Eukaryotiske celleegenskaper, typer, deler, metabolisme



den eukaryote celler er de strukturelle komponentene av en bred sammensetning av organismer karakterisert ved at de har celler med en kjerne avgrenset av en membran og med et sett av organeller.

Blant de mest fremtredende organeller av eukaryoter har vi mitokondrier, ansvarlig for cellulær respirasjon og andre veier relatert til energiproduksjon og kloroplaster, funnet i planter og ansvarlig for fotosyntetisk prosess.

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

De organismer som inngår i eukaryotene er ganske heterogene, både i størrelse og i morfologi. Gruppen består av unicellulære protozoer og mikroskopiske gjær til planter og store dyr som bor i dyphavet.

Eukaryoter er differensiert fra prokaryoter, hovedsakelig ved nærvær av kjernen og andre indre organeller, i tillegg til å ha en høy organisasjon av det genetiske materialet. Det kan sies at eukaryoter er mye mer komplekse i ulike aspekter, både strukturelle og funksjonelle.

index

  • 1 Generelle egenskaper
  • 2 deler (organeller)
    • 2.1 Core
    • 2.2 Mitokondrier
    • 2.3 kloroplaster
    • 2.4 Endoplasmatisk retikulum
    • 2.5 Golgi-apparater
  • 3 eukaryotiske organismer
    • 3.1 Unicellular
    • 3.2 Planter
    • 3,3 sopp
    • 3.4 Dyr
  • 4 Typer eukaryotiske celler
    • 4.1 Neuroner
    • 4.2 Muskelceller
    • 4.3 Bruskceller
    • 4.4 Blodceller
  • 5 Metabolisme
  • 6 Forskjeller med prokaryoter
    • 6.1 Størrelse
    • 6.2 Tilstedeværelse av organeller
    • 6.3 Core
    • 6,4 DNA
    • 6.5 Cell divisjon prosesser
    • 6.6 Cytoskeleton                                                                                   
  • 7 referanser

Generelle egenskaper

De viktigste egenskapene som definerer en eukaryotisk celle er: tilstedeværelsen av en definert kjernen med det genetiske materialet (DNA) inne, de subcellulære organeller som utfører spesifikke oppgaver og cytoskelettet.

Dermed har noen linjer spesielle egenskaper. For eksempel har planter kloroplaster, en stor vakuol og en tykk cellulosevegg. I sopp er kitinmuren karakteristisk. Endelig har dyreceller centrioler.

På samme måte er det enslige eukaryote organismer innenfor protister og sopp.

Partier (organeller)

Et av de kjennetegn ved eukaryoter er tilstedeværelsen av organeller eller subcellulære rom omgitt av membran. Blant de mest iøynefallende har vi:

kjerne

Kjernen er den mest iøynefallende strukturen i eukaryotiske celler. Den er avgrenset av en dobbelt porøs lipidmembran som tillater utveksling av stoffer mellom cytoplasma og atomkjernen.

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

Kjernen er ikke en perfekt sfærisk og statisk organel med DNA spredt tilfeldig inne i den. Det er en struktur av utsøkt kompleksitet med forskjellige komponenter som kjernefysisk konvolutt, kromatin og nukleolus.

Det finnes også andre legemer inne i kjernen som Cajal-legemer og PML-legemer (fra engelsk: promyelocytisk leukemi).

mitokondrier

Mitokondrier er organeller omgitt av et doble membran system og finnes i både planter og dyr. Antallet mitokondrier per celle varierer etter behovene til det samme: i celler med høye energibehov er tallet forholdsvis større.

De metabolske veiene som finner sted i mitokondriene er: sitronsyresyklusen, den elektroniske transporten og oksidativ fosforylering, beta-oksydasjonen av fettsyrene og nedbrytningen av aminosyrene.

kloroplaster

Kloroplaster er organeller som er typiske for planter og alger, som har et komplekst membransystem. Det viktigste er klorofyll, et grønt pigment som deltar direkte i fotosyntese.

I tillegg til reaksjonene forbundet med fotosyntese, kan kloroplaster generere ATP, syntetisere aminosyrer, fettsyrer, blant andre. Nylige studier har vist at dette rommet er relatert til produksjon av stoffer mot patogener.

Som mitokondrier har kloroplaster sitt eget genetiske materiale, i en sirkulær form. Fra den evolusjonære synspunkt, er dette faktum bevis som støtter teorien om mulig endosimbiótico prosess som ga opphav til mitokondrier og kloroplaster.

Endoplasmatisk retikulum

Retikulumet er et system av membraner som fortsetter med kjernen, og som strekker seg gjennom cellen i form av en labyrint.

Det er delt inn i et glatt endoplasmatisk retikulum og et grov endoplasmatisk retikulum, avhengig av tilstedeværelsen av ribosomer i den. Det grove retikulumet er hovedsakelig ansvarlig for syntese av proteiner - takket være forankrede ribosomer. Den glatte, i mellomtiden, er relatert til stoffets metabolske veier

Golgi apparat

Den består av en rekke flattede plater kalt "Golgian cisterner". Det er relatert til sekresjon og modifisering av proteiner. Det deltar også i syntese av andre biomolekyler, som lipider og karbohydrater.

Eukaryotiske organismer

I 1980 klarte forsker Carl Woese og samarbeidspartnere å etablere forholdet mellom levende vesener ved hjelp av molekylære teknikker. Gjennom en rekke banebrytende eksperimenter klarte de å etablere tre domener (også kalt "super kongeriker"), som etterlot den tradisjonelle visjonen om de fem kongedømmene.

Ifølge resultatene fra Woese kan vi klassifisere jordens levende former i tre iøynefallende grupper: Archaea, Eubacteria og Eukarya.

I Eukarya-domenet er organismer vi kjenner som eukaryoter. Denne linjen er vidt variert og omfatter en rekke organismer, både encellulære og pluricellulære..

encellede

De unicellulære eukaryotene er ekstremt komplekse organismer, siden de må ha alle de typiske funksjonene til en eukaryot i en enkelt celle. Protozoer er historisk klassifisert som rhizopoder, ciliater, flagellater og sporozoaner.

Som eksempler har vi euglenas: fotosyntetiske arter som er i stand til å bevege seg gjennom et flagellum.

Det er også ciliated eukaryoter, som den berømte paramecia som tilhører slekten paramecium. Disse har en typisk skoform og beveger seg takket være nærværet av mange cilia.

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

Kjønn Plasmodium Det er årsaksmessig for malaria eller malaria hos mennesker. Denne sykdommen kan være dødelig.

Det finnes også encellede sopp, men de mest fremragende egenskapene til denne gruppen vil bli beskrevet i senere avsnitt.

planter

All den store kompleksiteten av planter som vi observerer daglig tilhører den eukaryote linjen, fra gress og gress til komplekser 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 fotosyntetiske prosesser skal skje.

Planter representerer en gruppe svært varierte organismer, med komplekse livssykluser som det ville være umulig å inkludere i noen få egenskaper.

sopp

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

Avhengig av arten kan reprodusere seksuell eller aseksuell måte. De er hovedsakelig preget av produksjon av sporer: små latente strukturer som kan utvikles når miljøforholdene er tilstrekkelige.

Du tror kanskje at de ligner på planter, siden begge er preget av å ha en sessil livsstil, det vil si at de ikke beveger seg. Svampen mangler imidlertid kloroplaster og har ikke den enzymatiske maskinen som er nødvendig for å utføre fotosyntese.

Deres diett er heterotrofisk, som de fleste dyr, så de bør se etter en energikilde.

dyr

Dyrene representerer en gruppe på nesten en million arter katalogisert og klassifisert riktig, selv om zoologer regner med at den reelle verdien kan nærme seg 7 eller 8 millioner. De er en så variert gruppe som de som er nevnt ovenfor.

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

Med hensyn til sin morfologi fant vi utrolige heterogene grupper. Selv om vi kunne gjøre en divisjon i virvelløse dyr og virveldyr, hvor kjennetegn som skiller dem er tilstedeværelsen av ryggraden og ryggstreng.

Innenfor ryggdyrene har vi porifera, cnidarians, annelider, nematoder, flatmasker, leddyr, bløtdyr og pighuder. Mens vertebrater inkluderer mer kjente grupper som fisk, amfibier, reptiler, fugler og pattedyr.

Typer eukaryotiske celler

Det er et stort mangfold av eukaryotiske celler. Selv om man kanskje tror at det mest komplekse finnes i dyr og planter, er dette feil. Den største kompleksiteten blir observert i protistiske organismer som må ha alle elementene som kreves for livet begrenset i en enkelt celle.

Den evolusjonerende banen som førte til utseendet av multicellulære organismer førte til behovet for å distribuere oppgaver innen individet, som er kjent som celledifferensiering. Dermed er hver celle ansvarlig for en rekke begrensede aktiviteter og har en morfologi som gjør det mulig å utføre.

Ved prosessen med gametefusion eller befruktning gjennomgår den resulterende zygot en serie påfølgende celledeler som vil føre til dannelse av mer enn 250 celletyper.

I dyr styres differensieringsbanene fulgt av embryoet av signaler den mottar fra miljøet og er i stor grad avhengig av miljøets stilling i den utviklende organismen. Blant de mest fremtredende celletyper vi har:

nevroner

Neuroner eller spesialiserte celler i nerveimpulsledning som er en del av nervesystemet.

Muskelceller

Skelettmuskelceller som har kontraktile egenskaper og er justert i et nettverk av filamenter. Disse tillater de typiske bevegelsene til dyr som å løpe eller gå.

Brusk celler

Brusk celler spesialiserer seg i støtte. Av denne grunn er de omgitt av en matrise som presenterer kollagen.

Blodceller

De cellulære komponentene i blodet er røde og hvite blodceller og blodplater. De første er diskformede, mangler kjernen når de er modne og har som funksjon transport av hemoglobin. Hvite blodlegemer deltar i immunrespons og blodplater i blodproppingsprosessen.

metabolisme

Eukaryoter presenterer en rekke metabolske veier som glykolyse, veier av pentosefosfater, beta-oksydasjon av fettsyrer, blant annet, organisert i spesifikke cellefelt. For eksempel genereres ATP i mitokondrier.

Planteceller har en karakteristisk metabolisme, siden de har den enzymatiske maskinen som er nødvendig for å ta sollys og generere organiske forbindelser. Denne prosessen er fotosyntese og omdanner dem til autotrofe organismer som kan syntetisere de energiske komponentene som kreves av deres metabolisme.

Planter har en spesifikk vei kalt glyoksylat syklusen som oppstår i glioxisome og er ansvarlig for omdannelse av lipider til karbohydrater.

Dyr og sopp er karakterisert ved å være heterotrofisk. Disse linjene er ikke i stand til å produsere sin egen mat, så de må aktivt søke det og nedbryte det.

Forskjeller med prokaryoter

Den avgjørende forskjellen mellom eukaryotisk og prokaryotisk 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 begge begreppets etymologi: prokaryot kommer fra røttene pro som betyr "før" og karyon som er kjernen; mens eukaryotisk refererer til tilstedeværelsen av en "ekte kjernen" (eu som betyr "sant" og karyon som betyr kjernen)

Imidlertid finner vi unicellulære eukaryoter (det vil si hele organismen er en enkelt celle) som kjent paramecium eller gjærene. På samme måte finner vi multicellulære eukaryotiske organismer (består av mer enn en celle) som dyr, inkludert mennesker.

Ifølge fossilregistreringen har det vært mulig å konkludere at eukaryoter utviklet seg fra prokaryoter. Derfor er det logisk å anta at begge gruppene har lignende egenskaper som tilstedeværelse av en cellemembran, blant annet vanlige metabolske veier. De mest iøynefallende forskjellene mellom begge gruppene vil bli beskrevet nedenfor:

størrelse

Vanligvis er eukaryote organismer større i størrelse enn prokaryoter, siden de er mye mer komplekse og har flere cellulære elementer.

I gjennomsnitt er diameteren av 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 er de eneste membranene som prokaryoter har, ansvar for å avgrense organismen med det ytre miljø (merk at denne membranen også er tilstede i eukaryoter).

kjerne

Som nevnt ovenfor er nærværet av kjernen et nøkkelelement for å diskriminere mellom begge grupper. I prokaryoter er det genetiske materialet ikke avgrenset av noen form for biologisk membran.

I kontrast er eukaryoter celler med en kompleks indre struktur og, avhengig av celletypen, presenterer de spesifikke organeller som ble beskrevet i detalj i forrige avsnitt. Disse cellene presenterer vanligvis en enkeltkjerne med to kopier av hvert gen - som i de fleste celler hos mennesker.

I eukaryoter er DNA (deoksyribonukleinsyre) svært organisert på forskjellige nivåer. Denne lange molekylen er assosiert med proteiner, kalt histoner, og komprimeres til et slikt nivå at det er i stand til å gå inn i en liten kjerne, som kan observeres ved et visst punkt av celledeling som kromosomer..

Prokaryoter har ikke disse sofistikerte organisasjonsnivåene. Generelt er det genetiske materialet presentert 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 innpakket i en membran, er det genetiske materialet lokalisert i et område kalt nukleoid.

Mitokondrier og kloroplaster

I det spesifikke tilfellet av mitokondriene er disse cellulære organeller hvor proteiner som er nødvendige for cellulære respirasjonsprosesser, finnes. 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, utføres prosessen i kromatoforene.

ribosomer

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

Du kan skille to enheter som danner ribosomet: en stor og en mindre. Den prokaryote linjen er karakterisert ved å presentere 70S ribosomer, sammensatt av den store 50S underenhet og den lille 30S underenheten. Omvendt er de i eukaryoter sammensatt av en stor 60S underenhet og en liten 40S underenhet.

I prokaryoter er ribosomer spredt i cytoplasma. Mens de i eukaryoter er forankret i membraner, som i det grove endoplasmatiske retikulumet.

cytoplasma

Cytoplasmaet i prokaryotiske organismer gir et hovedsakelig granulært utseende, takket være tilstedeværelsen av ribosomer. I prokaryoter forekommer DNA syntese i cytoplasma.

Tilstedeværelse av cellevegg

Både prokaryote og eukaryote organismer er avgrenset fra deres ytre miljø ved en dobbelt biologisk membran av lipid natur. Celleveggen er imidlertid en struktur som omgiver cellen og som bare er tilstede i den prokaryote linjen, i planter og i sopp.

Denne veggen er stiv og den mest intuitive generelle funksjonen er å beskytte cellen mot miljøbelastning og mulige osmotiske endringer. Men på nivået av sammensetningen er denne veggen helt annerledes i disse tre gruppene.

Vegg av bakterier er sammensatt av en forbindelse kalt peptidoglucan, som danner to strukturelle blokker forbundet med bindinger av type p-1,4: N-acetyl-glukosamin og N-acetylmuraminsyre.

I planter og sopp - begge eukaryoter - varierer veggens sammensetning også. I den første gruppen er cellulose, en polymer dannet av gjentatte enheter av glukosesukker, mens sopp har vegger av kitin og andre elementer som glykoproteiner og glukaner. Merk at ikke alle sopp har en cellevegg.

DNA

Det genetiske materialet mellom eukaryoter og prokaryoter varierer ikke bare i måten det er komprimert, men i sin struktur og kvantitet.

Prokaryoter er preget av lave mengder DNA, som spenner fra 600.000 basepar til 8 millioner. Det vil si, de kan kode fra 500 til noen få tusen proteiner.

Introns (DNA-sekvenser som ikke koder for proteiner og forstyrrer gener) er tilstede i eukaryoter og ikke i prokaryoter.

Den horisontale overføringen av gener er en signifikant prosess i prokaryoter, mens det i eukaryoter er praktisk talt fraværende.

Cell divisjon prosesser

I begge grupper blir cellevolumet større til det når en tilstrekkelig størrelse. Eukaryotene utfører divisjonen ved en kompleks prosess med mitose, noe som resulterer i to datterceller av tilsvarende størrelse.

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

Et unntak fra denne prosessen er celledeling av gjær, spesielt av slekten Saccharomyces, hvor divisjonen fører til genereringen av en dattercelle av mindre størrelse, siden den dannes ved hjelp av en "fremspring".

Prokaryote celler fører ikke til cellefordeling på grunn av mitose - en iboende konsekvens av mangel på kjernen. I disse organismer oppstår deling ved binær deling. Dermed vokser cellen og deler seg i to like deler.

Det er visse elementer som deltar i celledeling i eukaryoter, for eksempel sentromerer. I tilfelle av prokaryoter er det ingen analoger til disse og bare noen få bakteriearter har mikrotubuli. Reproduksjon av den seksuelle typen er vanlig i eukaryoter og uvanlig i prokaryoter.

cytoskjelettet                                                                                   

Eukaryoter har en svært kompleks organisasjon på nivået av cytoskelettet. Dette systemet består av tre typer filamenter klassifisert av deres diameter i mikrofilamenter, mellomfilamenter og mikrotubuler. I tillegg er det proteiner med motoregenskaper assosiert med dette systemet.

Eukaryotene presenterer en rekke forlengelser som gjør at cellen kan bevege seg i sitt miljø. Disse er flagellaen, hvis form ligner en pisk og bevegelsen er forskjellig i eukaryoter og prokaryoter. Cilia er kortere og er vanligvis til stede i høye tall.

referanser

  1. Birge, E.A. (2013). Bakteriell og bakteriofag genetikk. Springer Science & Business Media.
  2. Campbell, M. K., & Farrell, S. O. (2011). biokjemi.
  3. Cooper, G. M., og Hausman, R. E. (2000). Cellen: Molekylær tilnærming. Sinauer Associates.
  4. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Invitasjon til biologi. Macmillan.
  5. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrerte prinsipper for zoologi. McGraw-Hill.
  6. Karp, G. (2009). Cell- og molekylærbiologi: konsepter og eksperimenter. John Wiley & Sons.
  7. Pontón, J. (2008). Celleveggen av sopp og virkningsmekanismen av anidulafungin. Rev Iberoam Micol, 25, 78-82.
  8. Vellai, T., & Vida, G. (1999). Opprinnelsen til eukaryoter: forskjellen mellom prokaryotiske og eukaryote celler. Det kongelige samfunns foredrag B: Biologiske vitenskap, 266(1428), 1571-1577.
  9. Voet, D., & Voet, J. G. (2006). biokjemi. Ed. Panamericana Medical.
  10. Uker, B. (2012). Alcamos mikrober og samfunn. Jones & Bartlett Publishers.