Eukariotisko šūnu īpašības, veidi, daļas, vielmaiņa



The eukariotiskās šūnas ir plašas organismu līnijas strukturālās sastāvdaļas, kas raksturīgas ar šūnām ar kodolu, ko norobežo membrāna un kam ir organellu kopums..

Starp svarīgākajiem eukariotu organeliem mums ir mitohondriji, kas atbild par šūnu elpošanu un citiem ceļiem, kas saistīti ar enerģijas ražošanu un hloroplastiem, kas atrodami augos un atbild par fotosintēzes procesu..

Turklāt ir arī citas struktūras, ko ierobežo membrānas, piemēram, Golgi aparāts, endoplazmatiskais retikulāts, vakuoli, lizosomas, peroksisomi, kas ir unikāli eukariotiem..

Organismi, kas ir eukariotu daļa, ir diezgan neviendabīgi gan izmēra, gan morfoloģijas ziņā. Grupa sastāv no vienšūnu vienšūņu un mikroskopisko raugu augiem un lieliem dzīvniekiem, kas dzīvo dziļjūrā.

Eukarioti atšķiras no prokariotēm galvenokārt kodola un citu iekšējo organelu klātbūtnē, turklāt tam ir augsta ģenētiskā materiāla organizācija. Var teikt, ka eukarioti ir daudz sarežģītāki dažādos, gan strukturālos, gan funkcionālos aspektos.

Indekss

  • 1 Vispārīgi raksturlielumi
  • 2 daļas (organelles)
    • 2.1
    • 2.2 Mitohondriji
    • 2.3. Hloroplasti
    • 2.4. Endoplazmas retikulāts
    • 2.5 Golgi aparatūra
  • 3 Eukariotiskie organismi
    • 3.1. Vienslāņa
    • 3.2. Augi
    • 3.3 Sēnes
    • 3.4 Dzīvnieki
  • 4 Eukariotisko šūnu veidi
    • 4.1 Neironi
    • 4.2. Muskuļu šūnas
    • 4.3. Skrimšļa šūnas
    • 4.4 Asins šūnas
  • 5 Metabolisms
  • 6 Atšķirības ar prokariotu
    • 6.1 Izmērs
    • 6.2. Organellu klātbūtne
    • 6.3
    • 6.4 DNS
    • 6.5 Šūnu dalīšanas procesi
    • 6.6. Cytoskeleton                                                                                   
  • 7 Atsauces

Vispārīgās īpašības

Svarīgākās īpašības, kas nosaka eukariotu šūnu, ir: definēta kodola klātbūtne ar iekšējo ģenētisko materiālu (DNS), subcellulārajām organelēm, kas veic konkrētus uzdevumus, un citoskeletu..

Tādējādi dažām līnijām ir īpašas iezīmes. Piemēram, augiem ir hloroplasts, liela vakuola un bieza celulozes siena. Sēnītēs ir raksturīga kitīna siena. Visbeidzot, dzīvnieku šūnām ir centrioli.

Līdzīgi protektori un sēnītes ir vienšūnu eukariotiskie organismi.

Puses (organelles)

Viena no eukariotu atšķirīgajām īpašībām ir organu vai subcellulāru nodalījumu klātbūtne, ko ieskauj membrāna. Starp visredzamākajiem ir:

Core

Kodols ir visredzamākā struktūra eukariotu šūnās. To norobežo dubulta poraina lipīdu membrāna, kas ļauj apmainīties ar vielām starp citoplazmu un kodolmateriālu interjeru..

Tā ir organelle, kas atbild par visu šūnu procesu koordinēšanu, jo tajā ir visas nepieciešamās instrukcijas DNS, kas ļauj veikt milzīgu procesu klāstu..

Kodols nav pilnīgi sfērisks un statisks organels ar DNS, kas tajā izkliedēts nejauši. Tā ir izsmalcinātas sarežģītības struktūra ar dažādām sastāvdaļām, piemēram, kodolmateriāla aploksni, hromatīnu un kodolu.

Kodolā ir arī citas struktūras, piemēram, Cajal ķermeņi un PML ķermeņi (no angļu valodas: promielocītiskā leikēmija).

Mitohondriji

Mitohondriji ir organelles, ko ieskauj dubultā membrāna sistēma, un tie ir atrodami gan augos, gan dzīvniekos. Mitohondriju skaits uz vienu šūnu mainās atkarībā no tā pašas vajadzības: šūnās ar augstu enerģijas patēriņu skaits ir salīdzinoši lielāks.

Metabolisma ceļi, kas notiek mitohondrijās, ir: citronskābes cikls, elektroniskais transports un oksidatīvā fosforilācija, taukskābju beta oksidācija un aminoskābju sadalīšanās..

Hloroplasti

Hloroplasti ir organelles, kas raksturīgs augiem un aļģēm, kurām ir sarežģīta membrānu sistēma. Svarīgākais ir hlorofils, zaļš pigments, kas tieši piedalās fotosintēzes procesā.

Papildus reakcijām, kas saistītas ar fotosintēzi, hloroplasti var radīt ATP, cita starpā sintezēt aminoskābes, taukskābes. Nesenie pētījumi liecina, ka šis nodalījums ir saistīts ar vielu ražošanu pret patogēniem.

Tāpat kā mitohondrijiem, hloroplastiem ir savs ģenētiskais materiāls, apļveida veidā. No evolūcijas viedokļa šis fakts ir pierādījums, kas atbalsta teoriju par iespējamo endosimbiotisko procesu, kas izraisīja mitohondrijas un hloroplastus.

Endoplazmas retikulāts

Retikulāts ir membrānu sistēma, kas tiek turpināta ar kodolu un kas stiepjas visā šūnā labirinta formā..

Tas ir sadalīts gludā endoplazmatiskā retikulā un neapstrādātā endoplazmatiskā retikulā, atkarībā no ribosomu klātbūtnes tajā. Par proteīnu sintēzi galvenokārt ir atbildīgs neapstrādāts retikuls. Tikmēr gluda, ir saistīta ar lipīdu metaboliskajiem ceļiem

Golgi aparatūra

Tas sastāv no vairākiem saplacinātajiem diskiem, ko sauc par "Golgian cisterns". Tas ir saistīts ar proteīnu sekrēciju un modifikāciju. Tā piedalās arī citu biomolekulu, piemēram, lipīdu un ogļhidrātu, sintēzes procesā.

Eukariotiskie organismi

1980. gadā pētniekam Kārlam Vojē un līdzstrādniekiem izdevās izveidot attiecības starp dzīvajām būtnēm, izmantojot molekulāras metodes. Izmantojot virkni novatorisku eksperimentu, viņiem izdevās izveidot trīs domēnus (ko dēvē arī par "super karaļvalstīm"), atstājot tradicionālo piecu valstību redzējumu..

Saskaņā ar Woese rezultātiem mēs varam klasificēt zemes dzīvās formas trīs pamanāmās grupās: Arheā, Eubaktērijās un Eukariā..

Eukarijas domēnā ir organismi, ko mēs pazīstam kā eukarioti. Šī līnija ir ļoti daudzveidīga un ietver virkni organismu - gan vienšūnu, gan daudzšķautņu..

Unicellular

Vienšūnas eukarioti ir ārkārtīgi sarežģīti organismi, jo tiem ir jābūt visām tipiskajām eukariota funkcijām vienā šūnā. Protozoa ir vēsturiski klasificēta kā rizopodi, cilianes, karstie un sporozoāni.

Kā piemērus mums ir euglenas: fotosintētiskās sugas, kas spēj pārvietoties caur karogu.

Ir arī cilies eukarioti, piemēram, slavenā paramecija, kas pieder pie ģints Paramecijs. Tās ir tipiskas apavu formas un pārvietojas, pateicoties daudzām cilpām.

Šajā grupā ir arī cilvēku un citu dzīvnieku patogēnās sugas, piemēram, dzimums Trypanosoma. Šo parazītu grupu raksturo gareniska ķermenis un tipisks flagellums. Tie ir Chagas slimības cēlonis (Trypanosoma cruzi) un miega slimība (Trypanosoma brucei).

Dzimums Plasmodium tas ir malārijas vai malārijas cēlonis cilvēkiem. Šī slimība var būt nāvīga.

Ir arī vienšūnu sēnes, bet izcilākās šīs grupas īpašības tiks aprakstītas turpmākajās sadaļās.

Augi

Visi augi, kurus mēs novērojam katru dienu, ir ļoti sarežģīti, jo tie pieder pie eukariotu dzimtas, no zālājiem un zālājiem līdz kompleksiem un lieliem kokiem..

Šo indivīdu šūnas ir raksturīgas ar šūnu sienu, kas sastāv no celulozes, kas nodrošina struktūras stingrību. Turklāt tiem ir hloroplasts, kas satur visus bioķīmiskos elementus, kas nepieciešami fotosintēzes procesam.

Augi pārstāv ļoti daudzveidīgu organismu grupu ar sarežģītiem dzīves cikliem, kurus nav iespējams aptvert dažās īpašībās.

Sēnes

Terminu "sēne" lieto, lai apzīmētu dažādus organismus, piemēram, veidnes, raugus un indivīdus, kas spēj ražot sēnes..

Atkarībā no sugas var reproducēt seksuālu vai aseksuālu veidu. Tās galvenokārt raksturo sporu ražošana: nelielas latentās struktūras, kas var attīstīties, ja vides apstākļi ir atbilstoši.

Jūs varētu domāt, ka tie ir līdzīgi augiem, jo ​​abiem ir raksturīgs sēžīgs dzīvesveids, tas ir, tie nepārvietojas. Tomēr sēnēm trūkst hloroplastu, un tām nav fermentu mašīnu, kas nepieciešama fotosintēzes veikšanai.

Viņu uzturs ir heterotrofisks, tāpat kā vairums dzīvnieku, tāpēc viņiem vajadzētu meklēt enerģijas avotu.

Dzīvnieki

Dzīvnieki ir gandrīz viena miljona sugu grupa, kas ir katalogēta un pareizi klasificēta, lai gan zooloģisti uzskata, ka reālā vērtība varētu sasniegt 7 vai 8 miljonus. Tās ir tik daudzveidīgas grupas, kā minēts iepriekš.

Tās raksturo heterotrofas (tās meklē savu pārtiku) un tām ir ievērojama mobilitāte, kas ļauj viņiem pārvietoties. Šim uzdevumam ir virkne dažādu lokomotīvju mehānismu, kas ļauj viņiem pārvietoties pa sauszemi, ūdeni un gaisu..

Runājot par morfoloģiju, mēs atradām neticami neviendabīgas grupas. Lai gan mēs varētu iedalīt bezmugurkaulniekus un mugurkaulniekus, kur iezīme, kas tos atšķir, ir mugurkaula un notochord klātbūtne..

Bezmugurkaulnieku vidū mums ir porifēras, cnidāri, annelīdi, nematodes, plakanvētki, posmkāji, moluski un adatādaiņi. Lai gan mugurkaulnieki ietver vairāk pazīstamas grupas, piemēram, zivis, abinieki, rāpuļi, putni un zīdītāji.

Eukariotisko šūnu veidi

Eukariotisko šūnu daudzveidība ir liela. Lai gan varētu domāt, ka vissarežģītākie ir dzīvnieki un augi, tas ir nepareizi. Vislielākā sarežģītība ir novērota protistu organismos, kuriem jābūt visiem elementiem, kas nepieciešami dzīvībai, kas ierobežota vienā šūnā.

Evolucionārais ceļš, kas noveda pie daudzšūnu organismu parādīšanās, izraisīja nepieciešamību sadalīt uzdevumus indivīdam, kas pazīstams kā šūnu diferenciācija. Tādējādi katra šūna ir atbildīga par ierobežotu aktivitāšu sēriju, un tai ir morfoloģija, kas ļauj to veikt.

Pēc gameta saplūšanas vai mēslošanas, iegūtais zigots iziet virkni turpmāku šūnu sadalījumu, kas novedīs pie vairāk nekā 250 šūnu tipu veidošanās..

Dzīvniekiem diferenciācijas ceļus, kam seko embrijs, vada signāli, ko tas saņem no vides un lielā mērā ir atkarīgi no vides stāvokļa jaunattīstības organismā. Starp izcilākajiem šūnu tipiem mums ir:

Neironi

Neironi vai specializētas šūnas nervu impulsa vadībā, kas ir daļa no nervu sistēmas.

Muskuļu šūnas

Skeleta muskuļu šūnas, kurām ir kontrakcijas īpašības un ir sakārtotas pavedienu tīklā. Tie nodrošina tipisku dzīvnieku pārvietošanos, piemēram, braukšanu vai staigāšanu.

Skrimšļa šūnas

Skrimšļa šūnas specializējas atbalsta sniegšanā. Šī iemesla dēļ tos ieskauj matrica, kas attēlo kolagēnu.

Asins šūnas

Asins šūnu sastāvdaļas ir sarkanās un baltās asins šūnas un trombocīti. Pirmie ir disku formas, tiem nav kodola, kad tie ir nobrieduši, un tiem ir hemoglobīna transportēšana. Balto asinsķermenīšu asins recēšanas procesā piedalās imūnreakcijā un trombocītos.

Metabolisms

Eukariotiem ir virkne metabolisku ceļu, piemēram, glikolīze, pentozes fosfātu ceļi, taukskābju beta oksidācija, cita starpā, organizēta specifiskos šūnu nodalījumos. Piemēram, ATP tiek ģenerēts mitohondrijās.

Augu šūnām ir raksturīga vielmaiņa, jo tām ir fermentatīvas iekārtas, kas nepieciešamas saules gaismas uzņemšanai un organisko savienojumu radīšanai. Šis process ir fotosintēze un pārvērš tos par autotrofiskiem organismiem, kas var sintezēt enerģētiskos komponentus, ko prasa vielmaiņa.

Augiem ir īpašs ceļš, ko sauc par glikoksilāta ciklu, kas notiek glioksisomā un ir atbildīgs par lipīdu pārvēršanu ogļhidrātos.

Dzīvniekiem un sēnēm raksturīga heterotrofiska iedarbība. Šīs līnijas nespēj saražot savu pārtiku, tāpēc tām ir aktīvi jāmeklē un jādažo.

Atšķirības ar prokariotu

Būtiska atšķirība starp eukariotu un prokariotu ir kodola robeža, ko norobežo membrāna un kas definēta pirmajā organismu grupā..

Mēs varam panākt šo secinājumu, pārbaudot abu terminu etimoloģiju: prokariots nāk no saknēm pro kas nozīmē "pirms" un karyons kas ir kodols; tā kā eukariots attiecas uz "patiesa kodola" klātbūtni (eu kas nozīmē "patiess" un karyons kas nozīmē kodolu

Tomēr mēs atrodam vienšūnu eukariotu (tas ir, visu organismu kā vienu šūnu) kā zināmo Paramecijs raugi. Līdzīgi mēs atrodam daudzšūnu eukariotu organismus (kas sastāv no vairāk nekā vienas šūnas), piemēram, dzīvniekus, ieskaitot cilvēkus.

Saskaņā ar fosilā reģistra datiem var secināt, ka eukarioti ir attīstījušies no prokariotēm. Tāpēc ir loģiski pieņemt, ka abām grupām ir līdzīgas īpašības, piemēram, šūnu membrānas klātbūtne, bieži sastopami vielmaiņas ceļi. Visbūtiskākās atšķirības starp abām grupām tiks aprakstītas turpmāk:

Izmērs

Parasti eukariotiskie organismi ir lielāki nekā prokarioti, jo tie ir daudz sarežģītāki un tiem ir vairāk šūnu elementu.

Vidēji prokariota diametrs ir no 1 līdz 3 μm, bet eukariotiskā šūna var būt no 10 līdz 100 μm. Lai gan šim noteikumam ir ievērojami izņēmumi.

Organellu klātbūtne

Prokariotiskajos organismos nav šūnu membrānas norobežotu struktūru. Tie ir ļoti vienkārši un tiem trūkst šo iekšējo struktūru.

Parasti vienīgās membrānas, kas piemīt prokariotēm, ir atbildīgas par organisma norobežošanu ar ārējo vidi (ņemiet vērā, ka šī membrāna atrodas arī eukariotos).

Core

Kā minēts iepriekš, kodola klātbūtne ir galvenais elements, lai diskriminētu abas grupas. Prokariotos ģenētiskais materiāls nav norobežots ar jebkāda veida bioloģiskām membrānām.

Turpretī eukarioti ir šūnas ar sarežģītu iekšējo struktūru un, atkarībā no šūnu veida, uzrāda specifiskās organellas, kas detalizēti aprakstītas iepriekšējā sadaļā. Šajās šūnās parasti ir viens kodols ar diviem katra gēna eksemplāriem - tāpat kā vairumā cilvēku.

Eukariotos DNS (dezoksiribonukleīnskābe) ir ļoti organizēta dažādos līmeņos. Šī garā molekula ir saistīta ar proteīniem, ko sauc par histoniem, un tiek saspiesta tādā līmenī, ka tā spēj iekļūt mazā kodolā, ko var novērot noteiktā šūnu dalīšanas punktā kā hromosomas..

Prokariotēm nav šādu sarežģītu organizācijas līmeni. Parasti ģenētiskais materiāls tiek attēlots kā viena apļveida molekula, kas var pielīmēt šūnu ieskaujošo biomembrānu.

Tomēr DNS molekula nav nejauši sadalīta. Lai gan ģenētiskais materiāls nav iesaiņots membrānā, tas atrodas reģionā, ko sauc par nukleoīdu.

Mitohondriji un hloroplasti

Konkrētajā mitohondriju gadījumā tie ir šūnu orgāni, kur tiek atrastas šūnu elpošanas procesiem nepieciešamās olbaltumvielas. Prokarioti, kas satur šos fermentus oksidatīvām reakcijām, ir nostiprināti plazmas membrānā.

Tāpat tādā gadījumā, ja prokariotiskais organisms ir fotosintētisks, process tiek veikts hromatoforos.

Ribosomas

Ribosomas ir struktūras, kas atbild par ziņu RNS pārvēršanu proteīnos, ko molekula kodē. Tie ir diezgan bagātīgi, piemēram, parasta baktērija, piemēram, Escherichia coli, var piederēt līdz 15 000 ribosomu.

Jūs varat atšķirt divas vienības, kas veido ribosomu: lielo un nepilngadīgo. Prokariotiskajai līnijai ir raksturīgas 70S ribosomas, kas sastāv no lielās 50S apakšvienības un mazās 30S apakšvienības. Un otrādi, eukariotos tie sastāv no lielas 60S apakšvienības un mazas 40S apakšvienības.

Prokariātos ribosomas ir izkaisītas citoplazmā. Eukariotu laikā tie ir piestiprināti pie membrānām, kā tas ir neapstrādāta endoplazmatiskā retikulā.

Citoplazma

Citoplazma prokariotiskajos organismos, pateicoties ribosomu klātbūtnei, ir galvenokārt granulēta. Prokariotu gadījumā DNS sintēze notiek citoplazmā.

Šūnu sienas klātbūtne

Gan prokariotiskos, gan eukariotiskos organismus no ārējās vides norobežo divkārša lipīdu dabiskā membrāna. Tomēr šūnu siena ir struktūra, kas ieskauj šūnu un kas atrodas tikai prokariotiskajā līnijā, augos un sēnītēs..

Šī siena ir neelastīga, un intuitīvākā vispārējā funkcija ir aizsargāt kameru no vides stresa un iespējamām osmotiskām izmaiņām. Tomēr sastāva līmenī šī siena šajās trīs grupās ir pilnīgi atšķirīga.

Baktēriju sienu veido savienojums, ko sauc par peptidoglukānu, veidojot divus strukturālus blokus, kas saistīti ar β-1,4: N-acetilglikozamīna un N-acetiluramīnskābes saitēm.

Augos un sēnēs - abos eukariotos - arī sienas sastāvs ir atšķirīgs. Pirmajā grupā ir celuloze, polimērs, ko veido atkārtotas glikozes cukura vienības, savukārt sēnēm ir hitīns un citi elementi, piemēram, glikoproteīni un glikāni. Ņemiet vērā, ka ne visām sēnēm ir šūnu siena.

DNS

Ģenētiskais materiāls starp eukariotēm un prokariotēm atšķiras ne tikai tā saspiešanas, bet arī struktūras un daudzuma ziņā..

Prokariotes raksturo zems DNS daudzums, sākot no 600 000 bāzes pāri līdz 8 miljoniem. Tas nozīmē, ka viņi var kodēt no 500 līdz dažiem tūkstošiem proteīnu.

Introni (DNS sekvences, kas neietver proteīnus un traucē gēnus) atrodas eukariotos, nevis prokariātos..

Gēnu horizontālā pārnešana ir nozīmīgs process prokariotos, bet eukariotos tas praktiski nav.

Šūnu dalīšanas procesi

Abās grupās šūnu tilpums kļūst lielāks, līdz tas sasniedz atbilstošu izmēru. Eukarioti veic sadalīšanu ar kompleksu mitozes procesu, kā rezultātā rodas divas līdzīga izmēra meitas šūnas.

Mitozes funkcija ir nodrošināt atbilstošu hromosomu skaitu pēc katras šūnu dalīšanās.

Izņēmums šim procesam ir rauga, jo īpaši ģints, šūnu dalīšanās Saccharomyces, kur sadalījums noved pie mazāka izmēra meitas šūnas radīšanas, jo tas veidojas, izmantojot "izliekumu"..

Prokariotiskās šūnas neizraisa šūnu dalīšanos mitozes dēļ - kodola trūkuma būtiska sekas. Šajos organismos sadalīšanās notiek ar bināro sadalījumu. Tādējādi šūna aug un sadalās divās vienādās daļās.

Ir daži elementi, kas piedalās šūnu dalīšanā eukariotos, piemēram, centromēros. Prokariotu gadījumā tiem nav analogu, un tikai dažām baktēriju sugām piemīt mikrotubulas. Seksuālā tipa pavairošana ir bieži sastopama eukariotu un neparastu prokariotu gadījumā.

Cytoskeleton                                                                                   

Eukariotēm ir ļoti sarežģīta organizācija citoskeleta līmenī. Šī sistēma sastāv no trīs veidu pavedieniem, kas iedalīti pēc to diametra mikrošķiedras, starpfilamentos un mikrotubulā. Turklāt ir ar proteīnu ar motoru saistītās īpašības, kas saistītas ar šo sistēmu.

Eukariotiem ir virkne pagarinājumu, kas ļauj šūnai pārvietoties savā vidē. Tie ir karogi, kuru forma atgādina pātagu, un eukariotu un prokariotu kustība ir atšķirīga. Cilpas ir īsākas un parasti ir lielas.

Atsauces

  1. Birge, E. A. (2013). Baktēriju un bakteriofāgu ģenētika. Springer Science & Business Media.
  2. Campbell, M. K., & Farrell, S. O. (2011). Bioķīmija.
  3. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Šūna: molekulārā pieeja. Sinauer Associates.
  4. Curtis, H., un Barnes, N. S. (1994). Ielūgums uz bioloģiju. Macmillan.
  5. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larsons, A., Obers, W.C. & Garrison, C. (2001). Integrēti zooloģijas principi. McGraw-Hill.
  6. Karp, G. (2009). Šūnu un molekulārā bioloģija: jēdzieni un eksperimenti. John Wiley & Sons.
  7. Pontón, J. (2008). Sēņu šūnu siena un anidulafungīna darbības mehānisms. Rev Iberoam Micol, 25, 78-82.
  8. Vellai, T., un Vida, G. (1999). Eukariotu izcelsme: atšķirība starp prokariotiskajām un eukariotiskajām šūnām. Royal Society B: Bioloģijas zinātnes, 266(1428), 1571-1577.
  9. Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Bioķīmija. Ed. Panamericana Medical.
  10. Nedēļas, B. (2012). Alcamo mikrobi un sabiedrība. Jones & Bartlett Publishers.