ŠŪNU TIPI: PROKARIOTU ŠŪNAS, EIKARIOTU ŠŪNAS - BIOLOĢIJA - 2025

Divu veidu šūnas veido visus dzīvos organismus, kurus mēs varam identificēt dabā; tos sauc par prokariotiem un eikariotiem. Pirmie ir raksturīgi dažiem mikroorganismiem, savukārt pēdējie veido daudzšūnu organismus, kas ir tik sarežģīti kā augi un dzīvnieki.

Šūnas pārstāv dzīvības pamatvienību, kas ir zināma vairāk vai mazāk kopš 1840. gada. Mēdz teikt, ka tās ir “pamatvienības”, jo katrā no tām notiek tie paši procesi, kurus mēs atpazīstam “augstākos” vai augstākos organismos. sarežģīts.

Divu veidu šūnu shēma dabā: eikarioti un prokarioti. Tiek parādītas galvenās daļas, parādot atšķirības starp tām (Avots: nav sniegts mašīnlasāms autors. Tiek pieņemts, ka Mortadelo2005 (pamatojoties uz autortiesību pretenzijām). Via Wikimedia Commons)

Tādējādi šūna ir mazākā dzīvā būtne, kas var pabarot, metabolizēt, augt un vairoties, atstājot pēcnācējus (šūna var nākt tikai no citas jau esošas šūnas).

Šūnu izmērs var ievērojami atšķirties. Ja ņemsim vērā nelielas baktērijas izmēru, kas var izmērīt nedaudz vairāk par 100 mikroniem, un salīdzinām to ar pieauguša cilvēka neirona izmēru, kura izmērs var sasniegt 1 metru, mēs atklāsim atšķirību, kas ir aptuveni 6 magnitūdas kārtas.

Tomēr, tā kā procesi, kas notiek tajos, ir līdzīgi, dažāda veida šūnām ir daudz īpašību. Piemēram, visus ieskauj membrāna, kas tos atdala no apkārtējās vides un kas selektīvi ļauj vielām pāriet no vienas puses uz otru.

Vietā, kuru ieskauj šī membrāna, ir sava veida šķidrums vai šķidrums, ko sauc par citosolu, kurā ir starpšūnu komponenti, kas ļauj veikt metabolismu un vairošanos, nosaucot dažus procesus.

Visu šūnu citosols satur (atdalītas ar iekšējām membrānām vai bez tām) iedzimto materiālu, kas sastāv no nukleīnskābēm; liels strukturālo olbaltumvielu daudzums un ar enzīmu aktivitāti; joni, ogļhidrāti un citas dažādas ķīmiskas dabas molekulas.

Dažām šūnām ir šūnu siena, kas pārklāj to plazmas membrānu un kas tām nodrošina noteiktu stingrību, atbalstu un mehānisko un ķīmisko izturību. Turklāt gan prokariotu, gan eikariotu organismiem var būt tādas struktūras kā cilia un flagella, kas kalpo vairākiem mērķiem.

Prokariotu šūnas

Prokariotu šūnas ir samērā vienkāršas šūnas. Tās nosaukums cēlies no grieķu valodas “pro”, kas nozīmē iepriekš, un “karions”, kas nozīmē kodolu, un to lieto, lai apzīmētu organismus ar pirmatnēju vai “primitīvu” kodolu, kuriem nav membrānas kodola.

Prokariotu organismi ir baktērijas un arhaea. Baktērijas pārstāv vienu no vissvarīgākajām dzīvo būtņu grupām no ekoloģiskā un praktiskā viedokļa (antropocentriski runājot), kā arī attiecībā uz to pārpilnību (indivīdu skaitu).

"Vidējas" prokariotu šūnas diagramma (Avots: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats). Alejandro Porto spāņu etiķetes. Via Wikimedia Commons)

Archaea, kas ir bagātīgs, piemēram, baktērijas, apdzīvo neapdzīvotas un naidīgas vietas, piemēram, sālījumus, vulkāniskos avotus vai ļoti skābas un karstas vietas.

Starp arhaea un baktērijām ir daudz atšķirību, bet turpmāk tiks minētas tikai baktēriju raksturīgākās īpašības, jo tās ir vispazīstamākā grupa.

- raksturojums

Prokariotiem ir ļoti dažādi izmēri un formas, kas galvenokārt ir atkarīgi no sugas un dzīves veida. Piemēram, baktērijas morfoloģiski iedala kokcikos un bacilās.

Cocci ir gandrīz sfēriskas formas un var savstarpēji saistīties, veidojot šūnu agregātus (līdzīgus vīnogu ķekaram), kas raksturīgi dažām sugām.

Bacili ir stieņa formas, bet to platums un garums ir ļoti mainīgi; Tos var arī saistīt viens ar otru, veidojot ķēdes, kas līdzīgas chorizo ​​“virknei”.

Salmonella typhimurium (sarkans), kas iebrūk cilvēka šūnās. Autors: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH Autors: ASV valdība (fails: SalmonellaNIAID.jpg), izmantojot Wikimedia Commons

Prokariotu šūnām ir liels skaits struktūru, kas ir atbildīgas par visu to dzīvībai svarīgo procesu veikšanu. Viena no īpašībām, kas atšķir baktēriju no jebkuras eikariotu šūnas, ir iekšējo membrānu struktūru neesamība.

Citiem vārdiem sakot, baktērijām trūkst citozīnu organellu, piemēram, tiem, kas atrodami eikariotos (mitohondrijos, kodolā, endoplazmatiskajā retikulā utt.).

- Prokariotu šūnas daļas

Baktērija; prokariotu šūna, vienšūnas organismi

Daļas, kuras var atšķirt lielākajā daļā prokariotu, ir plazmas membrāna, ribosomas, iekļaušanas ķermeņi, nukleoidālais apgabals, periplazmatiskā telpa, šūnas siena, kapsula, fimbrijas un pili un flagella.

Plazmas vai šūnu membrāna

Membrāna, kas pārklāj baktēriju šūnas, veic dažādas funkcijas kā saskarne starp tām un apkārtējo vidi. Tas sastāv no lipīdiem, kas izvietoti divslāņu formā, un dažiem saistītajiem proteīniem, kas kopā veido struktūru, kas nav biezāka par 10 nm.

Divslāņu virsmas, kas "saskaras" ar šūnām "iekšpusē" un "ārā", satur lipīdu hidrofilo daļu, savukārt to iekšpuse ir ļoti hidrofobiska. Saistītie proteīni var būt integrāli vai perifēriski atkarībā no to asociācijas ķīmiskās būtības.

Prokariotiem nav iekšēju membrānu struktūru, tomēr to plazmas membrānas var veidot invaginācijas vai ievērojamas krokas to iekšpusē, un tās pilda dažādas funkcijas.

Citoplazma

Citoplazma ir telpa starp šūnas membrānu un kodolu; satur citosolu. Tas ir diezgan līdzīgs eikariotu šūnu citoplazmai.

Citosols

Plazmas membrāna apņem šķidru vielu, kas pazīstama kā citosols. Šajā šķidrumā nav citoskeleta proteīnu vai membrānu organellu, taču var atšķirt “reģionus” ar noteiktām funkcijām un specifiskām sastāvdaļām.

Labs piemērs dažām "struktūrām", kas saistītas ar baktēriju citosolu, ir iekļaušanas ķermeņi, kas ir granulas, kas sastāv no organiska vai neorganiska materiāla, kas iestrādāts citosola matricā.

Ribosomas un molekulārie chaperoni

Prokariotu šūnas citosolā ir redzams liels skaits daļiņu (dažreiz saistītas ar plazmas membrānu), kas ir atbildīgas par šūnu olbaltumvielu sintēzi; Tās ir zināmas kā ribosomas un atrodamas arī eikariotu šūnās, kaut arī pēdējās tās ir lielākas.

Ciešā sadarbībā ar ribosomām ir arī olbaltumvielas, ko sauc par molekulārajiem chaperoniem un kas ir atbildīgas par sadarbību ar ribosomu sintezēto olbaltumvielu locīšanu.

Nukleoīds

Prokariotu šūnās parasti ir DNS molekula, kas veido divpavedienu apļveida hromosomu. Šī hromosoma nav norobežota kodolā, ko ierobežo membrāna, bet gan ir iesaiņota noteiktā citosola reģionā.

Šis reģions ir pazīstams kā nukleoīds vai kodola reģions. Tas satur visu ģenētisko informāciju, kas nosaka baktērijas īpašības, un to, kas atkārtojas šūnu dalīšanas laikā.

Baktēriju šūnu siena

Visām baktērijām ir šūnas siena, kas ieskauj plazmas membrānu. Šī struktūra ir ļoti svarīga prokariotu izdzīvošanai, jo tā piešķir tiem zināmu pretestību pret osmotisko līzi.

Atkarībā no šūnas sienas īpašībām ir izdalītas divas lielas baktēriju grupas: grampozitīvā un gramnegatīvā.

Grampozitīvo baktēriju šūnu siena sastāv no viendabīga peptidoglikāna (N-acetilglikozamīna un N-acetilmuramīnskābes) slāņa, kas ieskauj plazmas membrānu.

Gramnegatīvām baktērijām ir arī peptidoglikāna šūnu siena uz plazmas membrānas, bet tām ir arī papildu ārējā membrāna, kas tos ieskauj.

Telpu starp šūnu sienu un abu veidu baktēriju plazmas membrānu sauc par periplazmisko telpu, kurā atrodas liels skaits fermentu un citu olbaltumvielu ar svarīgām funkcijām.

Dažas baktērijas papildus šūnas sienai satur polisaharīdu un glikoproteīnu slāni, kas darbojas, lai aizsargātu pret patogēnu, piemēram, bakteriofāgu, izžūšanu vai uzbrukumiem; tas darbojas arī šūnu adhēzijas procesos.

Plazmīdas

Plazmīdas ir DNS apļveida struktūras. Viņi ir tādu gēnu nesēji, kas nav iesaistīti reprodukcijā.

Kapsula

Tas ir atrodams dažās baktēriju šūnās un palīdz noturēt mitrumu, palīdz šūnai pieķerties virsmām un barības vielām. Tas ir papildu ārējais pārklājums, kas aizsargā šūnu, kad to absorbē citi organismi.

Pili

Prokariotu šūnām ir arī ārējas struktūras, kas pazīstamas kā "pili", kas ir sava veida "matiņi" uz šo šūnu virsmas un kurām bieži ir svarīga loma ģenētiskās informācijas apmaiņā starp baktērijām.

Ģenētiskais materiāls (DNS un RNS)

Prokariotu šūnās ir liels daudzums ģenētiskā materiāla DNS un RNS formā. Tā kā prokariotu šūnām trūkst kodola, citoplazmā ir vienīgā lielā apļveida DNS virkne, kas satur lielāko daļu gēnu, kas nepieciešami šūnu augšanai, reprodukcijai un izdzīvošanai.

Eikariotu šūnas

Eukariotu šūnas (dzīvnieku šūnas) un to daļu piemērs (Avots: Alejandro Porto, izmantojot Wikimedia Commons)

Eikariotu šūnas veido lielāko daļu organismu, kurus mēs redzam dabā. Eukarioti ir rauga un citas vienšūnas sēnes, milzu koki, piemēram, sekvojas, un majestātiskie zīdītāji, piemēram, zilie vaļi.

Salīdzinot ar prokariotu šūnām, eikariotu šūnas ir ievērojami lielākas un sarežģītākas, jo tām ir daudz iekšējo organellu un sarežģītas membrānas sistēmas, kas iestrādātas to citosolā.

Vārds "eukariote" nāk no grieķu valodas "eu", kas nozīmē patiesu un "karionu", kas nozīmē kodolu un tiek izmantots, lai nosauktu šūnas, kurām ir "patiesais kodols", kuru norobežo membrāna.

- raksturojums

Dzīvniekus, augus, sēnītes un dažus vienšūnas organismus, piemēram, amebjus un raugu, veido eikariotu šūnas.

Ar atšķirībām šūnām, kas veido šos organismus, ir sarežģīta iekšējā organizācija: tām ir membrānas kodols un liela iekšējo organellu dažādība, atsevišķas membrānas.

- eikariotu šūnas daļas

Citoplazma

Tas atrodas starp plazmas membrānu un kodolu, tajā atrodas organellas un citoskelets. Vietas, kuras satur organellu membrānas, veido intracelulārus mikrokompartorus.

Plazmas membrāna

Eikariotu šūnu kodols

Kodols ir vissvarīgākā un raksturīgākā eikariotu šūnas intracelulārā organelle. Tas ir "konteiners", kurā ģenētiskais materiāls (nukleīnskābes) tiek norobežots ciešā saistībā ar olbaltumvielām, kuras sauc par "histoniem" un kuras veido eikariotu hromosomas.

Šo organeli ierobežo kodola apvalks, kas atbilst koncentrisku membrānu pārim, kas atdala kodolieroču komponentus no pārējā citosola un kam ir svarīgas funkcijas no gēnu ekspresijas viedokļa.

Mitohondriji

Mitohondriji

Eikariotu šūnas citosolā ir arī citi ļoti svarīgi membrānas organoīdi, kas atbild par enerģijas ģenerēšanu, ko šūna var izmantot: mitohondriji.

Pateicoties šiem organelliem, dzīviem organismiem ir spēja dzīvot skābekļa klātbūtnē.

Mitohondriji ir "stieņa formas" struktūras, līdzīgi baktērijai (konsultējieties ar endosimbiotisko teoriju), viņiem ir savs genoms, tāpēc tie replicējas gandrīz neatkarīgi no šūnas, kurā tās atrodas, un viņiem ir divas membrānas - viena ļoti salocīta iekšējā un ārējā. , kas ir vērsts pret citosolu.

Pastāvīga metabolītu un informācijas apmaiņa notiek starp mitohondrijiem, citozīnu un dažiem eikariotu šūnu membrāniem organelliem, kas ir nepieciešami šūnas darbībai.

Ribosomas

Tās ir būtiskas olbaltumvielu sintēzes struktūras. Tos veido ribosomāla RNS un olbaltumvielas. Ribosomas kalpo olbaltumvielu ražošanai.

Hloroplasti

Hloroplasti

Augiem, aļģēm un zilaļģēm papildus mitohondrijiem ir arī organellas (plastidi), kas specializējas fotosintēzē. Tajos ir daudz invagināciju un iekšēju membrānu procesu, kas ir bagāti ar specifiskiem pigmentiem un fermentiem.

Rupjš endoplazmas retikulums (RER)

Tā ir retikulāra zona, kurai ir ribosomas, kas saistītas ar organelle membrānu. Tajā olbaltumvielas tiek modificētas un sintezētas. Tās galvenā funkcija ir ražot olbaltumvielas, kas darbojas ārpus šūnas vai pūslīša.

Gluds endoplazmatisks retikulums (REL)

Šajā retikulārajā reģionā nav ribosomu, tāpēc tā vienmērīgais izskats ir atbildīgs par lipīdu un steroīdu sintezēšanu.

Golgi komplekss vai aparāts

Golgi komplekss tiek definēts kā "saplacinātu maisu kaudze", kuru pārklāj membrāna. Tā ir viena no endoplazmatiskajā retikulā sintezēto olbaltumvielu modifikācijas vietām un ir atbildīga par to izplatīšanu citos šūnas reģionos un ārpusi.

Endosomas

Endosomas var raksturot kā nodalījumus, kurus ierobežo membrāna, kas ir daļa no endocitozes mehānismiem. Galvenā funkcija ir olbaltumvielu klasifikācija, kuras tiek nosūtītas caur pūslīšiem un nosūtītas uz to galapunktu, kas būtu dažādi šūnu nodalījumi.

Lizosomas

Lizosomas ir mazi organoīdi un ir atbildīgi par "novecojušo" olbaltumvielu šķelšanu intracelulārā veidā, izdalot barojošus savienojumus citosolā.

Perosixomas

No otras puses, peroksisomas galvenokārt ir atbildīgas par reaktīvo skābekļa sadalīšanos un ir iesaistītas arī taukskābju oksidācijā.

Dažos parazītu mikroorganismos ir modificētas un specializētas peroksisomas glikozes katabolismam, tāpēc tos sauc par glikozomām.

Vacuoles

Augu šūnās parasti ir vakuols, kas ir lieli organoīdi, kam ir liela nozīme augu augšanā un attīstībā, jo tie aizņem vairāk nekā 80% no kopējā šūnu tilpuma, satur ūdeni un tiem ir zināma endomembrālā sistēma kā tonis.

Citoskelets

Vēl viens aspekts, kas atšķir eikariotu šūnas no prokariotiem, ir iekšējo pavedienu olbaltumvielu tīkla klātbūtne, kas citosolā veido sava veida sastatnes.

Šī "sastatne" veicina ne tikai šūnu mehānisko stabilitāti, bet tai ir arī svarīgas funkcijas starpšūnu komunikācijā, iekšējā transportā un šūnu kustībā.

Mikrotubulas

Tā ir daļa no citoskeleta elementiem kopā ar pavedieniem. Tās var pagarināt un saīsināt, ko sauc par dinamisko nestabilitāti.

- Cilia un flagella

Kā tas attiecas uz baktērijām, daudzām eikariotu, dzīvnieku un augu šūnām ir ārējas struktūras, kas sastāv no mikrotubuliem, kas īpaši darbojas pārvietojoties un pārvietojoties.

Flagellas ir struktūras līdz 1 mm garas, savukārt cilia var būt 2 līdz 10 mikronu garumā. Šīs struktūras ir bagātīgas mikroorganismos un mazos daudzšūnu organismos.

Dzīvniekiem un augiem ir arī šūnas ar ciliām un flagellu. Tas attiecas uz spermas šūnu flagella un cilia, kas izkliedē šūnu virsmas, kas veido dažu orgānu iekšējo epitēliju.

Centrioles

Centrioles ir dobas, cilindra formas struktūras, kuras veido mikrotubulas. Tās atvasinājumi ģenerē cilijas pamatķermeņus, un tie parādās tikai dzīvnieku tipa šūnās.

Filamenti

Tos var iedalīt aktīna pavedienos un starpposmos. Aktīna šūnas ir elastīni aktīna molekulu pavedieni, un starpprodukti ir virvei līdzīgas šķiedras, kas veidojas no dažādiem proteīniem.

Proteasomas

Tie ir olbaltumvielu kompleksi, kas fermentatīvi noārda bojātos proteīnus.

Atsauces

1. Alberts, B., Deniss, B., Hopkins, K., Džonsons, A., Lūiss, J., Rafs, M., … Valters, P. (2004). Būtiskā šūnu bioloģija. Abingdons: Garland Science, Taylor & Francis grupa.
2. Engers, E., Ross, F., un Beilijs, D. (2009). Jēdzieni bioloģijā (13. izdevums). Makgreivs.
3. Lodish, H., Berk, A., Kaizers, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). Molekulāro šūnu bioloģija (5. izdevums). Freeman, WH & Company.
4. Meshi, T., & Iwabuchi, M. (1995). Augu transkripcijas faktori. Augu šūnu fizioloģija, 36 (8), 1405–1420.
5. Preskots, L., Harlijs, J., un Kleins, D. (2002). Mikrobioloģija (5. izdevums). McGraw-Hill uzņēmumi.
6. Zālamans, E., Bergs, L., un Martins, D. (1999). Bioloģija (5. izdevums). Filadelfija, Pensilvānija: Saunders koledžas izdevniecība.
7. Taizs, L., un Zeigers, E. (2010). Augu fizioloģija (5. izdevums). Sunderland, Masačūsetsa: Sinauer Associates Inc.