ЕУКАРИОТСКА ЋЕЛИЈА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ВРСТЕ, ДЕЛОВИ, МЕТАБОЛИЗАМ - БИОЛОГИЈА - 2025

У еукариотске ћелије су структуралне компоненте широког линије организама карактерише тиме што ћелија са језгром раздвојен мембраном и има скуп органела.

Међу најистакнутијим органелама еукариота имамо митохондрије, одговорне за ћелијско дисање и друге путеве повезане са стварањем енергије и хлоропласте, које налазимо у биљкама и одговорне за процес фотосинтезе.

Животињска еукариотска ћелија. Извор: Аутор Никол валентина ромеро руиз, са Викимедиа Цоммонс

Поред тога, постоје и друге структуре ограничене мембранама као што су Голгијев апарат, ендоплазматски ретикулум, вакуоле, лизосоми, пероксизоми, између осталог, који су јединствени за еукариоте.

Организми који су део еукариота су прилично хетерогени, и по величини и по морфологији. Група се креће од једноћелијских протозоа и микроскопских квасаца до биљака и великих животиња које насељавају дубоко море.

Еукариоти се разликују од прокариота углавном по присуству језгра и других унутрашњих органела, осим што имају високу организацију генетског материјала. Може се рећи да су еукариоти много сложенији у различитим аспектима, структуралним и функционалним.

Опште карактеристике

Најважније карактеристике које дефинишу еукариотску ћелију су: присуство дефинисаног језгра са генетским материјалом (ДНК) унутра, субцелијски органели који обављају специфичне задатке и цитоскелет.

Стога неке линије имају посебне карактеристике. На пример, биљке имају хлоропласте, велику вакуолу и дебели зид целулозе. За гљивице је карактеристичан химин зид. И на крају, животињске ћелије имају центриоле.

Слично томе, постоје еукариотски једноћелијски организми унутар протиста и гљивица.

Делови (органеле)

Једна од карактеристичних карактеристика еукариота је присуство органела или субцелијских преграда окружених мембраном. Међу највидљивијим:

Језгро

Еукариотска заступљеност људских ћелија. Можете видети срж

Нуклеус је највидљивија структура у еукариотским ћелијама. Ограничена је двоструком порозном липидном мембраном која омогућава размену супстанци између цитоплазме и нуклеарне унутрашњости.

Органела је задужена за координацију свих ћелијских процеса, јер садржи сва потребна упутства у ДНК која омогућава огромно мноштво процеса.

Језгро није савршено сферична и статична органела са ДНК насумично распоређеним у њој. То је структура изузетне сложености са различитим компонентама као што су: нуклеарна овојница, хроматин и нуклеолус.

Постоје такође и друга тела у језгри, попут Цајал тела и ПМЛ тела (промеелоцитна леукемија).

Митохондрије

Митохондрије

Митохондрије су органеле окружене системом двоструке мембране и налазе се у биљкама и животињама. Број митохондрија по ћелији варира у зависности од његових потреба: у ћелијама са високим енергетским потребама њихов је број релативно већи.

Метаболички путеви који се одвијају у митохондријама су: циклус лимунске киселине, транспорт електрона и оксидативна фосфорилација, бета оксидација масних киселина и распад аминокиселина.

Хлоропласти

Хлоропласт

Хлоропласти су типичне органеле биљака и алги, које представљају сложене мембранске системе. Најважнији састојак је хлорофил, зелени пигмент који директно учествује у фотосинтези.

Поред реакција повезаних са фотосинтезом, хлоропласти могу да стварају АТП, синтетишу аминокиселине, масне киселине, између осталог. Недавна истраживања показала су да је ово одељење повезано са производњом супстанци против патогена.

Попут митохондрија, хлоропласти имају свој генетски материјал, у кружном облику. Са еволуцијског становишта, ова чињеница је доказ који подржава теорију могућег ендосимбиотског процеса који је створио митохондрије и хлоропласте.

Ендоплазматични ретикулум

Ендоплазматични ретикулум

Ретикулум је систем мембрана који се наставља језгром и који се протеже кроз целију у облику лавиринта.

Подељен је на глатки ендоплазматски ретикулум и груби ендоплазматски ретикулум, зависно од присуства рибосома у њему. Груби ретикулум је првенствено одговоран за синтезу протеина - захваљујући усидреним рибосомима. Слатки се са своје стране односи на метаболичке путеве липида

Голџијев апарат

Састоји се од низа спљоштених дискова названих „Голгијске цистерне“. Повезана је са лучењем и модификацијом протеина. Такође учествује у синтези других биомолекула, попут липида и угљених хидрата.

Еукариотски организми

1980. године, истраживач Царл Воесе и сарадници успели су да успоставе односе између живих бића коришћењем молекуларних техника. Кроз низ пионирских експеримената, успели су да успоставе три домена (која се такође називају "супер царства") и заостали су за традиционалним погледом на пет области.

Према Воесеовим резултатима, живе облике Земље можемо класификовати у три видљиве групе: Арцхееа, Еубацтериа и Еукариа.

У домену Еукарије су организми које знамо као еукариоте. Ова лоза је веома разнолика и обухвата низ једноћелијских и вишећелијских организама.

Једноћелијски

Једноћелијски еукариоти су изузетно сложени организми, јер у једној ћелији морају да поседују све типичне функције еукариота. Протозои су историјски класификовани као ризоподи, цилијати, флагелати и спорозои.

Као најистакнутије примере имамо еуглену: фотосинтетске врсте способне да се крећу кроз флагеллум.

Постоје и цилијански еукариоти, попут чувених парамеција које припадају роду Парамецијум. Они имају типичан облик папуча и крећу се захваљујући присуству бројних цилија.

У овој групи постоје и патогене врсте људи и других животиња, као што је род Трипаносома. Ову групу паразита карактерише издужено тело и типичан флагеллум. Они су узрок болести Цхагас (Трипаносома црузи) и болести спавања (Трипаносома бруцеи).

Род Пласмодиум је узрочник маларије или маларије у људи. Ова болест може бити фатална.

Постоје и једноћелијске гљивице, али најистакнутије карактеристике ове групе биће описане у каснијим одељцима.

Биљке

Сва велика сложеност биљака коју свакодневно посматрамо припада еукариотској лози, од трава и трава до сложених и великих стабала.

Ћелије ових јединки карактеришу ћелијску стијенку састављену од целулозе, која даје крутост структури. Поред тога, имају хлоропласте који садрже све биохемијске елементе потребне за одвијање фотосинтетског процеса.

Биљке представљају веома разнолику групу организама, са сложеним животним циклусима које је немогуће обухватити у само неколико карактеристика.

Гљиве

Израз "гљива" користи се за означавање различитих организама као што су плијесни, квасци и појединци који су способни да производе гљиве.

У зависности од врсте, могу се размножавати сексуално или асексуално. Карактерише их углавном производња спора: мале латентне структуре које се могу развити када су погодни услови околине.

Могло би се помислити да су сличне биљкама, јер се за обе одликује вођење сестичног начина живота, односно не крећу се. Међутим, гљивицама недостаје хлоропласта и немају потребну ензимску механизацију за спровођење фотосинтезе.

Њихов начин храњења је хетеротрофан, као и већина животиња, па морају тражити извор енергије.

Животиње

Животиње представљају групу коју чине скоро милион тачно каталогизираних и класификованих врста, мада зоолози процењују да би права вредност могла бити ближа 7 или 8 милиона. Једнако су разнолика група као и горе поменуте.

Карактерише их по томе што су хетеротрофични (траже властиту храну) и имају изузетну покретљивост која им омогућава кретање. За овај задатак имају низ различитих механизама за кретање који им омогућавају кретање по земљи, води и ваздуху.

С обзиром на њихову морфологију, налазимо невероватно хетерогене групе. Иако бисмо могли да поделимо на бескраљежњаке и кичмењаке, где је карактеристика која их разликује присуство краљежњака и нотокорда.

Међу бескраљешњацима имамо порифере, цнидаријане, коприве, нематоде, равне црве, чланконоше, мекушце и иглокожце. Док кичмењаци укључују познатије групе као што су рибе, водоземци, гмизавци, птице и сисари.

Еукариотске врсте ћелија

Постоји велика разноликост еукариотских ћелија. Иако бисте могли помислити да се најкомплексније налазе у животињама и биљкама, то је нетачно. Највећа сложеност примећена је код протистичких организама који морају имати све елементе потребне за живот затворене у једној ћелији.

Еволуцијски пут који је довео до појаве вишећелијских организама са собом је донео потребу за расподјелом задатака унутар појединца, што је познато и као диференцијација ћелија. Стога је свака ћелија одговорна за низ ограничених активности и има морфологију која јој омогућава да их спроведе.

Како се одвија процес фузије или оплодње гамете, резултирајућа зигота подвргава се низу следећих ћелијских подела што ће довести до формирања више од 250 типова ћелија.

Код животиња пут диференцијације праћен ембрионом усмерава се према сигналима које добија из околине и у великој мери зависи од његовог положаја у организму у развоју. Међу најистакнутијим типовима ћелија имамо:

Неурони

Неурони или ћелије специјализовани за спровођење нервног импулса који су део нервног система.

Мишићне ћелије

Скелетне мишићне ћелије које имају контрактилна својства и поредане су у мрежу нити. Оне омогућавају типичне покрете животиња као што су трчање или ходање.

Станице хрскавице

Станице хрскавице су се специјализовале за подршку. Из тог разлога су окружени матриксом који има колаген.

Крвна зрнца

Ћелијске компоненте крви су црвена и бела крвна зрнца и тромбоцити. Прве су у облику диска, немају језгро кад сазрију и имају функцију транспорта хемоглобина. Бијела крвна зрнца учествују у имунолошком одговору, а тромбоцити у процесу згрушавања крви.

Метаболизам

Еукариоти представљају низ метаболичких путева као што су гликолиза, пентоз фосфатни путеви, бета оксидација масних киселина, између осталог, организовани у специфичним ћелијским одељењима. На пример, АТП се генерише у митохондријама.

Биљне ћелије имају карактеристичан метаболизам, јер поседују ензиматске машине неопходне за уношење сунчеве светлости и стварање органских једињења. Овај процес је фотосинтеза и претвара их у аутотрофне организме који могу да синтетишу енергетске компоненте потребне њиховим метаболизмом.

Биљке имају специфичан пут који се назива циклус гликоксилата који се јавља у глиоксисому и одговоран је за претворбу липида у угљене хидрате.

Животиње и гљиве су карактеристичне по томе што су хетеротрофи. Ове лозе нису у стању да произведу сопствену храну, па је морају активно тражити и деградирати.

Разлике код прокариота

Кључна разлика између еукариота и прокариота је присуство језгра омеђеног мембраном и дефинисано у првој групи организама.

До овог закључка можемо доћи испитивањем етимологије оба термина: прокариот потиче из корена про што значи „пре“ и карион који је језгро; док се еукариот односи на присуство "правог језгра" (еу што значи "истинско" и карионско значење језгра)

Међутим, налазимо једноћелијске еукариоте (то јест, цео организам је једна ћелија), попут добро познатог Парамецијума или квасца. На исти начин налазимо вишећелијске еукариотске организме (сачињене од више од једне ћелије) попут животиња, укључујући људе.

Према запису о фосилима, могло се закључити да су еукариоти еволуирали из прокариота. Стога је логично претпоставити да обе групе имају сличне карактеристике, попут присуства ћелијске мембране, заједничких метаболичких путева, између осталог. Најуочљивије разлике између две групе биће описане у даљем тексту:

Извор: Није достављен ниједан ауторски читљив аутор. Мортадело2005 претпостављен (на основу тврдњи о ауторским правима). , путем Викимедиа Цоммонса

Величина

Еукариотски организми су обично веће величине од прокариота, пошто су много сложенији и са више ћелијских елемената.

У просеку, пречник прокариота је између 1 и 3 ум, док еукариотска ћелија може бити реда 10 до 100 ум. Иако постоје значајни изузеци од овог правила.

Присуство органела

У прокариотским организмима не постоје структуре ограничене ћелијском мембраном. То су изузетно једноставни и немају та унутрашња тела.

Обично су једине мембране које прокариоти задужене за разграничење организма са спољашњим окружењем (имајте на уму да је ова мембрана присутна и у еукариотима).

Језгро

Као што је горе поменуто, присуство језгра је кључни елемент за разликовање обе групе. Код прокариота генетски материјал није ограничен било којом врстом биолошке мембране.

Супротно томе, еукариоти су ћелије са сложеном унутрашњом структуром и у зависности од типа ћелије представљају специфичне органеле које су детаљно описане у претходном одељку. Ове ћелије обично имају једно језгро са две копије сваког гена - као у већини ћелија код људи.

У еукариотама је ДНК (деоксирибонуклеинске киселине) високо организован на различитим нивоима. Овај дуги молекул повезан је са протеинима, који се називају хистони, и сабијен је до толиког нивоа да је у стању да уђе у мало језгро, које се у одређеној тачки дељења ћелије може посматрати као хромозоми.

Прокариоти немају тако софистициране нивое организације. Генерално, генетски материјал се јавља као један кружни молекул који се може лепити за биомембрану која окружује ћелију.

Међутим, молекул ДНК није расподељен насумично. Иако није умотан у мембрану, генетски материјал се налази у регији која се зове нуклеоид.

Митохондрије и хлоропласти

У специфичном случају митохондрија, то су ћелијске органеле у којима се налазе протеини потребни за процесе ћелијског дисања. Прокариоти - који морају да садрже ове ензиме за оксидативне реакције - усидрени су у плазма мембрани.

Исто тако, у таквом случају да је прокариотски организам фотосинтетски, процес се одвија у хроматофорима.

Рибозоми

Рибосоми су структуре одговорне за преношење месна РНА у протеине које молекул кодира. Њих је доста, на пример, обична бактерија, попут Есцхерицхиа цоли, може да поседује до 15.000 рибосома.

Могу се разликовати две јединице које чине рибосом: главна и мања. Прокариотску лозу карактерише представљање 70С рибосома, састављених од велике 50С подјединице и мале 30С подјединице. Супротно томе, у еукариотама су састављени од велике 60С и мале подјединице 40С.

У прокариотима, рибосоми су разбацани по цитоплазми. Док су у еукариотама усидрени за мембране, као у грубом ендоплазматском ретикулуу.

Цитоплазма

Цитоплазма у прокариотским организмима има углавном зрнаст изглед, захваљујући присуству рибосома. Код прокариота се синтеза ДНА одвија у цитоплазми.

Присутност ћелијских зидова

И прокариотски и еукариотски организми су од свог спољашњег окружења ограничени двоструком липидном биолошком мембраном. Међутим, ћелијски зид је структура која окружује ћелију и присутна је само у прокариотској лози, у биљкама и гљивицама.

Овај зид је чврст и најинтимитивнија општа функција је да ћелију заштити од стреса у окружењу и могућих осмотских промена. Међутим, на композицијском нивоу овај зид се у ове три групе потпуно разликује.

Зид бактерија састоји се од једињења званог пептидогликан, формираног од два структурална блока повезана везама типа β-1,4: Н-ацетил-глукозамин и Н-ацетилмураминска киселина.

У биљкама и гљивама - оба еукариота - састав зида такође варира. Прва група је састављена од целулозе, полимера који се формира понављањем јединица глукозе у шећеру, док гљиве имају зидове хитина и других елемената попут гликопротеина и гликана. Имајте на уму да немају све гљиве са ћелијском стијенком.

ДНК

Генетски материјал између еукариота и прокариота варира не само у начину компаковања, већ и по његовој структури и количини.

За прокариоте је карактеристично да имају мале количине ДНК, између 600 000 парова база до 8 милиона. То јест, могу да кодирају од 500 до неколико хиљада протеина.

Интрони (ДНК секвенце који не кодирају протеине и уништавају гене) присутни су у еукариотима, а не у прокариотима.

Хоризонтални пренос гена је значајан процес код прокариота, док код еукариота он практично није присутан.

Процеси део ћелије

У обе групе волумен ћелије расте док не постигне одговарајућу величину. Еукариоти спроводе поделу сложеним процесом митозе, што резултира у две ћелијске ћелије сличне величине.

Функција митозе је да обезбеди одговарајући број хромозома након сваке поделе ћелије.

Изузетак од овог процеса је ћелијска подела квасца, посебно рода Саццхаромицес, где дељење води стварању мање кћериће ћелије, пошто се формира помоћу „испупчења“.

Прокариотске ћелије не подлежу поделу ћелија митозе - суштинска последица недостатка језгра. У тим организмима подела се дешава бинарном поделом. Тако ћелија расте и дели се на два једнака дела.

Постоје одређени елементи који учествују у подели ћелија у еукариотама, попут центромера. У случају прокариота, нема њихових аналога и само неколико врста бактерија има микротубуле. Размножавање сексуалног типа је уобичајено код еукариота и ретко код прокариота.

Цитоскелет

Еукариоти имају веома сложену организацију на нивоу цитоскелета. Овај систем чине три врсте филамената разврстаних по свом пречнику у микрофиламенте, интермедијарне нити и микротубуле. Поред тога, на овом систему постоје протеини са моторним својствима.

Еукариоти имају низ процеса који омогућавају кретање ћелије у свом окружењу. То су флагеле, чији облик подсећа на бич, а кретање је различито код еукариота и прокариота. Чилије су краће и углавном су присутне у великом броју.

Референце

1. Бирге, ЕА (2013). Бактеријска и бактериофазна генетика. Спрингер наука и пословни медији.
2. Цампбелл, МК, и Фаррелл, СО (2011). Биохемија.
3. Цоопер, ГМ и Хаусман, РЕ (2000). Ћелија: Молекуларни приступ. Синауер Ассоциатес.
4. Цуртис, Х., Барнес, НС (1994). Позив на биологију. Мацмиллан.
5. Хицкман, ЦП, Робертс, ЛС, Ларсон, А., Обер, ВЦ, & Гаррисон, Ц. (2001). Интегрисани принципи зоологије. МцГрав - Хилл.
6. Карп, Г. (2009). Ћелијска и молекуларна биологија: концепти и експерименти. Јохн Вилеи & Сонс.
7. Понтон, Ј. (2008). Ћелијска стијенка гљивица и механизам деловања анидулафунгина. Рев Ибероам Мицол, 25, 78–82.
8. Веллаи, Т., и Вида, Г. (1999). Порекло еукариота: разлика између прокариотских и еукариотских ћелија. Зборник радова Краљевског друштва Б: Биолошке науке, 266 (1428), 1571–1577.
9. Воет, Д. и Воет, ЈГ (2006). Биохемија. Панамерицан Медицал Ед.
10. Веекс, Б. (2012). Алцамоови микроби и друштво. Јонес & Бартлетт Публисхерс.