EUKARYOTISK CELL: EGENSKAPER, TYPER, DELAR, ÄMNESOMSÄTTNING - BIOLOGI - 2025

De eukaryota cellerna är strukturella komponenter i en bred linje av organismer som kännetecknas av att celler har en kärna avgränsad av ett membran och har en uppsättning organeller.

Bland de mest framstående organellerna av eukaryoter har vi mitokondrierna, ansvariga för cellulär andning och andra vägar relaterade till generering av energi och kloroplast, finns i växter och ansvariga för den fotosyntetiska processen.

Djurets eukaryota cell. Källa: Av Nikol valentina romero ruiz, från Wikimedia Commons

Dessutom finns det andra strukturer begränsade av membran, såsom Golgi-apparaten, endoplasmatisk retikulum, vakuoler, lysosomer, peroxisomer, bland andra, som är unika för eukaryoter.

Organismerna som ingår i eukaryoter är ganska heterogena, både i storlek och morfologi. Gruppen sträcker sig från encelliga protozoer och mikroskopiska jästar till växter och stora djur som bor på djuphavet.

Eukaryoter skiljer sig från prokaryoter främst genom närvaron av kärnan och andra inre organeller, förutom att de har en hög organisation av genetiskt material. Det kan sägas att eukaryoter är mycket mer komplexa i olika aspekter, både strukturella och funktionella.

Generella egenskaper

De viktigaste egenskaperna som definierar en eukaryotisk cell är: närvaron av en definierad kärna med det genetiska materialet (DNA) inuti, de subcellulära organellerna som utför specifika uppgifter och cytoskeletten.

Således har vissa linjer speciella egenskaper. Till exempel har växter kloroplaster, en stor vakuol och en tjock vägg av cellulosa. Hos svampar är kitinväggen karakteristisk. Slutligen har djurceller centrioler.

På liknande sätt finns det eukaryota enhjuliga organismer inom protister och svampar.

Delar (organeller)

En av de särdragen hos eukaryoter är närvaron av organeller eller subcellulära fack omgiven av ett membran. Bland de mest iögonfallande vi har:

Kärna

Eukaryotisk mänsklig cellrepresentation. Du kan se kärnan

Kärnan är den mest iögonfallande strukturen i eukaryota celler. Det avgränsas av ett dubbelt poröst lipidmembran som möjliggör utbyte av ämnen mellan cytoplasma och kärnämnet.

Det är organellen som ansvarar för att samordna alla cellulära processer, eftersom den innehåller alla nödvändiga instruktioner i DNA som gör att en enorm mängd olika processer kan genomföras.

Kärnan är inte en perfekt sfärisk och statisk organell med DNA slumpmässigt spridd i den. Det är en struktur med utsökt komplexitet med olika komponenter såsom: kärnhöljet, kromatinet och kärnan.

Det finns också andra kroppar inne i kärnan som Cajalkroppar och PML-kroppar (promyelocytisk leukemi).

mitokondrier

mitokondrier

Mitokondrier är organeller omgiven av ett dubbelt membransystem och finns i både växter och djur. Antalet mitokondrier per cell varierar beroende på dess behov: i celler med höga energibehov är antalet relativt högre.

De metabola vägar som äger rum i mitokondrierna är: citronsyrecykeln, elektrontransport och oxidativ fosforylering, beta-oxidation av fettsyror och nedbrytningen av aminosyror.

kloroplaster

kloroplast

Klorplaster är typiska organeller av växter och alger och presenterar komplexa membransystem. Den viktigaste beståndsdelen är klorofyll, ett grönt pigment som deltar direkt i fotosyntesen.

Förutom de reaktioner som är förknippade med fotosyntes kan kloroplaster generera ATP, syntetisera aminosyror, fettsyror, bland andra. Nyligen genomförda studier har visat att detta fack är relaterat till produktionen av ämnen mot patogener.

Liksom mitokondrier har kloroplaster sitt eget genetiska material i en cirkelform. Ur evolutionär synvinkel är detta faktum bevis som stöder teorin om den möjliga endosymbiotiska processen som gav upphov till mitokondrier och kloroplaster.

Endoplasmatiska retiklet

Endoplasmatiska retiklet

Retikulum är ett membransystem som fortsätter med kärnan och sträcker sig i hela cellen i form av en labyrint.

Det är uppdelat i en slät endoplasmisk retikulum och en grov endoplasmatisk retikulum, beroende på närvaron av ribosomer i den. Det grova retikulumet är främst ansvarigt för proteinsyntes - tack vare förankrade ribosomer. Det släta, för sin del, är relaterat till metabolismvägarna hos lipider

Golgiapparat

Den består av en serie platta skivor som kallas "Golgiska cisterner." Det är relaterat till utsöndring och modifiering av proteiner. Det deltar också i syntesen av andra biomolekyler, såsom lipider och kolhydrater.

Eukaryota organismer

1980 lyckades forskaren Carl Woese och kollaboratörer etablera förhållandena mellan levande varelser med hjälp av molekyltekniker. Genom en serie banbrytande experiment lyckades de etablera tre domäner (även kallade "superreamer") och lämnade de traditionella synen på de fem områdena.

Enligt Woese resultat kan vi klassificera jordens levande former i tre iögonfallande grupper: Archaea, Eubacteria och Eukarya.

På Eukarya-domänen finns de organismer som vi känner som eukaryoter. Denna avstamning är vida mångfaldig och omfattar ett antal både encelliga och multicellulära organismer.

Encellig

Unicellulära eukaryoter är extremt komplexa organismer, eftersom de måste ha en typisk funktion av en eukaryot i en enda cell. Protozoer klassificeras historiskt som rhizopods, ciliates, flagellates och sporozoans.

Som mest framstående exempel har vi euglena: fotosyntetiska arter som kan röra sig genom en flagellum.

Det finns också cilierade eukaryoter, till exempel den berömda paramecia som tillhör släktet Paramecium. Dessa har en typisk toffelform och rör sig tack vare närvaron av många flimmerhår.

I denna grupp finns det också patogena arter av människor och andra djur, till exempel släkten Trypanosoma. Denna grupp av parasiter kännetecknas av att ha en långsträckt kropp och en typisk flagellum. De är orsaken till Chagas sjukdom (Trypanosoma cruzi) och sömnsjuka (Trypanosoma brucei).

Släktet Plasmodium är det orsakande medlet för malaria eller malaria hos människor. Denna sjukdom kan vara dödlig.

Det finns också encelliga svampar, men de mest framstående egenskaperna hos denna grupp kommer att beskrivas i senare avsnitt.

växter

All den stora komplexiteten hos växter som vi observerar dagligen tillhör den eukaryota linjen, från gräs och gräs till komplexa och stora träd.

Cellerna hos dessa individer kännetecknas av att en cellvägg består av cellulosa, vilket ger stelhet till strukturen. Dessutom har de kloroplaster som innehåller alla biokemiska element som är nödvändiga för att den fotosyntetiska processen ska kunna inträffa.

Växter representerar en mycket varierad grupp av organismer, med komplexa livscykler som skulle vara omöjliga att omfatta med bara några få egenskaper.

svamp

Termen "svamp" används för att beteckna olika organismer såsom mögel, jäst och individer som kan producera svamp.

Beroende på art kan de reproducera sexuellt eller asexuellt. De kännetecknas främst av produktion av sporer: små latenta strukturer som kan utvecklas när miljöförhållandena är lämpliga.

Du kanske tror att de liknar växter, eftersom båda kännetecknas av att leda ett lugnt sätt att leva, det vill säga att de inte rör sig. Svampar saknar emellertid kloroplaster och har inte nödvändiga enzymatiska maskiner för att utföra fotosyntes.

Deras sätt att utfodra är heterotrofiskt, som de flesta djur, så de måste leta efter en energikälla.

djur

Djuren representerar en grupp som består av nästan en miljon korrekt katalogiserade och klassificerade arter, även om zoologer uppskattar att det verkliga värdet kan vara närmare 7 eller 8 miljoner. De är en så varierad grupp som de som nämns ovan.

De kännetecknas av att de är heterotrofiska (de letar efter sin egen mat) och har en anmärkningsvärd rörlighet som gör att de kan röra sig. För denna uppgift har de en serie olika rörelsemekanismer som gör att de kan röra sig på land, vatten och luft.

När det gäller deras morfologi hittar vi otroligt heterogena grupper. Även om vi kunde göra en uppdelning i ryggradslösa djur och ryggradsdjur, där kännetecknet som skiljer dem är närvaron av ryggraden och notokorden.

Bland ryggradslösa djur har vi porifers, cnidarians, annelids, nematodes, flatworms, leddjur, blötdjur och hästdjur. Medan ryggradsdjur innehåller bättre kända grupper som fisk, paddor, reptiler, fåglar och däggdjur.

Eukaryota celltyper

Det finns en stor mångfald av eukaryota celler. Även om du kanske tror att det mest komplexa finns i djur och växter, är detta felaktigt. Den största komplexiteten observeras i protistorganismer, som måste ha alla de element som krävs för livet inneslutna i en enda cell.

Den evolutionära vägen som ledde till uppkomsten av flercelliga organismer förde med sig behovet av att fördela uppgifter inom individen, som kallas celldifferentiering. Således är varje cell ansvarig för en serie begränsade aktiviteter och har en morfologi som gör att den kan utföra dem.

När processen för kamfusion eller befruktning sker, genomgår den resulterande zygoten en serie efterföljande celldelningar som kommer att leda till bildandet av mer än 250 celltyper.

Hos djur riktas de differentieringsvägar som följer av embryot av signaler som den får från miljön och beror till stor del på dess position i den utvecklande organismen. Bland de mest framstående celltyperna har vi:

nervceller

Neuronerna eller cellerna specialiserade på ledning av nervimpulsen som är en del av nervsystemet.

Muskelceller

Skelettmuskelceller som har kontraktila egenskaper och är inriktade i ett nätverk av filament. Dessa tillåter typiska rörelser hos djur som att springa eller gå.

Broskceller

Broskceller är specialiserade på stöd. Av denna anledning omges de av en matris som har kollagen.

Blod celler

De cellulära komponenterna i blodet är röda och vita blodkroppar och blodplättar. De förstnämnda är skivformade, saknar en kärna när de är mogna och fungerar för att transportera hemoglobin. Vita blodkroppar deltar i immunresponsen och blodplättarna i blodkoagulationsprocessen.

Ämnesomsättning

Eukaryoter presenterar en serie metabola vägar såsom glykolys, pentosfosfatvägar, beta-oxidation av fettsyror, bland annat organiserade i specifika cellulära fack. Till exempel genereras ATP i mitokondrierna.

Växtceller har en karakteristisk metabolism, eftersom de har den enzymatiska maskiner som krävs för att ta in solljus och generera organiska föreningar. Denna process är fotosyntes och förvandlar dem till autotrofiska organismer som kan syntetisera de energikomponenter som krävs av deras metabolism.

Växter har en specifik väg som kallas glyoxylatcykeln som förekommer i glyoxysomen och ansvarar för omvandlingen av lipider till kolhydrater.

Djur och svampar kännetecknas av att de är heterotrofer. Dessa linjer kan inte producera sin egen mat, så de måste aktivt söka efter den och försämra den.

Skillnader med prokaryoter

Den avgörande skillnaden mellan en eukaryot och en prokaryot är närvaron av en kärna avgränsad av ett membran och definieras i den första gruppen organismer.

Vi kan nå denna slutsats genom att undersöka etymologin för båda termerna: prokaryot kommer från roots pro som betyder "före" och karyon som är kärnan; medan eukaryot hänvisar till närvaron av en "sann kärna" (eu som betyder "sann" och karyon som betyder kärna)

Men vi hittar encelliga eukaryoter (det vill säga hela organismen är en enda cell) såsom det välkända Paramecium eller jäst. På samma sätt hittar vi flercelliga eukaryota organismer (som består av mer än en cell) som djur, inklusive människor.

Enligt fossilregistret har det varit möjligt att dra slutsatsen att eukaryoter utvecklats från prokaryoter. Därför är det logiskt att anta att båda grupperna har liknande egenskaper såsom närvaron av ett cellmembran, vanliga metaboliska vägar, bland andra. De mest påtagliga skillnaderna mellan de två grupperna kommer att beskrivas nedan:

Källa: By Ingen maskinläsbar författare tillhandahålls. Mortadelo2005 antog (baserat på upphovsrättsanspråk). , via Wikimedia Commons

Storlek

Eukaryota organismer är vanligtvis större i storlek än prokaryoter, eftersom de är mycket mer komplexa och med mer cellulära element.

I genomsnitt är en prokaryots diameter mellan 1 och 3 um, medan en eukaryot cell kan vara i storleksordningen 10 till 100 um. Även om det finns anmärkningsvärda undantag från denna regel.

Närvaro av organeller

I prokaryota organismer finns inga strukturer avgränsade av ett cellmembran. Dessa är extremt enkla och saknar dessa inre organ.

Normalt ansvarar de enda membranen som prokaryoter har för att avgränsa organismen med den yttre miljön (notera att detta membran också finns i eukaryoter).

Kärna

Som nämnts ovan är närvaron av en kärna ett viktigt element för att skilja mellan båda grupperna. I prokaryoter avgränsas inte det genetiska materialet av någon typ av biologiskt membran.

Däremot är eukaryoter celler med en komplex inre struktur och, beroende på celltyp, presenterar de specifika organeller som beskrivs i detalj i föregående avsnitt. Dessa celler har vanligtvis en enda kärna med två kopior av varje gen - som i de flesta celler hos människor.

I eukaryoter är DNA (deoxiribonukleinsyror) starkt organiserat på olika nivåer. Denna långa molekyl är associerad med proteiner, kallad histoner, och är komprimerad till en sådan nivå att den kan komma in i en liten kärna, som kan observeras vid en viss punkt i celldelningen som kromosomer.

Prokaryoter har inte så sofistikerade organisationsnivåer. Generellt förekommer genetiskt material som en enda cirkulär molekyl som kan fästa vid biomembranet som omger cellen.

DNA-molekylen är emellertid inte slumpmässigt fördelad. Även om det inte är lindat i ett membran, är det genetiska materialet beläget i en region som kallas nukleoid.

Mitokondrier och kloroplaster

I det specifika fallet med mitokondrier är det cellulära organeller där proteinerna som är nödvändiga för cellulär respirationsprocesser finns. Prokaryoter - som måste innehålla dessa enzymer för oxidativa reaktioner - är förankrade i plasmamembranet.

På samma sätt, i ett sådant fall att den prokaryota organismen är fotosyntetisk, sker processen i kromatoforerna.

ribosomer

Ribosomer är de strukturer som är ansvariga för att översätta budbärarens RNA till de proteiner som molekylen kodar för. De är ganska rikliga, till exempel en vanlig bakterie, såsom Escherichia coli, kan ha upp till 15 000 ribosomer.

Två enheter som utgör ribosomen kan skiljas: en major och en minor. Den prokaryotiska linjen kännetecknas av att presentera 70S ribosomer, sammansatta av den stora 50S-subenheten och den lilla 30S-subenheten. Däremot består de i eukaryoter av en stor 60S och en liten 40S-subenhet.

I prokaryoter är ribosomer spridda över cytoplasman. I eukaryoter är de förankrade i membran, som i den grova endoplasmiska retikulum.

cytoplasma

Cytoplasma i prokaryota organismer har ett mestadels granulärt utseende, tack vare närvaron av ribosomer. I prokaryoter sker DNA-syntes i cytoplasma.

Cellväggens närvaro

Både prokaryota och eukaryota organismer avgränsas från deras yttre miljö av ett biologiskt dubbelt lipidiskt membran. Emellertid är cellväggen en struktur som omger cellen och endast finns i den prokaryota linjen, i växter och i svampar.

Denna vägg är styv och den mest intuitiva allmänna funktionen är att skydda cellen från miljöbelastning och möjliga osmotiska förändringar. Men på kompositionsnivå är denna vägg helt annorlunda i dessa tre grupper.

Väggen av bakterier består av en förening som kallas peptidoglycan, bildad av två strukturblock kopplade av bindningar av ß-1,4-typ: N-acetyl-glukosamin och N-acetylmuraminsyra.

I växter och svampar - båda eukaryoter - varierar också väggens sammansättning. Den första gruppen är tillverkad av cellulosa, en polymer som bildas av upprepande enheter av sockerglukosen, medan svampar har väggar av kitin och andra element som glykoproteiner och glykaner. Observera att inte alla svampar har en cellvägg.

DNA

Det genetiska materialet mellan eukaryoter och prokaryoter varierar inte bara på det sätt det kompakteras, utan också i dess struktur och kvantitet.

Prokaryoter kännetecknas av att ha låga mängder DNA, mellan 600 000 baspar upp till 8 miljoner. Det vill säga, de kan koda från 500 till några tusen proteiner.

Introner (DNA-sekvenser som inte kodar för proteiner och som stör gener) finns i eukaryoter och inte i prokaryoter.

Horisontell genöverföring är en betydande process i prokaryoter, medan den i eukaryoter är praktiskt taget frånvarande.

Celldelningsprocesser

I båda grupperna ökar cellvolymen tills den når en adekvat storlek. Eukaryoter utför delning genom en komplex mitosprocess, vilket resulterar i två dotterceller av liknande storlek.

Funktionen av mitos är att säkerställa ett lämpligt antal kromosomer efter varje celldelning.

Ett undantag från denna process är celldelningen av jäst, särskilt av släktet Saccharomyces, där uppdelningen leder till generering av en mindre dottercell, eftersom den bildas med hjälp av en "utbuktning".

Prokaryotiska celler genomgår inte mitoscelldelning - en egen konsekvens av bristen på en kärna. I dessa organismer sker uppdelningen genom binär uppdelning. Således växer cellen och delar upp i två lika delar.

Det finns vissa element som deltar i celldelningen i eukaryoter, till exempel centromerer. När det gäller prokaryoter finns det inga analoger till dessa och bara några få arter av bakterier har mikrotubuli. Reproduktion av den sexuella typen är vanligt hos eukaryoter och sällsynt hos prokaryoter.

cytoskelettet

Eukaryoter har en mycket komplex organisation på cytoskelettnivå. Detta system består av tre typer av filament klassificerade efter deras diameter i mikrofilament, mellanfilament och mikrotubuli. Dessutom finns proteiner med motoriska egenskaper associerade med detta system.

Eukaryoter har en serie processer som gör att cellen kan röra sig i sin omgivning. Dessa är flagellerna, vars form påminner om en piska och rörelsen skiljer sig åt i eukaryoter och prokaryoter. Cilia är kortare och finns i stort sett i stort antal.

referenser

1. Birge, EA (2013). Bakterie- och bakteriofaggenetik. Springer Science & Business Media.
2. Campbell, MK, & Farrell, SO (2011). Biokemi.
3. Cooper, GM, & Hausman, RE (2000). Cellen: Molekylär inställning. Sinauer Associates.
4. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Inbjudan till biologi. Macmillan.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerade zoologiska principer. McGraw - Hill.
6. Karp, G. (2009). Cell- och molekylärbiologi: begrepp och experiment. John Wiley & Sons.
7. Pontón, J. (2008). Svampens cellvägg och anidulafungins verkningsmekanism. Rev Iberoam Micol, 25, 78–82.
8. Vellai, T., & Vida, G. (1999). Ursprunget till eukaryoter: skillnaden mellan prokaryota och eukaryota celler. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 266 (1428), 1571–1577.
9. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biokemi. Panamerican Medical Ed.
10. Weeks, B. (2012). Alcamos mikrober och samhälle. Jones & Bartlett förlag.