Co to jest komórka?
Ludzie składają się z bilionów komórek - podstawowej jednostki życia na Ziemi. W tym artykule wyjaśniamy niektóre struktury występujące w komórkach i opisujemy kilka z wielu typów komórek występujących w naszych ciałach.
Komórki można traktować jako małe paczki, które zawierają niewielkie fabryki, magazyny, systemy transportowe i elektrownie. Działają samodzielnie, tworząc własną energię i samoreplikując się - komórka jest najmniejszą jednostką życia, która może się replikować.
Jednak komórki również komunikują się ze sobą i łączą, tworząc solidne, dobrze sklejone zwierzę. Komórki budują tkanki, które tworzą narządy; a organy współpracują, aby utrzymać organizm przy życiu.
Robert Hook po raz pierwszy odkrył komórki w 1665 roku. Nadał im nazwę, ponieważ przypominały cella (Łac. „Małe pokoje”), gdzie mnisi mieszkali w klasztorach.
Wewnątrz celi
Różne typy komórek mogą wyglądać bardzo różnie i pełnić bardzo różne role w organizmie.
Na przykład plemnik przypomina kijankę, żeńska komórka jajowa jest kulista, a komórki nerwowe są zasadniczo cienkimi rurkami.
Pomimo różnic często dzielą pewne struktury; są one określane jako organelle (mini-narządy). Poniżej przedstawiamy niektóre z najważniejszych:
Uproszczony schemat ludzkiej komórki.
Jądro
Jądro można traktować jako siedzibę komórki. Zwykle na komórkę przypada jedno jądro, ale nie zawsze tak jest, na przykład komórki mięśni szkieletowych mają dwa. Jądro zawiera większość DNA komórki (niewielka ilość znajduje się w mitochondriach, patrz poniżej). Jądro wysyła wiadomości, aby powiedzieć komórce, aby rosła, dzieliła się lub umierała.
Jądro jest oddzielone od reszty komórki błoną zwaną otoczką jądrową; pory jądrowe w błonie przechodzą przez małe cząsteczki i jony, podczas gdy większe cząsteczki potrzebują białek transportowych, aby im pomóc.
Błona plazmowa
Aby zapewnić, że każda komórka pozostaje oddzielona od sąsiada, jest otoczona specjalną membraną zwaną błoną plazmatyczną. Membrana ta jest wykonana głównie z fosfolipidów, które zapobiegają przedostawaniu się substancji na bazie wody do komórki. Błona plazmatyczna zawiera szereg receptorów, które wykonują szereg zadań, w tym:
- Strażnicy bram: Niektóre receptory przepuszczają określone cząsteczki, a zatrzymują inne.
- Markery: Te receptory działają jak plakietki imienne, informując układ odpornościowy, że są częścią organizmu, a nie obcym najeźdźcą.
- Komunikatory: Niektóre receptory pomagają komórce komunikować się z innymi komórkami i otoczeniem.
- Elementy złączne: niektóre receptory pomagają związać komórkę z sąsiadami.
Cytoplazma
Cytoplazma to wnętrze komórki otaczającej jądro i składa się w około 80% z wody; zawiera organelle i galaretowaty płyn zwany cytozolem. Wiele ważnych reakcji zachodzących w komórce zachodzi w cytoplazmie.
Lizosomy i peroksysomy
Zarówno lizosomy, jak i peroksysomy są zasadniczo workami enzymów. Lizosomy zawierają enzymy, które rozkładają duże cząsteczki, w tym stare części komórek i obcy materiał. Peroksysomy zawierają enzymy, które niszczą toksyczne materiały, w tym nadtlenek.
Cytoszkielet
Cytoszkielet można uznać za rusztowanie komórki. Pomaga w utrzymaniu prawidłowego kształtu. Jednak w przeciwieństwie do zwykłego rusztowania cytoszkielet jest elastyczny; odgrywa rolę w podziale i ruchliwości komórek - zdolności niektórych komórek do poruszania się, na przykład plemników.
Cytoszkielet pomaga również w sygnalizacji komórkowej poprzez udział w pobieraniu materiału spoza komórki (endocytoza) i bierze udział w przemieszczaniu materiałów w obrębie komórki.
Retikulum endoplazmatyczne
Retikulum endoplazmatyczne (ER) przetwarza cząsteczki w komórce i pomaga w ich transporcie do miejsca docelowego. W szczególności syntetyzuje, fałduje, modyfikuje i transportuje białka.
ER składa się z wydłużonych woreczków, zwanych cisternae, utrzymywanych razem przez cytoszkielet. Istnieją dwa typy: szorstki ER i gładki ER.
Aparat Golgiego
Gdy cząsteczki zostaną przetworzone przez ER, trafiają do aparatu Golgiego. Aparat Golgiego jest czasami uważany za pocztę komórki, w której przedmioty są pakowane i etykietowane. Po opuszczeniu komórki można je wykorzystać w komórce lub zabrać poza komórkę do wykorzystania w innym miejscu.
Mitochondria
Często określane jako elektrownia komórki, mitochondria pomagają przekształcić energię z pożywienia, którą spożywamy, w energię, którą komórka może wykorzystać - trójfosforan adenozyny (ATP). Jednak mitochondria pełnią szereg innych funkcji, w tym magazynowanie wapnia i rolę w śmierci komórek (apoptozie).
Rybosomy
W jądrze DNA jest przepisywane na RNA (kwas rybonukleinowy), cząsteczkę podobną do DNA, która niesie tę samą wiadomość. Rybosomy odczytują RNA i tłumaczą je na białko, sklejając ze sobą aminokwasy w kolejności określonej przez RNA.
Niektóre rybosomy unoszą się swobodnie w cytoplazmie; inne są dołączone do ER.
Podział komórek
Nasz organizm nieustannie wymienia komórki. Komórki muszą się dzielić z wielu powodów, w tym ze względu na wzrost organizmu i na przykład w celu wypełnienia luk pozostawionych przez martwe i zniszczone komórki po urazie.
Istnieją dwa rodzaje podziału komórek: mitoza i mejoza.
Mitoza
Mitoza to sposób, w jaki dzieli się większość komórek w organizmie. Komórka „macierzysta” dzieli się na dwie komórki „potomne”.
Obie komórki potomne mają te same chromosomy co inne i rodzicielskie. Nazywa się je diploidalnymi, ponieważ mają dwie pełne kopie chromosomów.
Mejoza
Mejoza tworzy komórki płciowe, takie jak męskie plemniki i żeńskie komórki jajowe. W mejozie niewielka część każdego chromosomu odrywa się i przykleja do innego chromosomu; nazywa się to rekombinacją genetyczną.
Oznacza to, że każda z nowych komórek ma unikalny zestaw informacji genetycznej. To właśnie ten proces umożliwia wystąpienie różnorodności genetycznej.
Krótko mówiąc, mitoza pomaga nam się rozwijać, a mejoza zapewnia, że wszyscy jesteśmy wyjątkowi.
Typy komórek
Biorąc pod uwagę złożoność ludzkiego ciała, nie jest zaskoczeniem, że istnieją setki różnych typów komórek. Poniżej znajduje się mały wybór typów komórek ludzkich:
Komórki macierzyste
Komórki macierzyste to komórki, które jeszcze nie wybrały tego, czym mają się stać. Niektóre różnicują się, aby stać się określonym typem komórek, a inne dzielą się, aby wyprodukować więcej komórek macierzystych. Występują zarówno w zarodku, jak iw niektórych tkankach dorosłych, takich jak szpik kostny.
Komórki kostne
Istnieją co najmniej trzy podstawowe typy komórek kostnych:
- Osteoklasty, które rozpuszczają kość.
- Osteoblasty, które tworzą nową kość.
- Osteocyty, które są otoczone kością i pomagają komunikować się z innymi komórkami kostnymi.
Krwinki
Istnieją trzy główne typy komórek krwi:
- czerwone krwinki, które przenoszą tlen w organizmie
- białe krwinki, które są częścią układu odpornościowego
- płytki krwi, które pomagają w krzepnięciu krwi, aby zapobiec utracie krwi po urazie
Komórki mięśniowe
Nazywane również miocytami, komórki mięśniowe są długimi komórkami kanalikowymi. Komórki mięśniowe są ważne dla wielu funkcji, w tym ruchu, wsparcia i funkcji wewnętrznych, takich jak perystaltyka - ruch pokarmu wzdłuż jelit.
Plemniki
Te komórki w kształcie kijanki są najmniejszymi komórkami w ludzkim ciele.
Są ruchliwe, co oznacza, że mogą się poruszać. Osiągają ten ruch za pomocą ogona (wici), który jest wypełniony mitochondriami dostarczającymi energii.
Plemniki nie mogą się dzielić; zawierają tylko jedną kopię każdego chromosomu (haploid), w przeciwieństwie do większości komórek, które mają dwie kopie (diploidalne).
Żeńska komórka jajowa
W porównaniu z plemnikiem żeńska komórka jajowa jest olbrzymem; jest to największa ludzka komórka. Komórka jajowa jest również haploidalna, więc DNA plemnika i komórki jajowej może łączyć się, tworząc diploidalną komórkę.
Komórki tłuszczowe
Komórki tłuszczowe nazywane są również adipocytami i są głównym składnikiem tkanki tłuszczowej. Zawierają zmagazynowane tłuszcze zwane trójglicerydami, które w razie potrzeby można wykorzystać jako energię. Po zużyciu trójglicerydów komórki tłuszczowe kurczą się. Adipocyty wytwarzają również pewne hormony.
Komórki nerwowe
Komórki nerwowe są systemem komunikacyjnym organizmu. Nazywane również neuronami, składają się z dwóch głównych części - ciała komórki i procesów nerwowych. Ciało centralne zawiera jądro i inne organelle, a procesy nerwowe (aksony lub dendryty) przebiegają jak długie palce, niosąc wiadomości daleko i szeroko. Niektóre z tych aksonów mogą mieć ponad 1 metr długości.
W skrócie
Komórki są równie fascynujące, jak różnorodne. W pewnym sensie są autonomicznymi miastami, które funkcjonują samodzielnie, wytwarzając własną energię i białka; w innym sensie są częścią ogromnej sieci komórek, które tworzą tkanki, narządy i nas.
