EUKARYOTISK CELLE: EGENSKAPER, TYPER, DELER, METABOLISME - BIOLOGI - 2026

De eukaryote celler er strukturelle komponenter i en bred linje av organismer som er karakterisert ved å ha celler med en kjerne avgrenset av en membran og har et sett organeller.

Blant de mest fremtredende organellene av eukaryoter har vi mitokondriene, ansvarlige for cellulær respirasjon og andre veier relatert til generering av energi og kloroplast, funnet i planter og ansvarlige for den fotosyntetiske prosessen.

Dyre eukaryotisk celle. Kilde: Av Nikol valentina romero ruiz, fra Wikimedia Commons

I tillegg er det andre strukturer begrenset av membraner som Golgi-apparatet, endoplasmatisk retikulum, vakuoler, lysosomer, peroksisomer, blant andre, som er unike for eukaryoter.

Organismene som er en del av eukaryoter er ganske heterogene, både i størrelse og morfologi. Gruppen spenner fra encellede protozoer og mikroskopiske gjær til planter og store dyr som bor på dyphavet.

Eukaryoter skiller seg fra prokaryoter hovedsakelig ved tilstedeværelsen av kjernen og andre indre organeller, i tillegg til at de har en høy organisering av genetisk materiale. Det kan sies at eukaryoter er mye mer komplekse i forskjellige aspekter, både strukturelle og funksjonelle.

Generelle egenskaper

De viktigste kjennetegnene som definerer en eukaryotisk celle er: tilstedeværelsen av en definert kjerne med det genetiske materialet (DNA) inne, de subcellulære organellene som utfører spesifikke oppgaver, og cytoskjelettet.

Noen linjer har således spesielle egenskaper. For eksempel har planter kloroplaster, en stor vakuum og en tykk vegg av cellulose. Hos sopp er kitinveggen karakteristisk. Til slutt har dyreceller sentrioler.

Tilsvarende er det eukaryote encellede organismer i protister og sopp.

Deler (organeller)

Et av de særegne egenskapene til eukaryoter er tilstedeværelsen av organeller eller subcellulære rom omgitt av en membran. Blant de mest iøynefallende vi har:

Kjerne

Eukaryotisk menneskelig cellepresentasjon. Du kan se kjernen

Kjernen er den mest iøynefallende strukturen i eukaryote celler. Den er avgrenset av en dobbel porøs lipidmembran som tillater utveksling av stoffer mellom cytoplasma og det kjernefysiske indre.

Det er organellen som har ansvaret for å koordinere alle cellulære prosesser, siden den inneholder alle nødvendige instruksjoner i DNA som gjør det mulig å utføre et enormt utvalg av prosesser.

Kjernen er ikke en perfekt sfærisk og statisk organelle med DNA tilfeldig spredt i seg. Det er en struktur med utsøkt kompleksitet med forskjellige komponenter som: kjernekonvolutten, kromatinet og kjernen.

Det er også andre kropper i kjernen som Cajal-kroppene og PML-kroppene (promyelocytisk leukemi).

mitokondrier

mitokondrier

Mitokondrier er organeller omgitt av et dobbeltmembransystem og finnes i både planter og dyr. Antall mitokondrier per celle varierer etter behov: i celler med høye energibehov er antallet relativt høyere.

De metabolske traséene som finner sted i mitokondriene er: sitronsyresyklusen, elektrontransport og oksidativ fosforylering, beta-oksidasjon av fettsyrer og aminosyredbrytning.

kloroplaster

kloroplast

Klorplaster er typiske organeller av planter og alger, og presenterer komplekse membransystemer. Den viktigste bestanddelen er klorofyll, et grønt pigment som deltar direkte i fotosyntesen.

I tillegg til reaksjonene assosiert med fotosyntesen, kan kloroplastene generere ATP, syntetisere aminosyrer, fettsyrer, blant andre. Nyere studier har vist at dette rommet er relatert til produksjon av stoffer mot patogener.

Som mitokondrier har kloroplastene sitt eget genetiske materiale, i en sirkulær form. Fra evolusjonssynet er dette faktum bevis som støtter teorien om den mulige endosymbiotiske prosessen som ga opphav til mitokondrier og kloroplast.

Endoplasmatisk retikulum

Endoplasmatisk retikulum

Retikulumet er et membransystem som fortsetter med kjernen og som strekker seg gjennom hele cellen i form av en labyrint.

Det er delt inn i en glatt endoplasmatisk retikulum og en grov endoplasmatisk retikulum, avhengig av tilstedeværelsen av ribosomer i den. Det grove retikulumet er hovedansvarlig for proteinsyntese - takket være forankrede ribosomer. Det glatte er på sin side relatert til metabolske veier for lipider

Golgi-apparatet

Den består av en serie flate plater kalt "golgiske sisterner." Det er relatert til sekresjon og modifisering av proteiner. Den deltar også i syntesen av andre biomolekyler, for eksempel lipider og karbohydrater.

Eukaryote organismer

I 1980 klarte forskeren Carl Woese og samarbeidspartnere å etablere forholdet mellom levende vesener ved bruk av molekylære teknikker. Gjennom en serie banebrytende eksperimenter lyktes de med å etablere tre domener (også kalt "superkongerike") og etterlot seg det tradisjonelle synet på de fem kongedømmene.

I følge Woese sine resultater kan vi klassifisere jordens levende former i tre iøynefallende grupper: Archaea, Eubacteria og Eukarya.

I Eukarya-domenet er organismer som vi kjenner som eukaryoter. Denne avstamningen er vidt mangfoldig og omfatter en rekke både encellede og flercellede organismer.

encellede

Enscellulære eukaryoter er ekstremt komplekse organismer, siden de må ha en typisk funksjon i en eukaryot i en enkelt celle. Protozoer er historisk klassifisert som rhizopods, ciliates, flagellates og sporozoans.

Som de mest fremtredende eksemplene har vi euglena: fotosyntetiske arter som er i stand til å bevege seg gjennom et flagellum.

Det er også cilierte eukaryoter, for eksempel den berømte paramecia som tilhører slekten Paramecium. Disse har en typisk tøffelform og beveger seg takket være tilstedeværelsen av tallrike flimmerhår.

I denne gruppen er det også sykdomsfremkallende arter av mennesker og andre dyr, for eksempel Trypanosoma-slekten. Denne gruppen av parasitter er preget av å ha en langstrakt kropp og en typisk flagellum. De er årsaken til Chagas sykdom (Trypanosoma cruzi) og sovesyke (Trypanosoma brucei).

Slekten Plasmodium er det forårsakende middelet av malaria eller malaria hos mennesker. Denne sykdommen kan være dødelig.

Det er også encellete sopp, men de mest fremragende egenskapene til denne gruppen vil bli beskrevet i senere seksjoner.

planter

All den store kompleksiteten til planter som vi observerer daglig, tilhører den eukaryote avstamningen, fra gress og gress til komplekse og store trær.

Cellene til disse individene er karakterisert ved å ha en cellevegg sammensatt av cellulose, noe som gir stivhet til strukturen. I tillegg har de kloroplaster som inneholder alle de biokjemiske elementene som er nødvendige for at den fotosyntetiske prosessen skal skje.

Planter representerer en svært mangfoldig gruppe organismer, med komplekse livssykluser som ville være umulig å omfatte i bare noen få kjennetegn.

sopp

Begrepet "sopp" brukes for å betegne forskjellige organismer som muggsopp, gjær og individer som er i stand til å produsere sopp.

Avhengig av arten, kan de reprodusere seg seksuelt eller aseksuelt. De er hovedsakelig preget av produksjon av sporer: små latente strukturer som kan utvikle seg når miljøforhold er egnet.

Du kan tro at de ligner planter, siden begge er preget av å lede en forsiktig livsstil, det vil si at de ikke beveger seg. Sopp mangler imidlertid kloroplaster og har ikke nødvendig enzymatisk maskineri for å utføre fotosyntese.

Deres måte å mate på er heterotrofisk, som de fleste dyr, så de må se etter en energikilde.

dyr

Dyrene representerer en gruppe som består av nesten en million riktig katalogiserte og klassifiserte arter, selv om zoologer anslår at den sanne verdien kan være nærmere 7 eller 8 millioner. De er en så mangfoldig gruppe som nevnt ovenfor.

De er preget av å være heterotrofiske (de ser etter egen mat) og har en bemerkelsesverdig mobilitet som lar dem bevege seg. For denne oppgaven har de en rekke varierte bevegelsesmekanismer som lar dem bevege seg på land, vann og luft.

Når det gjelder morfologien deres, finner vi utrolig heterogene grupper. Selv om vi kunne gjøre en inndeling i virvelløse dyr og virveldyr, der karakteristikken som skiller dem er tilstedeværelsen av ryggsøylen og notokorden.

Blant virvelløse dyr har vi porifers, cnidarians, ringlinger, nematoder, flatworms, leddyr, bløtdyr og pigghuder. Mens virveldyr inkluderer bedre kjente grupper som fisk, amfibier, krypdyr, fugler og pattedyr.

Eukaryote celletyper

Det er et stort mangfold av eukaryote celler. Selv om du kanskje tror at det mest komplekse finnes i dyr og planter, er dette feil. Den største kompleksiteten observeres i protistorganismer, som må ha alle elementene som kreves for livet innesperret i en enkelt celle.

Den evolusjonsveien som førte til utseendet til flercellede organismer brakte med seg behovet for å fordele oppgaver i individet, som er kjent som celledifferensiering. Dermed er hver celle ansvarlig for en serie med begrensede aktiviteter og har en morfologi som gjør at den kan utføre dem.

Når prosessen med kamfusjon eller befruktning skjer, gjennomgår den resulterende zygote en serie påfølgende celledelinger som vil føre til dannelse av mer enn 250 celletyper.

Hos dyr styres de differensieringsveiene som følges av embryoet av signaler det mottar fra miljøet og avhenger i stor grad av dets posisjon i den utviklende organismen. Blant de mest fremtredende celletyper vi har:

Nerveceller

Nevronene eller cellene spesialiserer seg i ledning av nervesimpulsen som er en del av nervesystemet.

Muskelceller

Skjelettmuskelceller som har kontraktile egenskaper og er innrettet i et nettverk av filamenter. Disse tillater typiske bevegelser av dyr som å løpe eller gå.

Bruskceller

Bruskceller spesialiserer seg på støtte. Av denne grunn er de omgitt av en matrise som har kollagen.

Blodceller

De cellulære komponentene i blodet er røde og hvite blodlegemer og blodplater. De førstnevnte er skiveformet, mangler en kjerne når de er modne og har funksjonen til å transportere hemoglobin. Hvite blodlegemer deltar i immunresponsen og blodplatene i blodproppprosessen.

metabolisme

Eukaryoter presenterer en serie metabolske veier som glykolyse, pentosefosfatveier, beta-oksidasjon av fettsyrer, blant annet, organisert i spesifikke cellulære rom. For eksempel genereres ATP i mitokondriene.

Plantecellene har en karakteristisk metabolisme, siden de har det enzymatiske maskineriet som er nødvendig for å ta inn sollys og generere organiske forbindelser. Denne prosessen er fotosyntese og gjør dem om til autotrofiske organismer som kan syntetisere de energiske komponentene som kreves av deres metabolisme.

Planter har en spesifikk vei som kalles glyoksylatsyklusen som oppstår i glyoksysomet og er ansvarlig for omdannelse av lipider til karbohydrater.

Dyr og sopp kjennetegnes ved å være heterotrofer. Disse avstamningene klarer ikke å produsere sin egen mat, så de må aktivt oppsøke den og forringe den.

Forskjeller med prokaryoter

Den avgjørende forskjellen mellom en eukaryot og en prokaryot er tilstedeværelsen av en kjerne avgrenset av en membran og definert i den første gruppen av organismer.

Vi kan nå denne konklusjonen ved å undersøke etymologien til begge begrepene: prokaryote kommer fra roots pro som betyr "før" og karyon som er kjernen; mens eukaryote refererer til tilstedeværelsen av en "sann kjerne" (eu som betyr "sann" og karyon som betyr kjerne)

Imidlertid finner vi encellede eukaryoter (det vil si at hele organismen er en enkelt celle) som det velkjente Paramecium eller gjær. På samme måte finner vi flercellede eukaryote organismer (som består av mer enn en celle) som dyr, inkludert mennesker.

I følge fossilprotokollen har det vært mulig å konkludere med at eukaryoter utviklet seg fra prokaryoter. Derfor er det logisk å anta at begge gruppene har lignende egenskaper som forekomsten av en cellemembran, vanlige metabolske veier, blant andre. De mest iøynefallende forskjellene mellom de to gruppene vil bli beskrevet nedenfor:

Kilde: Av Ingen maskinlesbar forfatter gitt. Mortadelo2005 antok (basert på krav om opphavsrett). , via Wikimedia Commons

Størrelse

Eukaryote organismer er vanligvis større i størrelse enn prokaryoter, siden de er mye mer komplekse og med mer celleelementer.

I snitt er diameteren til en prokaryot mellom 1 og 3 um, mens en eukaryotisk celle kan være i størrelsesorden 10 til 100 um. Selv om det er bemerkelsesverdige unntak fra denne regelen.

Tilstedeværelse av organeller

I prokaryote organismer er det ingen strukturer avgrenset av en cellemembran. Disse er ekstremt enkle og mangler disse indre kroppene.

Normalt har de eneste membranene som prokaryoter har ansvaret for å avgrense organismen med det ytre miljø (merk at denne membranen også er til stede i eukaryoter).

Kjerne

Som nevnt ovenfor, er tilstedeværelsen av en kjerne et nøkkelelement for å skille mellom begge grupper. I prokaryoter er arvestoffet ikke avgrenset av noen type biologisk membran.

I motsetning til dette er eukaryoter celler med en sammensatt indre struktur, og avhengig av celletype, presenterer de spesifikke organellene som ble beskrevet i detalj i forrige seksjon. Disse cellene har vanligvis en enkelt kjerne med to kopier av hvert gen - som i de fleste celler hos mennesker.

I eukaryoter er DNA (deoksyribonukleinsyrer) sterkt organisert på forskjellige nivåer. Dette lange molekylet er assosiert med proteiner, kalt histoner, og er komprimert til et slikt nivå at det er i stand til å komme inn i en liten kjerne, som kan observeres på et bestemt punkt i celledelingen som kromosomer.

Prokaryoter har ikke så sofistikerte organisasjonsnivåer. Generelt forekommer genetisk materiale som et enkelt sirkulært molekyl som kan feste seg til biomembranen som omgir cellen.

DNA-molekylet er imidlertid ikke tilfeldig distribuert. Selv om det ikke er pakket inn i en membran, befinner det genetiske materialet seg i et område som kalles nukleoid.

Mitokondrier og kloroplast

I det spesifikke tilfellet av mitokondrier er dette cellulære organeller der proteiner som er nødvendige for cellulære respirasjonsprosesser. Prokaryoter - som må inneholde disse enzymene for oksidative reaksjoner - er forankret i plasmamembranen.

På samme måte, i et slikt tilfelle at den prokaryote organismen er fotosyntetisk, foregår prosessen i kromatoforene.

ribosomer

Ribosomer er strukturer som er ansvarlige for å oversette messenger-RNA til proteiner som molekylet koder. De er ganske mange, for eksempel en vanlig bakterie, som Escherichia coli, kan ha opptil 15 000 ribosomer.

To enheter som utgjør ribosomet kan skilles: en dur og en mindre. Den prokaryotiske avstamningen er preget av å presentere 70S ribosomer, sammensatt av den store 50S-underenheten og den lille 30S-underenheten. I kontrast er de i eukaryoter sammensatt av en stor 60S og en liten 40S underenhet.

I prokaryoter er ribosomer spredt over hele cytoplasmaet. Mens de er i eukaryoter, er de forankret til membraner, som i det grove endoplasmatiske retikulum.

cytoplasma

Cytoplasmaet i prokaryote organismer har et stort sett kornete utseende, takket være tilstedeværelsen av ribosomer. I prokaryoter skjer DNA-syntese i cytoplasmaet.

Celleveggs tilstedeværelse

Både prokaryote og eukaryote organismer er avgrenset fra deres ytre miljø med en dobbelt lipidisk biologisk membran. Celleveggen er imidlertid en struktur som omgir cellen og bare er til stede i den prokaryote avstamningen, i planter og i sopp.

Denne veggen er stiv og den mest intuitive generelle funksjonen er å beskytte cellen mot miljøbelastning og mulige osmotiske forandringer. Imidlertid er denne veggen på komposisjonsnivå totalt forskjellig i disse tre gruppene.

Veggen av bakterier er sammensatt av en forbindelse som kalles peptidoglycan, dannet av to strukturelle blokker bundet av bindinger av ß-1,4-type: N-acetyl-glukosamin og N-acetylmuraminsyre.

Hos planter og sopp - begge eukaryoter - varierer også veggens sammensetning. Den første gruppen er laget av cellulose, en polymer dannet av repeterende enheter av sukkerglukosen, mens sopp har vegger av kitin og andre elementer som glykoproteiner og glykaner. Merk at ikke alle sopp har en cellevegg.

DNA

Det genetiske materialet mellom eukaryoter og prokaryoter varierer ikke bare i måten det komprimeres på, men også i struktur og mengde.

Prokaryoter er karakterisert ved å ha lave mengder DNA, mellom 600 000 basepar opp til 8 millioner. Det vil si at de kan kode fra 500 til noen tusen proteiner.

Introner (DNA-sekvenser som ikke koder for proteiner og forstyrrer gener) er til stede i eukaryoter og ikke i prokaryoter.

Horisontal genoverføring er en betydelig prosess i prokaryoter, mens den i eukaryoter praktisk talt er fraværende.

Celledeling prosesser

I begge grupper øker cellevolumet til det når en tilstrekkelig størrelse. Eukaryoter utfører divisjon ved en kompleks prosess med mitose, noe som resulterer i to datterceller av lignende størrelse.

Funksjonen til mitose er å sikre et passende antall kromosomer etter hver celledeling.

Et unntak fra denne prosessen er celledelingen av gjær, spesielt av slekten Saccharomyces, der delingen fører til generering av en mindre dattercelle, siden den dannes ved hjelp av en "bule".

Prokaryotiske celler gjennomgår ikke celledeling av mitoser - en egen konsekvens av mangelen på en kjerne. I disse organismer skjer inndelingen ved binær inndeling. Dermed vokser cellen og deler seg i to like store deler.

Det er visse elementer som deltar i celledeling i eukaryoter, for eksempel sentromerer. Når det gjelder prokaryoter, er det ingen analoger til disse, og bare noen få arter av bakterier har mikrotubuli. Reproduksjon av den seksuelle typen er vanlig hos eukaryoter og sjelden hos prokaryoter.

cytoskjelettet

Eukaryoter har en veldig sammensatt organisasjon på cytoskelettnivå. Dette systemet består av tre typer filamenter klassifisert etter deres diameter til mikrofilamenter, mellomfilamenter og mikrotubuli. I tillegg er det proteiner med motoriske egenskaper assosiert med dette systemet.

Eukaryoter har en serie prosesser som lar cellen bevege seg i omgivelsene. Dette er flagellene, hvis form minner om en pisk og bevegelsen er forskjellig i eukaryoter og prokaryoter. Cilia er kortere og forekommer generelt i stort antall.

referanser

1. Birge, EA (2013). Bakterie- og bakteriofaggenetikk. Springer Science & Business Media.
2. Campbell, MK, & Farrell, SO (2011). Biokjemi.
3. Cooper, GM, & Hausman, RE (2000). Cellen: Molekylær tilnærming. Sinauer Associates.
4. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Invitasjon til biologi. Macmillan.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerte zoologiske prinsipper. McGraw - Hill.
6. Karp, G. (2009). Celle- og molekylærbiologi: konsepter og eksperimenter. John Wiley & Sons.
7. Pontón, J. (2008). Celleveggen til sopp og virkningsmekanismen til anidulafungin. Pastor Iberoam Micol, 25, 78–82.
8. Vellai, T., & Vida, G. (1999). Opprinnelsen til eukaryoter: forskjellen mellom prokaryote og eukaryote celler. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 266 (1428), 1571–1577.
9. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biokjemi. Panamerican Medical Ed.
10. Weeks, B. (2012). Alcamos mikrober og samfunn. Jones & Bartlett Publisher.