Eukaryotiska cellegenskaper, typer, delar, metabolism
den eukaryota celler är de strukturella komponenterna i en bred organismsammanslutning som kännetecknas av att celler med en kärna är avgränsade av ett membran och har en uppsättning organeller.
Bland de mest framträdande organellerna av eukaryoter har vi mitokondrier, ansvariga för cellulär andning och andra vägar relaterade till energigenerering och kloroplaster, som finns i växter och ansvarar för fotosyntetisk process.
Dessutom finns andra strukturer begränsade av membraner, såsom Golgi-apparaten, endoplasmatiska retikulum, vakuoler, lysosomer, peroxisomer, bland andra vilka är unika för eukaryoter..
De organismer som ingår i eukaryoter är ganska heterogena, både i storlek och i morfologi. Gruppen består av unicellulära protozoer och mikroskopiska jästar till växter och stora djur som bor i djuphavet.
Eukaryoter differentieras från prokaryoter, huvudsakligen genom närvaron av kärnan och andra inre organeller, förutom att ha en hög organisation av det genetiska materialet. Man kan säga att eukaryoter är mycket mer komplexa i olika aspekter, både strukturella och funktionella.
index
- 1 Allmänna egenskaper
- 2 delar (organeller)
- 2,1 kärna
- 2.2 Mitokondrier
- 2.3 Kloroplaster
- 2.4 Endoplasmisk retikulum
- 2,5 Golgi-apparat
- 3 Eukaryotiska organismer
- 3.1 Unicellulär
- 3.2 Växter
- 3,3 svampar
- 3,4 Djur
- 4 Typer av eukaryota celler
- 4.1 Neuroner
- 4.2 Muskelceller
- 4.3 Bruskceller
- 4.4 blodceller
- 5 Metabolism
- 6 Skillnader med prokaryoter
- 6.1 Storlek
- 6.2 Närvaron av organeller
- 6.3 Kärna
- 6,4 DNA
- 6.5 Cellfördelningsprocesser
- 6,6 Cytoskeleton
- 7 referenser
Allmänna egenskaper
De viktigaste egenskaperna som definierar en eukaryot cell är: närvaron av en definierad kärna med det genetiska materialet (DNA) inuti, de subcellulära organellerna som utför specifika uppgifter och cytoskeletten.
Sålunda har vissa linjer särskilda egenskaper. Till exempel har växter kloroplaster, en stor vakuol och en tjock cellulosavägg. I svampar är kitinmuren karakteristisk. Slutligen har djurceller centrioler.
På samma sätt finns det encellulära eukaryota organismer inom protister och svampar.
Parter (organeller)
Ett av de eukaryoter som kännetecknar eukaryoter är närvaron av organeller eller subcellulära fack omgivna av membran. Bland de mest iögonfallande har vi:
kärna
Kärnan är den mest iögonfallande strukturen i eukaryota celler. Den är avgränsad av ett dubbel poröst lipidmembran som möjliggör utbyte av substanser mellan cytoplasman och kärnan.
Det är organellen som ansvarar för att samordna alla cellulära processer, eftersom det innehåller alla nödvändiga instruktioner i DNA som gör det möjligt att utföra en enorm mängd olika processer.
Kärnan är inte en perfekt sfärisk och statisk organell med DNA dispergerad slumpmässigt inuti den. Det är en struktur av utsökt komplexitet med olika komponenter som kärnämne, kromatin och nukleolus.
Det finns också andra kroppar i kärnan som Cajal-kroppar och PML-kroppar (från engelska: promyelocytisk leukemi).
mitokondrier
Mitokondrier är organeller omgivna av ett dubbelmembransystem och finns i både växter och djur. Antalet mitokondrier per cell varierar beroende på behovet av samma: i celler med höga energibehov är antalet relativt större.
De metaboliska vägarna som äger rum i mitokondrierna är: citronsyracykeln, den elektroniska transporten och oxidativ fosforylering, beta-oxidationen av fettsyrorna och nedbrytningen av aminosyrorna.
kloroplaster
Kloroplaster är organeller som är typiska för växter och alger, som har ett komplext membransystem. Det viktigaste är klorofyll, ett grönt pigment som deltar direkt i fotosyntes.
Förutom reaktionerna associerade med fotosyntes kan kloroplaster generera ATP, bland annat syntetisera aminosyror, fettsyror. Nya studier har visat att detta fack är relaterat till produktionen av substanser mot patogener.
Liksom mitokondrier har kloroplaster sitt eget genetiska material i en cirkulär form. Ur den evolutionära synvinkel är detta faktum bevis för att stödja teorin om den möjliga endosymbiotiska processen som gav upphov till mitokondrier och kloroplaster.
Endoplasmisk retikulum
Reticulum är ett system av membraner som fortsätter med kärnan och som sträcker sig genom cellen i form av en labyrint.
Det är indelat i en slät endoplasmisk retikulum och en grov endoplasmisk retikulum, beroende på närvaron av ribosomer i den. Det grova retikulatet är huvudsakligen ansvarigt för syntesen av proteiner - tack vare förankrade ribosomer. Den smidiga, under tiden, är relaterad till lipids metaboliska vägar
Golgi apparat
Den består av en serie plana skivor kallad "Golgian cisterns". Det är relaterat till sekretion och modifiering av proteiner. Det deltar också i syntesen av andra biomolekyler, såsom lipider och kolhydrater.
Eukaryotiska organismer
År 1980 lyckades forskaren Carl Woese och medarbetare etablera relationerna mellan levande varelser med hjälp av molekylära tekniker. Genom en rad banbrytande experiment lyckades de etablera tre domäner (även kallade "superkungligheter") och lämnade de fem riken.
Enligt resultaten från Woese kan vi klassificera jordens levande former i tre iögonfallande grupper: Archaea, Eubacteria och Eukarya.
I Eukarya-domänen är de organismer vi känner som eukaryoter. Denna härkomst är mycket varierad och omfattar en serie organismer, både unicellulära och pluricellulära..
celled
De unicellulära eukaryotema är extremt komplexa organismer, eftersom de måste ha alla typiska funktioner hos en eukaryot i en enda cell. Protozoer klassificeras historiskt som rhizopoder, ciliater, flagellater och sporozoaner.
Som exempel har vi euglenerna: fotosyntetiska arter som kan flytta genom en flagellum.
Det finns också cilierade eukaryoter, såsom den kända paramecia som tillhör släktet toffel. Dessa har en typisk skoform och rör sig tack vare närvaron av många cilia.
I denna grupp finns också patogena arter av människor och andra djur, såsom kön Trypanosoma. Denna grupp av parasiter karakteriseras av att ha en långsträckt kropp och en typisk flagellum. De är orsaken till Chagas sjukdom (Trypanosoma cruzi) och sovsjuka (Trypanosoma brucei).
Kön Plasmodium Det är orsakssambandet till 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 av växter som vi observerar dagligen tillhör den eukaryota linjen, från gräs och gräs till komplex och stora träd.
Cellerna hos dessa individer kännetecknas av att en cellvägg består av cellulosa, vilket ger styvhet till strukturen. Dessutom har de kloroplaster som innehåller alla de biokemiska element som är nödvändiga för att fotosyntetiska processen ska kunna uppstå.
Växterna representerar en grupp av mycket olika organismer, med komplexa livscykler att det skulle vara omöjligt att omfatta några få egenskaper.
svamp
Termen "svamp" används för att beteckna olika organismer som mögel, jäst och individer som kan producera svampar.
Beroende på arten kan reproducera sexuellt eller aseksuellt sätt. De kännetecknas huvudsakligen av sporerproduktion: små latenta strukturer som kan utvecklas när miljöförhållandena är tillräckliga.
Du kanske tror att de liknar växter, eftersom de båda kännetecknas av att de bär ett sessilt livsätt, det vill säga de rör sig inte. Svampar saknar kloroplast och har inte den enzymatiska maskinen som är nödvändig för att utföra fotosyntes.
Deras diet är heterotrofisk, som de flesta djur, så de borde leta efter en energikälla.
djur
Djuren representerar en grupp av nästan en miljon arter som är katalogiserade och korrekt klassificerade, även om zoologer uppskattar att det verkliga värdet kan närmar sig 7 eller 8 miljoner. De är en så varierande grupp som de som nämnts ovan.
De kännetecknas av att vara heterotrofiska (de letar efter egen mat) och har en anmärkningsvärd rörlighet som gör det möjligt för dem att röra sig. För den här uppgiften har de en rad olika lokationsmekanismer som gör det möjligt för dem att flytta på mark, vatten och luft..
När det gäller dess morfologi fann vi otroligt heterogena grupper. Även om vi kunde göra en uppdelning i ryggradslösa djur och ryggradsdjur, där funktionen som särskiljer dem är närvaron av ryggrad och notokord.
Inom ryggradslösa djur har vi porifera, cnidarians, annelider, nematoder, flatmaskar, leddjur, mollusker och tagghudingar. Medan ryggradsdjur inkluderar mer kända grupper som fisk, amfibier, reptiler, fåglar och däggdjur.
Typer av eukaryota celler
Det finns en stor mångfald av eukaryota celler. Även om man kanske tror att det mest komplexa finns i djur och växter är detta felaktigt. Den största komplexiteten observeras i protistiska organismer som måste ha alla de element som krävs för livet begränsat inom en enda cell.
Den evolutionära vägen som ledde till utseendet av multicellulära organismer medförde behovet av att distribuera uppgifter inom individen, som är känd som celldifferentiering. Således är varje cell ansvarig för en rad begränsade aktiviteter och har en morfologi som gör att den kan utföras.
Vid processen med gametefusion eller befruktning genomgår den resulterande zygoten en serie efterföljande cellavdelningar som leder till bildandet av mer än 250 celltyper.
Vid djur styrs de differentieringsvägar som följs av embryot av signaler som den mottar från miljön och beror till stor del på miljöpositionen i den utvecklande organismen. Bland de mest framträdande celltyperna har vi:
neuroner
Neuroner eller specialiserade celler i nervimpulsledning som ingår i nervsystemet.
Muskelceller
Skelettmuskelceller som har kontraktile egenskaper och är inriktade i ett nätverk av trådar. Dessa tillåter de typiska rörelserna av djur som att springa eller gå.
Bruskceller
Bruskceller specialiserar sig i stöd. Av denna anledning är de omgivna av en matris som presenterar kollagen.
Blodceller
De cellulära komponenterna i blodet är röda och vita blodkroppar och blodplättar. De första är skivformade, saknar en kärna när de är mogna och har som funktion transporten av hemoglobin. Vita blodkroppar deltar i immunsvaret och blodplättarna i blodproppsprocessen.
metabolism
Eukaryoter presenterar en serie metaboliska vägar som glykolys, vägar av pentosfosfater, beta-oxidation av fettsyror, bland annat organiserad i specifika cellfack. ATP genereras till exempel i mitokondrier.
Växtceller har en karakteristisk metabolism, eftersom de har den enzymatiska maskinen som är nödvändig för att ta solljus och generera organiska föreningar. Denna process är fotosyntes och omvandlar dem till autotrofa organismer som kan syntetisera de energiska komponenter som efterfrågas av deras ämnesomsättning.
Växter har en specifik väg kallad glyoxylatcykeln som uppträder i glioxisomen och är ansvarig för omvandlingen av lipider till kolhydrater.
Djur och svampar kännetecknas av att vara heterotrofiska. Dessa linjer kan inte producera sin egen mat, så de måste aktivt söka efter det och försämra det.
Skillnader med prokaryoter
Den avgörande skillnaden mellan en eukaryot och en prokaryot är närvaron av en kärna som avgränsas av ett membran och definieras i den första gruppen av organismer.
Vi kan nå denna slutsats genom att undersöka etymologin av båda termerna: prokaryot kommer från rötterna pro vilket betyder "före" och Karyon vilket är kärnan; medan eukaryot hänvisar till närvaron av en "sann kärna" (eu vilket betyder "sant" och Karyon vilket betyder kärna)
Vi finner emellertid unicellulära eukaryoter (det vill säga hela organismen är en enda cell) som den kända toffel eller jästarna. På samma sätt finner vi multicellulära eukaryota organismer (består av mer än en cell) som djur, inklusive människor.
Enligt den fossila skivan har det varit möjligt att dra slutsatsen att eukaryoter utvecklats från prokaryoter. Därför är det logiskt att anta att båda grupperna har liknande egenskaper som förekomsten av ett cellemembran, bland annat vanliga metaboliska vägar. De mest iögonfallande skillnaderna mellan båda grupperna kommer att beskrivas nedan:
storlek
Vanligtvis är eukaryota organismer större i storlek än prokaryoter, eftersom de är mycket mer komplexa och har fler cellulära element.
I genomsnitt ligger en prokaryotdiameter mellan 1 och 3 jim, medan en eukaryot cell kan vara i storleksordningen 10 till 100 jim. Även om det finns anmärkningsvärda undantag från denna regel.
Närvaron av organeller
I prokaryota organismer finns inga strukturer avgränsade av ett cellemembran. Dessa är extremt enkla och saknar dessa inre kroppar.
Normalt är de enda membran som prokaryoter har ansvar för att avgränsa organismen med den yttre miljön (observera att detta membran också förekommer i eukaryoter).
kärna
Som nämnts ovan är närvaron av kärnan ett nyckelelement för att diskriminera mellan båda grupperna. I prokaryoter avgränsas det genetiska materialet inte av någon typ av biologiskt membran.
Eukaryoter är däremot celler med en komplex inre struktur och, beroende på celltyp, presenterar de specifika organeller som beskrivits i detalj i föregående avsnitt. Dessa celler presenterar vanligtvis en enda kärna med två kopior av varje gen - som i de flesta celler hos människor.
I eukaryoter är DNA (deoxiribonukleinsyra) mycket organiserad på olika nivåer. Denna långa molekyl är associerad med proteiner, kallad histoner, och komprimeras till en sådan nivå att den kan införa en liten kärna, vilket kan observeras vid en viss punkt av celldelning som kromosomer..
Prokaryoter har inte dessa sofistikerade organisationsnivåer. Generellt presenteras det genetiska materialet som en enda cirkulär molekyl som kan klibba till det biomembran som omger cellen.
DNA-molekylen fördelas emellertid inte slumpmässigt. Trots att det inte är insvept i ett membran ligger det genetiska materialet i en region som kallas nukleoid.
Mitokondrier och kloroplaster
I specifikt fall av mitokondrier är dessa cellulära organeller där proteinerna som är nödvändiga för cellulära andningsförfaranden finns. Prokaryoter - som måste innehålla dessa enzymer för oxidativa reaktioner - förankras i plasmamembranet.
På liknande sätt, i ett sådant fall att den prokaryota organismen är fotosyntetisk utförs förfarandet i kromatoforerna.
ribosomer
Ribosomer är de strukturer som är ansvariga för att översätta messenger-RNA i proteinerna som molekylen kodar för. De är ganska rikliga, till exempel en vanlig bakterie, såsom Escherichia coli, kan äga upp till 15 000 ribosomer.
Du kan skilja två enheter som bildar ribosomen: en stor och en mindre. Den prokaryota linjen karakteriseras genom att presentera 70S ribosomer, som består av den stora 50S-subenheten och den lilla 30S-subenheten. Omvänt är de i eukaryoter sammansatta av en stor 60S-subenhet och en liten 40S-subenhet.
I prokaryoter sprids ribosomer i cytoplasman. Medan de i eukaryoter förankras i membran, som i den grova endoplasmatiska retikulum.
cytoplasman
Cytoplasman i prokaryota organismer presenterar ett mestadels granulerat utseende, tack vare närvaron av ribosomer. I prokaryoter förekommer DNA-syntes i cytoplasman.
Förekomst av cellvägg
Både prokaryota och eukaryota organismer är avgränsade från sin yttre miljö med ett dubbel biologiskt membran av lipid natur. Cellväggen är emellertid en struktur som omger cellen och som endast är närvarande i prokaryotiska linjer, i växter och i svampar.
Denna vägg är stel och den mest intuitiva generella funktionen är att skydda cellen mot miljöbelastning och möjliga osmotiska förändringar. Men på kompositionens nivå är denna vägg helt annorlunda i dessa tre grupper.
Väggen av bakterier är sammansatt av en förening som kallas peptidoglukan, som bildar två strukturella block kopplade av bindningar av typ P-1,4: N-acetyl-glukosamin och N-acetylmuraminsyra.
I växter och svampar - båda eukaryoter - varierar väggens sammansättning också. I den första gruppen är cellulosa, en polymer bildad av upprepade enheter av glukosocker, medan svampar har murar av kitin och andra element såsom glykoproteiner och glukaner. Observera att inte alla svampar har en cellvägg.
DNA
Det genetiska materialet mellan eukaryoter och prokaryoter varierar inte bara på det sätt som det komprimeras men i dess struktur och kvantitet.
Prokaryoter karakteriseras av låga mängder DNA, som sträcker sig från 600 000 baspar till 8 miljoner. Det vill säga de kan koda från 500 till några tusen proteiner.
Intron (DNA-sekvenser som inte kodar för proteiner och stör gener) finns närvarande i eukaryoter och inte i prokaryoter.
Den horisontella överföringen av gener är en signifikant process i prokaryoter, medan det i eukaryoter är praktiskt taget frånvarande.
Cell division processer
I båda grupperna blir cellvolymen större tills den når en tillräcklig storlek. Eukaryoterna utför delningen genom en komplex process av mitos, vilket resulterar i två dotterceller av liknande storlek.
Funktionen av mitos är att säkerställa ett lämpligt antal kromosomer efter varje celldelning.
Ett undantag till denna process är cellfördelningen av jäst, särskilt av släktet Saccharomyces, där uppdelningen leder till genereringen av en dottercell av mindre storlek, eftersom den bildas med hjälp av ett "utskjutande".
Prokaryota celler leder inte till celldelning på grund av mitos - en inneboende konsekvens av brist på kärna. I dessa organismer uppstår delningen genom binär delning. Således växer cellen och delar sig i två lika delar.
Det finns vissa element som deltar i celldelning i eukaryoter, såsom centromerer. I fallet med prokaryoter finns inga analoger till dessa och endast några få bakteriearter har mikrotubuli. Reproduktion av den sexuella typen är vanlig i eukaryoter och ovanligt i prokaryoter.
cytoskelettet
Eukaryoter har en mycket komplex organisation på nivån av cytoskeletten. Detta system består av tre typer av filament klassificerade av deras diameter i mikrofilament, mellanfilament och mikrotubuli. Dessutom finns proteiner med motoregenskaper associerade med detta system.
Eukaryotema presenterar en serie förlängningar som gör att cellen kan röra sig i sin miljö. Dessa är de flageller, vars form liknar en piska och rörelsen är olika i eukaryoter och prokaryoter. Cilierna är kortare och är vanligtvis närvarande i höga antal.
referenser
- Birge, E.A. (2013). Bakteriell och bakteriofaggenetik. Springer Science & Business Media.
- Campbell, M. K. & Farrell, S. O. (2011). biokemi.
- Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Cellen: Molekylär tillvägagångssätt. Sinauer Associates.
- Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Inbjudan till biologi. Macmillan.
- Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrerade zoologiska principer. McGraw-Hill.
- Karp, G. (2009). Cell- och molekylärbiologi: begrepp och experiment. John Wiley & Sons.
- Pontón, J. (2008). Svampens cellvägg och anidulafungins verkningsmekanism. Rev Iberoam Micol, 25, 78-82.
- Vellai, T., & Vida, G. (1999). Orsaket av eukaryoter: skillnaden mellan prokaryota och eukaryota celler. Förlopp av Royal Society B: Biological Sciences, 266(1428), 1571-1577.
- Voet, D., & Voet, J.G. (2006). biokemi. Ed. Panamericana Medical.
- Veckor, B. (2012). Alcamos mikrober och samhälle. Jones & Bartlett Publishers.