздели.
растения
Цялата голяма сложност на растенията, които наблюдаваме ежедневно, принадлежи на еукариотното потомство, от треви и треви до комплекси и големи дървета.
Клетките на тези индивиди се характеризират с наличието на клетъчна стена, съставена от целулоза, която дава твърдост на структурата. Освен това те имат хлоропласти, които съдържат всички биохимични елементи, необходими за възникването на фотосинтетичния процес.
Растенията представляват група от много различни организми, със сложни жизнени цикли, които би било невъзможно да се обхванат в няколко характеристики.
гъби
Терминът "гъба" се използва за обозначаване на различни организми като плесени, дрожди и индивиди, които могат да произвеждат гъби.
В зависимост от вида може да се възпроизведе сексуален или асексуален начин. Те се характеризират главно с производството на спори: малки латентни структури, които могат да се развият, когато условията на околната среда са адекватни.
Може да си помислите, че те са подобни на растенията, тъй като и двата се характеризират с носенето на приседнал начин на живот, т.е. те не се движат. Въпреки това гъбичките нямат хлоропласти и не притежават ензимна техника, необходима за извършване на фотосинтеза.
Диетата им е хетеротрофна, както повечето животни, така че трябва да търсят източник на енергия.
животни
Животните представляват група от почти един милион видове, каталогизирани и правилно класифицирани, въпреки че зоолозите смятат, че реалната стойност може да достигне 7 или 8 милиона. Те са толкова разнообразни, колкото споменатите по-горе.
Те се характеризират с това, че са хетеротрофни (търсят собствена храна) и имат забележителна мобилност, която им позволява да се движат. За тази задача те имат редица различни механизми за движение, които им позволяват да се движат по суша, вода и въздух..
От гледна точка на морфологията си открихме изключително разнородни групи. Въпреки че бихме могли да направим разделение при безгръбначните и гръбначните животни, където тях се отличава с наличието на гръбначния стълб и носокарда.
В рамките на безгръбначните имаме порифери, книдари, анелиди, нематоди, плоски червеи, членестоноги, мекотели и бодлокожи. Докато гръбначните животни включват по-добре познати групи като риби, земноводни, влечуги, птици и бозайници.
Видове еукариотни клетки
Има голямо разнообразие на еукариотни клетки. Въпреки че може да се мисли, че най-сложните се срещат при животните и растенията, това е неправилно. Най-голямата сложност се наблюдава в протосните организми, които трябва да имат всички елементи, необходими за живота, ограничени в рамките на една клетка.
Еволюционният път, който е довел до появата на многоклетъчни организми, е донесъл с него необходимостта да се разпределят задачи в рамките на индивида, което е известно като клетъчна диференциация. По този начин, всяка клетка е отговорна за поредица от ограничени дейности и има морфология, която позволява да се извършва.
При процеса на сливане на гамета или оплождане, получената зигота преминава през поредица от последващи клетъчни деления, което ще доведе до образуването на повече от 250 типа клетки..
При животните пътищата на диференциация, следвани от ембриона, се насочват чрез сигнали, които той получава от околната среда и зависят до голяма степен от позицията на околната среда в развиващия се организъм. Сред най-изявените видове клетки имаме:
неврони
Неврони или специализирани клетки в проводимостта на нервните импулси, които са част от нервната система.
Мускулни клетки
Скелетни мускулни клетки, които имат контрактилни свойства и са подредени в мрежа от нишки. Те позволяват типичните движения на животни като бягане или ходене.
Хрущялни клетки
Хрущялните клетки се специализират в подкрепа. Поради тази причина те са заобиколени от матрица, която представя колаген.
Кръвни клетки
Клетъчните компоненти на кръвта са червени и бели кръвни клетки и тромбоцити. Първите са с форма на диск, липсва ядро, когато са зрели и имат функция на транспорта на хемоглобина. Белите кръвни клетки участват в имунния отговор и тромбоцитите в процеса на кръвосъсирване.
метаболизъм
Еукариотите представят серия от метаболитни пътища като гликолиза, пътища на пентоза фосфати, бета оксидиране на мастни киселини, наред с други, организирани в специфични клетъчни отделения. Например, АТФ се генерира в митохондриите.
Растителните клетки имат характерен метаболизъм, тъй като имат ензимна техника, необходима за приемане на слънчева светлина и генериране на органични съединения. Този процес е фотосинтеза и ги превръща в автотрофни организми, които могат да синтезират енергийните компоненти, изисквани от техния метаболизъм..
Растенията имат специфичен път, наречен глиоксилатен цикъл, който се среща в глиоксизома и е отговорен за превръщането на липидите в въглехидрати.
Животните и гъбите се характеризират като хетеротрофни. Тези линии не могат да произвеждат собствена храна, така че те трябва активно да го търсят и да я разрушават.
Разлики с прокариоти
Решаващата разлика между еукариот и прокариот е наличието на ядро, ограничено от мембрана и дефинирано в първата група организми..
Можем да стигнем до това заключение чрез изследване на етимологията на двата термина: прокариот идва от корените професионалист което означава "преди" и karyon което е ядро; като има предвид, че еукариотът се отнася до наличието на "истинско ядро" (ес което означава "истина" и karyon което означава ядро
Ние обаче намираме едноклетъчни еукариоти (т.е. целият организъм е една клетка), както е известно парамециум или дрождите. По същия начин откриваме многоклетъчни еукариотни организми (съставени от повече от една клетка) като животни, включително хора.
Според фосилните данни е възможно да се заключи, че еукариотите са еволюирали от прокариоти. Следователно, логично е да се предположи, че и двете групи имат сходни характеристики, като например наличието на клетъчна мембрана, общи метаболитни пътища, между другото. Най-забележимите разлики между двете групи ще бъдат описани по-долу:
размер
Обикновено еукариотните организми са по-големи по размер от прокариотите, тъй като те са много по-сложни и имат повече клетъчни елементи.
Средно, диаметърът на прокариот е между 1 и 3 цт, докато еукариотната клетка може да бъде от порядъка на 10 до 100 цт. Въпреки че има известни изключения от това правило.
Наличие на органели
В прокариотните организми няма структури, ограничени от клетъчна мембрана. Те са изключително прости и нямат тези вътрешни тела.
Обикновено единствените мембрани, които притежават прокариотите, са отговорни за ограничаването на организма с външната среда (имайте предвид, че тази мембрана присъства и при еукариотите).
сърцевина
Както бе споменато по-горе, наличието на ядрото е ключов елемент за разграничаване между двете групи. При прокариотите генетичният материал не се ограничава от какъвто и да е тип биологична мембрана.
Обратно, еукариотите са клетки със сложна вътрешна структура и, в зависимост от типа на клетката, представят специфичните органели, които са описани подробно в предишния раздел. Тези клетки обикновено представляват единично ядро с две копия на всеки ген - както в повечето клетки на човека.
При еукариотите ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) е силно организирана на различни нива. Тази дълга молекула се свързва с протеини, наречени хистони, и се уплътнява до такова ниво, че може да влезе в малко ядро, което може да се наблюдава в определена точка от клетъчното делене като хромозоми..
Прокариотите нямат тези сложни нива на организация. Като цяло генетичният материал е представен като единична кръгла молекула, която може да се прилепи към биомембраната, която заобикаля клетката.
Въпреки това, ДНК молекулата не е разпределена на случаен принцип. Въпреки че не е обвит в мембрана, генетичният материал се намира в район, наречен нуклеоид.
Митохондрии и хлоропласти
В специфичния случай на митохондриите, това са клетъчни органели, където се откриват протеините, необходими за клетъчните процеси на дишане. Прокариотите - които трябва да съдържат тези ензими за окислителни реакции - са закотвени в плазмената мембрана.
По същия начин, в такъв случай, че прокариотният организъм е фотосинтетичен, процесът се извършва в хроматофорите..
рибозоми
Рибозомите са структурите, отговорни за транслирането на РНК в протеините, които молекулата кодира. Те са доста изобилни, например обща бактерия, като например Escherichia coli, може да притежава до 15 000 рибозоми.
Можете да разграничите две единици, които образуват рибозомата: майор и малък. Прокариотната линия се характеризира с представяне на 70S рибозоми, съставени от голяма 50S субединица и малка 30S субединица. Обратно, при еукариотите те са съставени от голяма 60S субединица и малка 40S субединица.
В прокариотите, риботомите са разпръснати в цитоплазмата. Докато при еукариотите са прикрепени към мембраните, както в грубия ендоплазмен ретикулум.
цитоплазма
Цитоплазмата в прокариотните организми има предимно гранулиран вид, благодарение на наличието на рибозоми. В прокариотите, синтезът на ДНК се извършва в цитоплазмата.
Наличие на клетъчна стена
Както прокариотните, така и еукариотните организми се ограничават от тяхната външна среда с двойна биологична мембрана с липидна природа. Клетъчната стена обаче е структура, която заобикаля клетката и която присъства само в прокариотната линия, в растенията и в гъбите..
Тази стена е твърда и най-интуитивната основна функция е да предпази клетката от стрес от околната среда и възможни осмотични промени. Въпреки това, на ниво композиция тази стена е напълно различна в тези три групи.
Стената на бактериите се състои от съединение, наречено пептидоглюкан, образуващо два структурни блока, свързани с връзки от тип β-1,4: N-ацетил-глюкозамин и N-ацетилмураминова киселина..
При растенията и гъбите - и двата еукариоти - съставът на стената също варира. В първата група е целулоза, полимер, образуван от повтарящи се единици глюкозна захар, докато гъбичките имат стени на хитин и други елементи като гликопротеини и глюкани. Имайте предвид, че не всички гъби имат клетъчна стена.
ДНК
Генетичният материал между еукариотите и прокариотите варира не само по начина, по който се уплътнява, но и по своята структура и количество..
Прокариотите се характеризират с ниски количества ДНК, вариращи от 600 000 базови двойки до 8 милиона. Това означава, че те могат да кодират от 500 до няколко хиляди протеини.
Интроните (ДНК последователности, които не кодират белтъци и разрушават гените) присъстват в еукариотите, а не в прокариоти.
Хоризонталният трансфер на гените е значителен процес при прокариотите, докато при еукариотите той практически липсва.
Процеси на клетъчно деление
И в двете групи обемът на клетките става по-голям, докато достигне адекватен размер. Еукариотите извършват делението чрез сложен процес на митоза, което води до две дъщерни клетки с подобен размер.
Функцията на митозата е да се осигури подходящ брой хромозоми след всяко клетъчно делене.
Изключение от този процес е клетъчното делене на дрожди, особено на рода Saccharomyces, където разделянето води до генериране на дъщерна клетка с по-малък размер, тъй като тя се формира чрез "изпъкналост".
Прокариотните клетки не водят до клетъчно делене, дължащо се на митоза - присъща последица от липсата на ядро. В тези организми разделянето става чрез двоично разделение. По този начин клетката расте и се разделя на две равни части.
Има определени елементи, които участват в клетъчното делене в еукариотите, като например центромерите. В случая на прокариоти няма аналози към тях и само няколко вида бактерии притежават микротубули. Размножаването на сексуалния тип е често срещано при еукариотите и рядко при прокариотите.
цитоскелет
Еукариотите имат много сложна организация на нивото на цитоскелета. Тази система се състои от три типа нишки, класифицирани по техния диаметър в микрофиламенти, междинни нишки и микротубули. Освен това, съществуват протеини с двигателни свойства, свързани с тази система.
Еукариотите представят серия от удължения, които позволяват на клетката да се движи в неговата среда. Това са флагелите, чиято форма прилича на камшик и движението е различно при еукариотите и прокариотите. Ресничките са по-къси и обикновено присъстват във високи числа.
препратки
- Бирге, Е. А. (2013). Генетика на бактерии и бактериофаги. Springer Science & Business Media.
- Кембъл, М. К., и Фарел, С. О. (2011). биохимия.
- Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Клетката: Молекулен подход. Sinauer Associates.
- Curtis, H., & Barnes, N.S. (1994). Покана за биология. Macmillan.
- Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Интегрирани принципи на зоологията. McGraw-Hill.
- Карп, Г. (2009). Клетъчна и молекулярна биология: концепции и експерименти. Джон Уайли и синове.
- Pontón, J. (2008). Клетъчната стена на гъбичките и механизмът на действие на анидулафунгин. Rev Iberoam Micol, 25, 78-82.
- Vellai, T., & Vida, G. (1999). Произходът на еукариотите: разликата между прокариотни и еукариотни клетки. Известия на Кралското общество Б: Биологични науки, 266(1428), 1571-1577.
- Voet, D., & Voet, J.G. (2006). биохимия. Ed. Panamericana Medical.
- Седмици, Б. (2012). Микроби и общество на Алкамо. Издатели на Jones & Bartlett.