Eukaryotiske celleegenskaber, typer, dele, stofskifte
den eukaryote celler er strukturelle bestanddele af en bred organisationsstamme karakteriseret ved at have celler med en kerne afgrænset af en membran og have et sæt organeller.
Blandt de mest fremtrædende organeller af eukaryoter har vi mitokondrier, der er ansvarlige for cellulær respiration og andre veje relateret til energigenerering og chloroplaster, der findes i planter og ansvarlig for fotosyntetiske processer.
Derudover er der andre strukturer begrænset af membraner, såsom Golgi-apparatet, det endoplasmatiske retikulum, vakuoler, lysosomer, peroxisomer, blandt andre, som er unikke for eukaryoter..
De organismer, der er en del af eukaryoter, er ret heterogene, både i størrelse og i morfologi. Gruppen omfatter fra unicellulære protozoer og mikroskopiske gær til planter og store dyr, der befinder sig i dybhavet.
Eukaryoter differentieres fra prokaryoter hovedsageligt ved tilstedeværelsen af kernen og andre interne organeller, ud over at have en høj organisation af det genetiske materiale. Man kan sige, at eukaryoter er meget mere komplekse i forskellige aspekter, både strukturelle og funktionelle.
indeks
- 1 Generelle egenskaber
- 2 dele (organeller)
- 2.1 Core
- 2.2 Mitokondrier
- 2.3 Kloroplaster
- 2.4 Endoplasmisk retikulum
- 2.5 Golgi apparat
- 3 Eukaryotiske organismer
- 3.1 Unicellular
- 3.2 Planter
- 3,3 svampe
- 3.4 Dyr
- 4 Typer af eukaryotiske celler
- 4.1 neuroner
- 4.2 Muskelceller
- 4.3 bruskceller
- 4.4 blodceller
- 5 Metabolisme
- 6 Forskelle med prokaryoter
- 6.1 Størrelse
- 6.2 Tilstedeværelse af organeller
- 6.3 Core
- 6,4 DNA
- 6.5 Cell division processer
- 6.6 Cytoskeleton
- 7 referencer
Generelle egenskaber
De vigtigste egenskaber, der definerer en eukaryot celle, er: tilstedeværelsen af en defineret kerne med det genetiske materiale (DNA) inde, de subcellulære organeller, der udfører specifikke opgaver og cytoskelettet.
Således har nogle linjer særlige egenskaber. For eksempel har planter kloroplaster, en stor vakuol og en tyk cellulosevæg. I svampe er mursten af chitin karakteristisk. Endelig har dyreceller centrioler.
Tilsvarende er der encellulære eukaryote organismer inden for protister og svampe.
Parterne (organeller)
Et af kendetegnene ved eukaryoter er tilstedeværelsen af organeller eller subcellulære rum omgivet af membran. Blandt de mest iøjnefaldende har vi:
kerne
Kernen er den mest iøjnefaldende struktur i eukaryote celler. Det er afgrænset af en dobbelt porøs lipidmembran, der tillader udveksling af stoffer mellem cytoplasma og det nukleare interiør.
Det er organellen, som er ansvarlig for at koordinere alle cellulære processer, da den indeholder alle de nødvendige instruktioner i DNA'et, der gør det muligt at udføre et stort udvalg af processer.
Kernen er ikke en perfekt sfærisk og statisk organel med DNA spredt tilfældigt inde i det. Det er en struktur af udsøgt kompleksitet med forskellige komponenter som nukleare kuvert, chromatin og nukleolus.
Der er også andre kroppe inde i kernen som Cajal kroppe og PML kroppe (fra engelsk: promyelocytisk leukæmi).
mitokondrier
Mitokondrier er organeller omgivet af et dobbeltmembran system og findes i både planter og dyr. Antallet af mitokondrier pr. Celle varierer alt efter behovene hos det samme: i celler med høje energibehov er tallet relativt større.
De metaboliske veje, der finder sted i mitokondrier, er: citronsyrecyklussen, den elektroniske transport og den oxidative phosphorylering, fedtsyrernes beta oxidation og nedbrydning af aminosyrerne.
kloroplaster
Kloroplaster er organeller, der er typiske for planter og alger, som har et komplekst membran system. Det vigtigste er chlorophyll, et grønt pigment, der deltager direkte i fotosyntese.
Udover de reaktioner, der er forbundet med fotosyntese, kan chloroplaster generere ATP, syntetisere aminosyrer, fedtsyrer, blandt andre. Nylige undersøgelser har vist, at dette rum er relateret til produktionen af stoffer mod patogener.
Kloroplaster har ligesom mitokondrier deres eget genetiske materiale i en cirkulær form. Fra den evolutionære synsvinkel er denne kendsgerning beviser for at understøtte teorien om den mulige endosymbiotiske proces, der gav anledning til mitokondrier og chloroplaster.
Endoplasmisk retikulum
Retikulumet er et system af membraner, der fortsættes med kernen, og som strækker sig gennem cellen i form af en labyrint.
Det er opdelt i et glat endoplasmatisk retikulum og et groft endoplasmisk retikulum, afhængigt af tilstedeværelsen af ribosomer i den. Det grove retikulum er primært ansvarlig for syntesen af proteiner - takket være forankrede ribosomer. Den glatte, i mellemtiden, er relateret til lipids metaboliske veje
Golgi apparat
Den består af en række fladede diske kaldet "Golgian cisterner". Det er relateret til sekretion og modifikation af proteiner. Også det deltager i syntesen af andre biomolekyler, såsom lipider og carbohydrater.
Eukaryotiske organismer
I 1980 lykkedes forsker Carl Woese og samarbejdspartnere at etablere forholdet mellem levende væsener ved hjælp af molekylære teknikker. Gennem en række banebrydende eksperimenter formåede de at oprette tre domæner (også kaldet "super kongeriger"), der efterlod den traditionelle vision om de fem kongeriger.
Ifølge resultaterne fra Woese kan vi klassificere jordens levende former i tre iøjnefaldende grupper: Archaea, Eubacteria og Eukarya.
I Eukarya-domænet er de organismer, vi kender som eukaryoter. Denne slægt er vidt forskellige og omfatter en række encellede og flercellede organismer både.
cellet
De unicellulære eukaryoter er ekstremt komplekse organismer, da de skal have alle de typiske funktioner af en eukaryot i en enkelt celle. Protozoer klassificeres historisk som rhizopoder, ciliater, flagellater og sporozoaner.
Som eksempler har vi euglenerne: fotosyntetiske arter, der er i stand til at bevæge sig gennem et flagellum.
ciliater er også eukaryoter, såsom den berømte paramecium tilhører slægten paramecium. Disse har en typisk skoform og bevæger sig takket være mange cilia.
I denne gruppe er der også patogene arter af mennesker og andre dyr, såsom køn Trypanosoma. Denne gruppe af parasitter er karakteriseret ved at have en langstrakt krop og en typisk flagellum. De er årsagen til Chagas sygdom (Trypanosoma cruzi) og sovesyge (Trypanosoma brucei).
Kønnet Plasmodium det er årsagsagent for malaria eller malaria hos mennesker. Denne sygdom kan være dødelig.
Der er også encellulære svampe, men de mest fremragende egenskaber ved denne gruppe vil blive beskrevet i senere afsnit.
planter
Alle planters store kompleksitet, som vi observerer dagligt, tilhører den eukaryote afstamning, fra græs og græs til komplekser og store træer.
Cellerne af disse individer er karakteriseret ved at have en cellevæg sammensat af cellulose, hvilket giver stivhed til strukturen. Derudover har de chloroplaster, der indeholder alle de biokemiske elementer, der er nødvendige for at fotosyntetiske processer kan forekomme.
Planterne repræsenterer en gruppe af meget forskelligartede organismer, med komplekse livscykluser, at det ville være umuligt at omfatte nogle få karakteristika.
svampe
Udtrykket "svampe" anvendes til at udpege forskellige organismer som forme, gær og individer, der er i stand til at producere svampe.
Afhængigt af arten kan reproducere seksuel eller aseksuel måde. De er primært karakteriseret ved produktion af sporer: små latente strukturer, der kan udvikle sig, når miljøforholdene er tilstrækkelige.
Du tror måske, at de ligner planter, da begge er præget af at have en sessil livsstil, det vil sige, de bevæger sig ikke. Svampe mangler imidlertid chloroplaster og besidder ikke det enzymatiske maskiner, der er nødvendigt for at udføre fotosyntese.
Deres kost er heterotrofisk, ligesom de fleste dyr, så de skal søge efter en energikilde.
dyr
Dyrene repræsenterer en gruppe på næsten en million arter, der er katalogiseret og korrekt klassificeret, selvom zoologer vurderer, at den reelle værdi kan nærme sig 7 eller 8 millioner. De er en så forskelligartet gruppe som de ovennævnte.
De er karakteriseret ved at være heterotrofiske (de ser efter deres egen mad) og har en bemærkelsesværdig mobilitet, der gør det muligt for dem at bevæge sig. Til denne opgave har de en række forskellige lokomotionsmekanismer, der giver dem mulighed for at bevæge sig på land, vand og luft..
Med hensyn til dens morfologi fandt vi utroligt heterogene grupper. Selv om vi kunne gøre en opdeling i hvirvelløse dyr og hvirveldyr, hvor den funktion der skelner dem er tilstedeværelsen af rygsøjlen og notokord.
Inden for hvirvelløse dyr har vi porifera, cnidarians, annelider, nematoder, fladorm, leddyr, bløddyr og pighuder. Mens hvirveldyr omfatter mere velkendte grupper som fisk, amfibier, krybdyr, fugle og pattedyr.
Typer af eukaryote celler
Der er en stor mangfoldighed af eukaryotiske celler. Selvom man måske tror at det mest komplekse findes i dyr og planter, er dette forkert. Jo mere kompleks en enkelt celle er observeret i protister organismer skal have alle de elementer, der kræves for livet begrænset inden.
Den evolutionære vej, der førte til udseendet af multicellulære organismer, medførte, at det var nødvendigt at distribuere opgaver inden for individet, der er kendt som celledifferentiering. Således er hver celle ansvarlig for en række begrænsede aktiviteter og har en morfologi, der gør det muligt at udføre.
Ved processen med gametefusion eller befrugtning gennemgår den resulterende zygote en række efterfølgende celledele, der vil føre til dannelsen af mere end 250 celletyper.
I dyr styres differentieringsveje efterfulgt af embryoet af signaler, som den modtager fra miljøet, og afhænger i høj grad af miljøets position i den udviklende organisme. Blandt de mest fremtrædende celletyper har vi:
neuroner
Neuroner eller specialiserede celler i nerveimpulsledning, der er en del af nervesystemet.
Muskelceller
Skeletmuskelceller, der har kontraktile egenskaber og er justeret i et netværk af filamenter. Disse tillader de typiske bevægelser af dyr såsom løb eller gå.
Bruskceller
Bruskceller specialiserer sig i støtte. Af denne grund er de omgivet af en matrix, der præsenterer kollagen.
Blodceller
De blodkomponenter i blodet er røde og hvide blodlegemer og blodplader. De første er diskformede, mangler en kerne, når de er modne og har som funktion transporten af hæmoglobin. Hvide blodlegemer deltager i immunresponset og blodpladerne i blodkoagulationsprocessen.
stofskifte
Eukaryoter frembyder en række metaboliske veje som glykolyse, veje af pentosefosfater, beta-oxidation af fedtsyrer, blandt andet, organiseret i specifikke cellekamre. For eksempel er ATP genereret i mitokondrier.
Planteceller har en karakteristisk metabolisme, da de har det enzymatiske udstyr, der er nødvendigt for at tage sollys og generere organiske forbindelser. Denne proces er fotosyntese og konverterer dem til autotrofe organismer, der kan syntetisere de energiske komponenter, der kræves af deres metabolisme.
Planter har en særlig vej kaldet glyoxylatcyklussen, der forekommer i glioxisomet og er ansvarlig for omdannelsen af lipider til kulhydrater.
Dyr og svampe er karakteriseret ved at være heterotrofiske. Disse linjer er ikke i stand til at producere deres egen mad, så de skal aktivt søge det og nedbryde det.
Forskelle med prokaryoter
Den afgørende forskel mellem et eukaryotisk og et prokaryotisk er tilstedeværelsen af en nucleus afgrænset af en membran og defineret i den første gruppe af organismer.
Vi kan nå denne konklusion ved at undersøge begge terminers etymologi: prokaryot kommer fra rødderne pro hvilket betyder "før" og karyon som er kerne; mens eukaryotisk refererer til tilstedeværelsen af en "sand kerne" (eu hvilket betyder "sandt" og karyon hvilket betyder kerne)
Imidlertid finder vi unicellulære eukaryoter (det vil sige hele organismen er en enkelt celle) som den kendte paramecium eller gærene. På samme måde finder vi multicellulære eukaryote organismer (består af mere end en celle) som dyr, herunder mennesker.
Ifølge den fossile rekord har det været muligt at konkludere, at eukaryoter udviklede sig fra prokaryoter. Derfor er det logisk at antage, at begge grupper har lignende egenskaber som tilstedeværelse af en cellemembran, almindelige metaboliske veje, blandt andre. De mest iøjnefaldende forskelle mellem begge grupper vil blive beskrevet nedenfor:
størrelse
Normalt er eukaryote organismer større i størrelse end prokaryoter, da de er meget mere komplekse og har flere cellulære elementer.
I gennemsnit er diameteren af en prokaryot mellem 1 og 3 μm, medens en eukaryot celle kan være i størrelsesordenen 10 til 100 μm. Selv om der er bemærkelsesværdige undtagelser fra denne regel.
Tilstedeværelse af organeller
I prokaryote organismer er der ingen strukturer afgrænset af en cellemembran. Disse er meget enkle og mangler disse indre kroppe.
Normalt er de eneste membraner, som prokaryoter har, ansvarlige for at afgrænse organismen med det ydre miljø (bemærk at denne membran også er til stede i eukaryoter).
kerne
Som nævnt ovenfor er tilstedeværelsen af kerne et nøgleelement til at diskriminere mellem begge grupper. I prokaryoter er det genetiske materiale ikke afgrænset af nogen form for biologisk membran.
I modsætning hertil er eukaryoter celler med en kompleks indre struktur og, afhængigt af celletypen, præsenterer de specifikke organeller, som blev beskrevet detaljeret i det foregående afsnit. Disse celler præsenterer normalt en enkelt kerne med to kopier af hvert gen - som i de fleste celler hos mennesker.
I eukaryoter er DNA (deoxyribonukleinsyre) meget organiseret på forskellige niveauer. Dette lange molekyle er forbundet med proteiner, kaldet histoner, og komprimeres til et sådant niveau, at det er i stand til at komme ind i en lille kerne, som kan observeres ved et bestemt punkt af celledeling som kromosomer..
Prokaryoter har ikke disse sofistikerede organisationsniveauer. Generelt er det genetiske materiale præsenteret som et enkelt cirkulært molekyle, der kan klæbe til biomembranen, der omgiver cellen.
DNA-molekylet er dog ikke tilfældigt fordelt. Selv om det ikke er pakket ind i en membran, er det genetiske materiale placeret i et område kaldet nucleoid.
Mitokondrier og chloroplaster
I det specifikke tilfælde af mitokondrier er disse cellulære organeller, hvor proteinerne er nødvendige for cellulære respirationsprocesser. Prokaryoter - som skal indeholde disse enzymer til oxidative reaktioner - er forankret i plasmamembranen.
Ligeledes er i en sådan sag, at den prokaryote organisme er fotosyntetisk, udføres processen i chromatophorerne.
ribosomer
Ribosomer er de strukturer, der er ansvarlige for at oversætte messenger-RNA til proteinerne, som molekylet koder for. De er ret rigelige, for eksempel en fælles bakterie, som f.eks Escherichia coli, kan eje op til 15.000 ribosomer.
Du kan skelne mellem to enheder, der danner ribosomet: en stor og en mindre. Den prokaryote linie karakteriseres ved at præsentere 70S ribosomer, der består af den store 50S underenhed og den lille 30S subunit. Omvendt er de i eukaryoter sammensat af en stor 60S underenhed og en lille 40S underenhed.
I prokaryoter spredes ribosomer i cytoplasmaet. Mens de i eukaryoter er forankrede til membraner, som i det grove endoplasmatiske retikulum.
cytoplasma
Cytoplasmaet i prokaryote organismer frembringer et meste granulært udseende takket være tilstedeværelsen af ribosomer. I prokaryoter forekommer DNA-syntese i cytoplasmaet.
Tilstedeværelse af cellevæg
Både prokaryote og eukaryote organismer afgrænses fra deres ydre miljø med en dobbelt biologisk membran af lipid natur. Cellevæggen er imidlertid en struktur, som omgiver cellen, og som kun er til stede i den prokaryote afstamning, i planter og i svampe.
Denne væg er stiv, og den mest intuitive generelle funktion er at beskytte cellen mod miljøbelastning og mulige osmotiske ændringer. På kompositionens niveau er denne væg imidlertid helt forskellig i disse tre grupper.
Vægten af bakterier er sammensat af en forbindelse kaldet peptidoglucan, der danner to strukturblokke forbundet med bindinger af type β-1,4: N-acetylglucosamin og N-acetylmuraminsyre.
I planter og svampe - begge eukaryoter - varierer væggenes sammensætning også. I den første gruppe er cellulose, en polymer dannet af gentagne enheder af glucosesukker, mens svampe har vægge af chitin og andre elementer som glycoproteiner og glucaner. Bemærk, at ikke alle svampe har en cellevæg.
DNA
Det genetiske materiale mellem eukaryoter og prokaryoter varierer ikke kun i den måde, det komprimeres, men i dets struktur og mængde.
Prokaryoter er karakteriseret ved lave mængder DNA, der spænder fra 600.000 basepar til 8 millioner. Det vil sige, de kan kode fra 500 til et par tusind proteiner.
Introns (DNA-sekvenser, der ikke koder for proteiner og forstyrrer gener) er til stede i eukaryoter og ikke i prokaryoter.
Den horisontale overførsel af gener er en signifikant proces i prokaryoter, mens det i eukaryoter er praktisk taget fraværende.
Cellefordelingsprocesser
I begge grupper bliver cellevolumen større, indtil den når en passende størrelse. Eukaryoter udfører opdelingen ved en kompleks proces af mitose, hvilket resulterer i to datterceller af samme størrelse.
Funktionen af mitose er at sikre et passende antal kromosomer efter hver celledeling.
En undtagelse til denne proces er celledeling af gær, især af slægten Saccharomyces, hvor divisionen fører til dannelsen af en dattercelle af mindre størrelse, da den dannes ved hjælp af en "fremspring".
Prokaryote celler fører ikke til celledeling på grund af mitose - en iboende konsekvens af manglen på kerne. I disse organismer opstår division ved binær opdeling. Således vokser cellen og fordeles i to lige store dele.
Der er visse elementer, der deltager i celledeling i eukaryoter, såsom centromerer. I tilfælde af prokaryoter er der ingen analoger til disse, og kun få arter af bakterier har mikrotubuli. Reproduktion af den seksuelle type er almindelig i eukaryoter og ualmindeligt i prokaryoter.
cytoskelet
Eukaryoter har en meget kompleks organisation på niveau af cytoskelettet. Dette system består af tre typer filamenter klassificeret ved deres diameter i mikrofilamenter, mellemfilamenter og mikrotubuli. Derudover er der proteiner med motoregenskaber forbundet med dette system.
Eukaryoterne præsenterer en række forlængelser, der gør det muligt for cellen at bevæge sig i sit miljø. Disse er flagellaen, hvis form ligner en pisk og bevægelsen er forskellig i eukaryoter og prokaryoter. Cilia er kortere og sædvanligvis til stede i stort antal.
referencer
- Birge, E.A. (2013). Bakteriel og bakteriofag genetik. Springer Science & Business Media.
- Campbell, M. K. & Farrell, S. O. (2011). Biokemi.
- Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Cellen: Molekylær tilgang. Sinauer Associates.
- Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Invitation til biologi. Macmillan.
- Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrerede principper for zoologi. McGraw-Hill.
- Karp, G. (2009). Celle- og molekylærbiologi: begreber og eksperimenter. John Wiley & Sons.
- Pontón, J. (2008). Cellevæggen af svampe og virkningsmekanismen af anidulafungin. Rev Iberoam Micol, 25, 78-82.
- Vellai, T., & Vida, G. (1999). Oprindelse eukaryoter: den prokaryote og eukaryote Forskel mellem celler. Det kongelige samfunds forfølgelser B: Biologiske videnskaber, 266(1428), 1571-1577.
- Voet, D., & Voet, J. G. (2006). biokemi. Ed. Panamericana Medical.
- Uger, B. (2012). Alcamos mikrober og samfund. Jones & Bartlett Publishers.