Karakteristike eukariotskih stanica, tipovi, dijelovi, metabolizam
eukariotske stanice su strukturne komponente široke loze organizama karakteriziranih time da imaju stanice s jezgrom ograničenom membranom i imaju skup organela.
Među najistaknutijim organelama eukariota imamo mitohondrije, odgovorne za stanično disanje i druge puteve vezane uz stvaranje energije i kloroplaste, pronađene u biljkama i odgovorne za proces fotosinteze.
Osim toga, postoje i druge strukture ograničene membranama kao što su Golgijev aparat, endoplazmatski retikulum, vakuole, lizosomi, peroksisomi, među ostalima, koji su jedinstveni za eukariote..
Organizmi koji su dio eukariota su prilično heterogeni, i po veličini iu morfologiji. Skupina se sastoji od jednostaničnih protozoa i mikroskopskih kvasaca do biljaka i velikih životinja koje obitavaju u dubokom moru.
Eukarioti se razlikuju od prokariota uglavnom zbog prisutnosti jezgre i drugih unutarnjih organela, uz visoku organizaciju genetskog materijala. Može se reći da su eukarioti mnogo složeniji u različitim aspektima, i strukturni i funkcionalni.
indeks
- 1 Opće karakteristike
- 2 dijela (organele)
- 2.1 Core
- 2.2 Mitohondriji
- 2.3. Kloroplasti
- 2.4. Endoplazmatski retikulum
- 2.5 Golgijev aparat
- 3 Eukariotski organizmi
- 3.1 Jednoćelijski
- 3.2 Biljke
- 3.3 Gljive
- 3.4 Životinje
- 4 Vrste eukariotskih stanica
- 4.1 Neuroni
- 4.2. Mišićne stanice
- 4.3 Stanice hrskavice
- 4.4. Krvne stanice
- 5 Metabolizam
- 6 Razlike s prokariotima
- 6.1 Veličina
- 6.2. Prisutnost organela
- 6.3 Jezgra
- 6.4
- 6.5 Procesi razdvajanja stanica
- 6.6 Citoskelet
- 7 Reference
Opće karakteristike
Najvažnije karakteristike koje definiraju eukariotsku stanicu su: prisutnost definirane jezgre s genetskim materijalom (DNK) unutar, subcelularne organele koji obavljaju određene zadatke i citoskelet.
Dakle, neke linije imaju posebne karakteristike. Na primjer, biljke imaju kloroplaste, veliku vakuolu i debelu celuloznu stijenku. Na gljivama je karakterističan zid hitina. Konačno, životinjske stanice imaju centriole.
Slično tome, unutar protista i gljivica postoje jednoćelijski eukariotski organizmi.
Stranke (organele)
Jedna od razlikovnih karakteristika eukariota je prisutnost organela ili subcelularnih odjeljaka okruženih membranom. Među najuočljivijim su:
srž
Jezgra je najizraženija struktura u eukariotskim stanicama. Ograničena je dvostrukom poroznom lipidnom membranom koja omogućuje razmjenu tvari između citoplazme i nuklearnog interijera..
To je organe odgovorne za koordinaciju svih staničnih procesa, budući da sadrži sve potrebne upute u DNA koje omogućuju izvođenje ogromne raznolikosti procesa.
Jezgra nije savršeno sferna i statična organela s DNA koja se nasumice rasporedila unutar nje. To je struktura izuzetne složenosti s različitim komponentama kao što su nuklearna ovojnica, kromatin i jezgra.
Postoje i druga tijela unutar jezgre, kao što su tijela Cajala i tijela PML-a (s engleskog: promijelocitna leukemija).
mitohondriji
Mitohondrije su organele okružene dvostrukim membranskim sustavom i nalaze se u biljkama i životinjama. Broj mitohondrija po stanici varira prema potrebama istog: u stanicama s visokim energetskim zahtjevima broj je relativno veći.
Metabolički putevi koji se odvijaju u mitohondrijima su: ciklus limunske kiseline, elektronički transport i oksidacijska fosforilacija, beta oksidacija masnih kiselina i razgradnja aminokiselina..
kloroplasta
Kloroplasti su organele tipične za biljke i alge koje imaju kompleksan membranski sustav. Najvažniji je klorofil, zeleni pigment koji izravno sudjeluje u fotosintezi.
Osim reakcija povezanih s fotosintezom, kloroplasti mogu generirati ATP, između ostalog sintetizirati aminokiseline, masne kiseline. Nedavne studije su pokazale da se ovaj odjeljak odnosi na proizvodnju tvari protiv patogena.
Poput mitohondrija, kloroplasti imaju vlastiti genetski materijal, u kružnom obliku. Sa stajališta evolucije, ova činjenica je dokaz koji podupire teoriju mogućeg endosimbiotskog procesa koji je potaknuo stvaranje mitohondrija i kloroplasta.
Endoplazmatski retikulum
Retikulum je sustav membrana koji se nastavlja s jezgrom i koji se proteže kroz stanicu u obliku labirinta..
Podijeljena je na glatki endoplazmatski retikulum i grubi endoplazmatski retikulum, ovisno o prisutnosti ribosoma u njemu. Grubi retikulum je uglavnom odgovoran za sintezu proteina - zahvaljujući usidrenim ribosomima. Glatko, u međuvremenu, povezano je s metaboličkim putevima lipida
Golgijev aparat
Sastoji se od niza spljoštenih diskova zvanih "golgijske cisterne". To se odnosi na izlučivanje i modifikaciju proteina. Također sudjeluje u sintezi drugih biomolekula, kao što su lipidi i ugljikohidrati.
Eukariotski organizmi
Godine 1980. istraživač Carl Woese i suradnici uspjeli su uspostaviti odnose između živih bića koristeći molekularne tehnike. Kroz niz pionirskih eksperimenata, uspjeli su uspostaviti tri domene (također nazvane "super kraljevstvima") ostavljajući iza sebe tradicionalnu viziju pet kraljevstava..
Prema rezultatima Woesea, žive oblike Zemlje možemo svrstati u tri vidljive skupine: Archaea, Eubacteria i Eukarya.
U domeni Eukarja prisutni su organizmi koje poznajemo kao eukariote. Ova linija je široko raznolika i obuhvaća niz organizama, i jednoćelijskih i pluricelularnih..
jednostanični
Jednoćelijski eukarioti su izuzetno složeni organizmi, jer moraju posjedovati sve tipične funkcije eukariota u jednoj stanici. Protozoe su povijesno klasificirane kao rizopodi, cilijati, flagelati i sporozoani.
Kao primjeri, imamo euglenu: fotosintetske vrste sposobne za kretanje kroz flagellum.
Tu su i cilijarni eukarioti, poput poznate paramecije koja pripada rodu papučica. Oni imaju tipičan oblik cipela i kreću se zahvaljujući prisutnosti mnogih cilija.
U ovoj skupini postoje i patogene vrste ljudi i drugih životinja, kao što je spol Trypanosoma. Ovu skupinu parazita karakterizira izduženo tijelo i tipični flagellum. Oni su uzrok Chagasove bolesti (Trypanosoma cruzi) i uspavane bolesti (Trypanosoma brucei).
Spol Plasmodium on je uzročnik malarije ili malarije kod ljudi. Ova bolest može biti smrtonosna.
Tu su i jednoćelijske gljive, ali će najistaknutije karakteristike ove skupine biti opisane u kasnijim odjeljcima.
bilje
Sva velika složenost biljaka koje svakodnevno promatramo pripada eukariotskoj lozi, od trave i trave do kompleksa i velikih stabala.
Stanice tih pojedinaca karakterizirane su postojanjem stanične stijenke sastavljene od celuloze, koja strukturi daje krutost. Osim toga, imaju kloroplaste koji sadrže sve biokemijske elemente potrebne za proces fotosinteze.
Biljke predstavljaju skupinu vrlo različitih organizama, sa složenim životnim ciklusima koje bi bilo nemoguće obuhvatiti u nekoliko karakteristika.
gljive
Pojam "gljiva" koristi se za označavanje različitih organizama kao što su plijesni, kvasci i pojedinci koji mogu proizvoditi gljive.
Ovisno o vrsti može se reproducirati seksualni ili aseksualni način. Uglavnom ih karakterizira proizvodnja spora: male latentne strukture koje se mogu razviti kada su uvjeti okoliša adekvatni.
Možda mislite da su slični biljkama, budući da oboje karakterizira nošenje sesilnog načina života, to jest, ne kreću se. Međutim, gljivama nedostaju kloroplasti i ne posjeduju enzimatske strojeve potrebne za fotosintezu.
Njihova prehrana je heterotrofna, kao i većina životinja, pa bi trebali tražiti izvor energije.
životinje
Životinje predstavljaju grupu od gotovo milijun vrsta koje su katalogizirane i pravilno klasificirane, iako zoolozi procjenjuju da bi stvarna vrijednost mogla doseći 7 do 8 milijuna. Oni su raznovrsna skupina kao što je gore spomenuto.
Odlikuju ih heterotrofnost (traže vlastitu hranu) i imaju izvanrednu pokretljivost koja im omogućuje kretanje. Za taj zadatak imaju niz različitih mehanizama kretanja koji im omogućuju kretanje po zemlji, vodi i zraku..
S obzirom na svoju morfologiju, pronašli smo nevjerojatno heterogene skupine. Iako smo mogli napraviti podjelu na beskralježnjake i kralježnjake, gdje je značajka koja ih razlikuje je prisutnost kralježnice i notochord.
Unutar beskralješnjaka imamo poriferu, žarnjake, anelide, nematode, flatworms, člankonožce, mekušce i bodljikaše. Dok kralješnjaci uključuju više poznate skupine kao što su ribe, vodozemci, gmazovi, ptice i sisavci.
Vrste eukariotskih stanica
Postoji velika raznolikost eukariotskih stanica. Iako se može misliti da se najsloženije nalaze u životinjama i biljkama, to je pogrešno. Najveća složenost je uočena u protističkim organizmima koji moraju imati sve elemente potrebne za život ograničene unutar jedne stanice.
Evolucijski put koji je doveo do pojave višestaničnih organizama donio je sa sobom potrebu za raspodjelom zadataka unutar pojedinca, koji je poznat kao diferencijacija stanica. Prema tome, svaka stanica je odgovorna za niz ograničenih aktivnosti i ima morfologiju koja mu omogućuje izvršenje.
Nakon procesa fuzije gameta ili oplodnje, rezultirajući zigot prolazi kroz niz naknadnih dijeljenja stanica koji će dovesti do stvaranja više od 250 tipova stanica..
U životinja, putovi diferencijacije koje slijede embrion usmjereni su signalima koje primaju iz okoline i uvelike ovise o položaju okoliša u organizmu u razvoju. Među najistaknutijim staničnim vrstama imamo:
neuroni
Neuroni ili specijalizirane stanice u provođenju impulsa živaca koje su dio živčanog sustava.
Mišićne stanice
Stanice skeletnih mišića koje imaju svojstva stezanja i poravnate su u mreži vlakana. One omogućuju tipične pokrete životinja kao što su trčanje ili hodanje.
Stanice hrskavice
Stanice hrskavice specijaliziraju se za potporu. Zbog toga su okruženi matricom koja predstavlja kolagen.
Krvne stanice
Stanične komponente krvi su crvene i bijele krvne stanice i trombociti. Prve su u obliku diska, nemaju jezgre kada su zrele i imaju funkciju transporta hemoglobina. Bijele krvne stanice sudjeluju u imunom odgovoru i trombocitima u procesu zgrušavanja krvi.
metabolizam
Eukarioti predstavljaju niz metaboličkih putova kao što su glikoliza, putevi pentoznih fosfata, beta oksidacija masnih kiselina, između ostalog, organizirani u specifične stanične odjeljke. Na primjer, ATP nastaje u mitohondrijima.
Biljne stanice imaju karakterističan metabolizam, jer imaju enzimatske strojeve potrebne za uzimanje sunčeve svjetlosti i stvaranje organskih spojeva. Ovaj proces je fotosinteza i pretvara ih u autotrofne organizme koji mogu sintetizirati energetske komponente koje zahtijeva njihov metabolizam.
Biljke imaju specifičan put nazvan glioksilatni ciklus koji se pojavljuje u glioksizomu i odgovoran je za pretvorbu lipida u ugljikohidrate..
Životinje i gljive su karakterizirane kao heterotrofne. Te loze nisu u stanju proizvesti vlastitu hranu, pa ih moraju aktivno tražiti i degradirati.
Razlike s prokariotima
Ključna razlika između eukariotskog i prokariotskog je prisutnost jezgre ograničene membranom i definirana u prvoj skupini organizama.
Do ovog zaključka može se doći ispitivanjem etimologije oba termina: prokariota dolazi iz korijena profesionalac što znači "prije" i karyon koja je jezgra; budući da se eukariotski odnosi na prisutnost "prave jezgre" (eu što znači "istina" i karyon što znači jezgra
Međutim, nalazimo jednoćelijske eukariote (tj. Cijeli organizam kao jednu stanicu) kao i poznate papučica ili kvasca. Isto tako, nalazimo multicelularne eukariotske organizme (sastavljene od više od jedne stanice) poput životinja, uključujući i ljude.
Prema fosilnim zapisima moguće je zaključiti da su eukarioti evoluirali iz prokariota. Stoga je logično pretpostaviti da obje skupine imaju slične karakteristike kao što su prisutnost stanične membrane, zajednički metabolički putovi, među ostalima. Najizrazitije razlike između obje skupine bit će opisane u nastavku:
veličina
Obično su eukariotski organizmi veći od prokariota, jer su mnogo složeniji i imaju više staničnih elemenata..
U prosjeku, promjer prokariote je između 1 i 3 μm, dok eukariotska stanica može biti reda veličine od 10 do 100 μm. Iako postoje značajne iznimke od ovog pravila.
Prisutnost organela
U prokariotskim organizmima ne postoje strukture ograničene staničnom membranom. To su iznimno jednostavni i nedostaju im unutarnja tijela.
Obično su jedine membrane koje posjeduju prokarioti odgovorne za ograničavanje organizma s vanjskom okolinom (imajte na umu da je ova membrana prisutna iu eukariotima).
srž
Kao što je gore spomenuto, prisutnost jezgre je ključni element za razlikovanje između obje skupine. Kod prokariota genetski materijal nije ograničen bilo kojom vrstom biološke membrane.
Nasuprot tome, eukarioti su stanice sa složenom unutarnjom strukturom i, ovisno o tipu stanice, predstavljaju specifične organele koji su detaljno opisani u prethodnom odjeljku. Ove stanice obično predstavljaju jednu jezgru s dvije kopije svakog gena - kao u većini ljudskih stanica.
Kod eukariota, DNA (deoksiribonukleinska kiselina) je visoko organizirana na različitim razinama. Ova duga molekula povezana je s proteinima, zvanim histoni, i zbijena je do takve razine da može ući u malu jezgru, koja se može promatrati u određenoj točki diobe stanica kao kromosomi..
Prokarioti nemaju te sofisticirane razine organizacije. Općenito, genetski materijal je predstavljen kao jedna kružna molekula koja se može vezati za biomembranu koja okružuje stanicu.
Međutim, molekula DNA nije slučajno raspodijeljena. Iako nije umotan u membranu, genetski materijal se nalazi u području koje se naziva nukleoid.
Mitohondrije i kloroplasti
U specifičnom slučaju mitohondrija, to su stanične organele u kojima se nalaze proteini potrebni za procese stanične respiracije. Prokarioti - koji moraju sadržavati te enzime za oksidativne reakcije - usidreni su u plazmatsku membranu.
Isto tako, u takvom slučaju da je prokariotski organizam fotosintetski, proces se provodi u kromatoforima.
ribosoma
Ribosomi su strukture odgovorne za prevođenje glasničke RNA u proteine koje kodira molekula. Oni su prilično bogati, na primjer zajednička bakterija, kao što je Escherichia coli, može posjedovati do 15.000 ribosoma.
Možete razlikovati dvije jedinice koje čine ribosom: glavni i maloljetnik. Prokariotska linija je karakterizirana predstavljanjem ribosoma 70S, sastavljenih od velike 50S podjedinice i male 30S podjedinice. Nasuprot tome, u eukariota se sastoje od velike podjedinice 60S i male 40S podjedinice.
Kod prokariota, ribosomi su raspršeni u citoplazmi. Dok su kod eukariota usidreni na membrane, kao u grubom endoplazmatskom retikulumu.
citoplazma
Citoplazma u prokariotskim organizmima ima uglavnom granularni izgled, zahvaljujući prisutnosti ribosoma. U prokariotima se sinteza DNA odvija u citoplazmi.
Prisutnost stanične stijenke
I prokariotski i eukariotski organizmi su ograničeni iz svoje vanjske okoline dvostrukom biološkom membranom lipidne prirode. Međutim, stanična stijenka je struktura koja okružuje stanicu i koja je prisutna samo u prokariotskoj lozi, u biljkama i gljivicama..
Ovaj zid je krut i najintuitivnija opća funkcija je zaštita ćelije od stresa okoline i mogućih osmotskih promjena. Međutim, na razini kompozicije ovaj zid je potpuno različit u ove tri skupine.
Zid bakterija sastoji se od spoja zvanog peptidoglukan, koji formira dva strukturna bloka povezana vezama tipa β-1,4: N-acetil-glukozamin i N-acetilmuramska kiselina..
Kod biljaka i gljiva - oba eukariota - sastav zida također varira. U prvoj skupini je celuloza, polimer nastao ponovljenim jedinicama glukoznog šećera, dok gljive imaju stijenke hitina i druge elemente kao što su glikoproteini i glukani. Imajte na umu da sve gljive nemaju staničnu stijenku.
DNA
Genetski materijal između eukariota i prokariota varira ne samo u načinu na koji je zbijen, već i po svojoj strukturi i količini.
Prokariote karakteriziraju male količine DNA, u rasponu od 600.000 parova baza do 8 milijuna. To jest, mogu kodirati od 500 do nekoliko tisuća proteina.
Introni (sljedovi DNA koji ne kodiraju za proteine i koji ometaju gene) prisutni su u eukariotima, a ne u prokariotima.
Horizontalni prijenos gena je značajan proces u prokariotima, dok je kod eukariota praktički odsutan.
Procesi podjele stanica
U obje skupine volumen stanica postaje veći sve dok ne dostigne odgovarajuću veličinu. Eukarioti provode podjelu složenim procesom mitoze, što rezultira u dvije stanice kćeri slične veličine.
Funkcija mitoze je osigurati odgovarajući broj kromosoma nakon svake stanične diobe.
Iznimka u ovom procesu je stanična dioba kvasaca, osobito roda Saccharomyces, gdje podjela dovodi do stvaranja ćelije kćeri manje veličine, budući da je formirana pomoću "izbočine".
Prokariotske stanice ne dovode do diobe stanica zbog mitoze - što je intrinzična posljedica nedostatka jezgre. U tim organizmima podjela se vrši binarnom podjelom. Tako stanica raste i dijeli se na dva jednaka dijela.
Postoje određeni elementi koji sudjeluju u staničnoj podjeli u eukariota, kao što su centromeres. U slučaju prokariota nema tih analoga, a samo nekoliko vrsta bakterija posjeduju mikrotubule. Razmnožavanje seksualnog tipa uobičajeno je kod eukariota i neuobičajeno kod prokariota.
citoskelet
Eukarioti imaju vrlo složenu organizaciju na razini citoskeleta. Ovaj se sustav sastoji od tri vrste filamenata klasificiranih prema promjeru u mikrofilamentima, međuproduktima i mikrotubulama. Osim toga, postoje proteini s motoričkim svojstvima povezani s ovim sustavom.
Eukarioti predstavljaju niz produljenja koje omogućuju stanici da se kreće u svom okruženju. To su flagelice, čiji oblik nalikuje biču, a kretanje se razlikuje kod eukariota i prokariota. Cilije su kraće i obično su prisutne u velikom broju.
reference
- Birge, E.A. (2013). Genetika bakterija i bakteriofaga. Springer znanost i poslovni mediji.
- Campbell, M. K., i Farrell, S. O. (2011). biokemija.
- Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Stanica: Molekularni pristup. Sinauer Associates.
- Curtis, H., i Barnes, N.S. (1994). Poziv na biologiju. Macmillan.
- Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrirani principi zoologije. McGraw-Hill.
- Karp, G. (2009). Stanična i molekularna biologija: pojmovi i eksperimenti. John Wiley & Sons.
- Pontón, J. (2008). Stanična stijenka gljiva i mehanizam djelovanja anidulafungina. Rev Iberoam Micol, 25, 78-82.
- Vellai, T., i Vida, G. (1999). Podrijetlo eukariota: razlika između prokariotskih i eukariotskih stanica. Zbornik radova Kraljevskog društva B: Biološke znanosti, 266(1428), 1571-1577.
- Voet, D., & Voet, J.G. (2006). biokemija. Ed Panamericana Medical.
- Tjedni, B. (2012). Alcamovi mikrobi i društvo. Jones & Bartlett Publishers.