- Какво е еукариотна клетка?
- Типове еукариотни клетки
- Функции на еукариотната клетка
- Части от еукариотна клетка
- Разлика между еукариотна клетка и прокариотна клетка
Обясняваме какво представлява еукариотната клетка, видовете, които съществуват, техните части и функции. Също така, неговите разлики с прокариотна клетка.
Какво е еукариотна клетка?
Нарича се еукариотна клетка (от гръцката дума еукариота, обвързване на ЕС "Вярно" и karyon "Ядка, ядро") на всички онези клетки, в чиито цитоплазми може да се открие мембрана, която ограничава клетъчно ядро, който съдържа по-голямата част от техния генетичен материал (ДНК). По това се различава от прокариотна клетка, много по-примитивен и чийто генетичен материал е разпръснат в цитоплазма. Освен това, за разлика от прокариотите, еукариотните клетки притежават органели или органели, специализирани субклетъчни структури, които могат да бъдат идентифицирани вътре и са ограничени от мембрани (например клетки митохондрии и хлоропласти).
Появата на еукариотни клетки беше важна стъпка в еволюцията на живота, като постави основата за много по-голямо биологично разнообразие, включително появата на клетки специализирана в многоклетъчни организации. Това доведе до кралства: протисти, гъби, растения, Й животни. В живи същества изградени от еукариотни клетки се наричат еукариоти.
Въпреки че научната общност не се съмнява в релевантността на появата на еукариотните клетки, все още не е възможно да се даде много ясно обяснение за тяхното възникване. Най-приетата теория повдига възможната симбиогенеза между два прокариота, тоест процес на симбиоза между едно бактерия и архея, която, съжителствайки по много близък начин, щеше да състави един и същ организъм с преминаването на поколенията, толкова зависими, че те станаха едно от друго. Тази теория за появата на еукариотни клетки е издигната от американския еволюционен биолог Лин Маргулис през 1967 г. и е известна като "Ендосимбиотична теория" или "Теория за серийната ендосимбиоза".
Типове еукариотни клетки
Има различни видове еукариотни клетки, но основно се разпознават четири, всяка с различни структури и процеси:
- Зеленчукови клетки. Те имат клетъчна стена (съставена от целулоза и протеин), който покрива вашия плазмената мембрана и им придава твърдост, защита и устойчивост. Освен това растителните клетки имат хлоропласти, тоест органели, които съдържат необходимия хлорофил за извършване на процеса на фотосинтеза; и голяма централна вакуола, която поддържа формата на клетката и контролира движение от молекули в цитоплазмата.
- Животински клетки. Те нямат хлоропласти (тъй като не фотосинтезират) или клетъчна стена. Но за разлика от растителните клетки, те имат центриоли (органели, които участват в клетъчното делене) и имат по-малки, но по-обилни вакуоли, наречени везикули. Поради липсата на клетъчна стена, животинските клетки могат да приемат голям брой променливи форми и дори да поглъщат други клетки.
- Гъбични клетки. Те приличат на животински клетки, въпреки че се различават от тях по наличието на клетъчна стена, съставена от хитин (който животински клетки нямат). Друга отличителна черта е, че гъбичните клетки имат по-малко клетъчна специализация от животинските клетки. Въпреки че не е най-честата, има едноклетъчни гъби, като напр дрожди.
- Протестни клетки. Еукариотните клетки често са част от многоклетъчни организми. Въпреки това, има протисти, които са прости едноклетъчни или многоклетъчни еукариотни организми, които не образуват тъкани. Въпреки че едноклетъчните еукариоти са по-прости същества от животните и растенията, фактът, че са съставени от една клетка, която трябва да изпълнява всички функции на организма, прави клетката сложна организация. Освен това те могат да достигнат макроскопични размери. Някои примери за този тип организми са еуглената и парамецията.
Функции на еукариотната клетка
Еукариотните клетки имат две основни функции: хранене и размножаване.
Еукариотните клетки, подобно на прокариотите, изпълняват основни функции:
- Хранене. Той включва включването на хранителни вещества във вътрешността на клетката и тяхното превръщане в други вещества, които се използват за образуване и заместване на клетъчни структури, както и за получаване на Енергия необходими за изпълнение на всичките си функции. В зависимост от тяхното хранене клетките могат да бъдат автотрофи (те правят свои собствени храна от неорганичен материал чрез процеси като фотосинтеза) или хетеротрофи (те трябва да включват органичен материал защото не са в състояние да го произведат). Сумата от всички химични дейности на клетката е нейният метаболизъм.
- Нараства. Това включва увеличаване на размера на отделните клетки в организма, на броя на клетките или и на двете. Растежът може да бъде еднакъв в различни части на организма или може да бъде по-голям в някои части от други, което води до промяна на пропорциите на тялото с настъпване на растеж.
- Реакция на стимули. Клетките взаимодействат с околната среда, която ги заобикаля, като получават различни стимули (като вариации в температура, влажност или киселинност) и разработване на съответните отговори на всеки от тях (като свиване или транслация). Тази способност за реагиране на стимули от околната среда е известна като раздразнителност.
- Размножаване. Това е процес на образуване на нови клетки (или дъщерни клетки) от първоначална клетка (или стволова клетка). Има два вида процеси на клетъчно възпроизвеждане: митоза Й мейоза. Чрез митоза стволовата клетка поражда две идентични дъщерни клетки, тоест със същото количество генетичен материал и идентична наследствена информация. От друга страна, чрез мейоза, стволовата клетка поражда четири дъщерни клетки, които са генетично различни една от друга и които също имат половината от генетичния материал от първоначалната клетка. Митозата се намесва в процесите на растеж и възстановяване на тъканите и в размножаването на живи същества, които се възпроизвеждат безполово. Мейозата има друга цел: възниква само да поражда гамети.
- Адаптиране. Способността на клетките да се развиват в продължение на много поколения и да се адаптират към околната среда им позволява да оцелеят в променящия се свят. Адаптациите са наследени характеристики, които увеличават способността на организма да оцелее в определена среда. Адаптациите могат да бъдат структурни, физиологични, биохимични, поведенчески или комбинация от четирите. Всички биологично успешни организми са сложна колекция от координирани адаптации, настъпили чрез еволюционни процеси.
Функциите на метаболизма, растежа, реакцията на стимули, размножаването и адаптацията се осъществяват от всички клетки, принадлежащи както към прокариотните, така и към еукариотните организми. Това обаче не са единствените клетъчни функции: има и други функции в зависимост от всеки тип клетка и тъканта или организма, към които принадлежат. Например, неврони (които са част от нервната тъкан) са в състояние да комуникират чрез електрически импулси.
Части от еукариотна клетка
Основните компоненти на еукариотните клетки са:
- Клетъчна или плазмена мембрана. Това е двойна преграда, съставена от липиди Й протеин който ограничава клетката, за да я изолира от околната среда, която я заобикаля. Плазменната мембрана има селективна пропускливост: позволява само навлизането на вещества необходими за цитоплазмата, а също и за експулсирането на метаболитните отпадъци. Тази структура присъства във всички еукариотни клетки и дори в прокариотите.
- Клетъчна стена. Това е твърда структура, която е извън плазмената мембрана и придава на клетката форма, опора и защита. Клетъчната стена присъства само в зеленчукови клетки и при гъбите, въпреки че съставът му варира между двата типа клетки: при растенията той е изграден от целулоза и протеини, докато при гъбите е изграден от хитин. Въпреки че тази структура защитава клетката, тя предотвратява нейния растеж и я ограничава до фиксирани структури.
- Клетъчно ядро. Това е централна органела, ограничена от двойна пореста мембрана, която позволява обмена на материал между цитоплазмата и нейната вътрешност. Ядрото съдържа генетичния материал (ДНК) на клетката, който е организиран в хромозоми. Освен това в ядрото има специализиран регион, наречен нуклеол, където се транскрибира рибозомната РНК, която по-късно ще стане част от рибозомите. Ядрото присъства във всички еукариотни клетки.
- Рибозоми. Те са структури, образувани от РНК и протеини, в които се осъществява протеиновия синтез. Рибозомите се намират във всички видове клетки, дори в прокариотите (въпреки че са незначителни). Някои рибозоми са свободни в цитоплазмата, а други са прикрепени към грубия ендоплазмен ретикулум.
- Цитоплазма. Това е водната среда, в която се намират различните органели на клетката. Цитоплазмата се състои от цитозола, водната част без органели, която съдържа разтворени вещества, и цитоскелета, мрежа от нишки, която придава форма на клетката.
В допълнение към наличието на ядро, една от отличителните характеристики на еукариотната клетка е наличието на органели или субклетъчни отделения, заобиколени от мембрана, които имат специализирани функции. Някои са:
- лизозоми. Те са везикули, пълни с ензими храносмилателни системи, присъстващи изключително в животинските клетки. Процесите на клетъчно храносмилане се извършват в лизозоми, катализирани от съдържащите се в тях ензими.
- митохондриите. Те са органелите, където протича процесът на клетъчно дишане. Те са заобиколени от двойна мембрана, която позволява на клетката да получава енергията, от която се нуждае, за да изпълнява функциите си. Митохондриите присъстват във всички видове еукариотни клетки и техният брой варира в зависимост от техните нужди: клетките с високи енергийни изисквания са склонни да имат по-голям брой митохондрии.
- Хлоропласти Те са органелите, в които се извършва фотосинтезата, и представляват сложна система от мембрани. Основният компонент на тези органели е хлорофилът, зелен пигмент, който участва във фотосинтетичния процес и му позволява да улавя слънчева светлина. Хлоропластите са уникални за фотосинтетичните клетки, така че присъстват във всички растения и водорасли, чиито цвят Характерно зелено се придава от наличието на хлорофил.
- Вакуола. Те са вид голям жлъчен мехур, който съхранява Вода, минерални соли и други вещества, които се намират само в растителните клетки. Вакуолата поддържа клетъчната форма и осигурява подкрепа на клетката, освен че участва във вътреклетъчното движение на веществата. Животинските клетки имат вакуоли, но те са по-малки и в по-голямо количество.
- Центриоли. Те са тръбни структури, намиращи се изключително в животински клетки. Те участват в отделянето на хромозоми по време на процеса на клетъчно делене.
- Ендоплазмения ретикулум. Това е мембранна система, която продължава с клетъчното ядро и се простира в цялата клетка. Неговата функция е свързана със синтеза на съединения, предназначени главно за външната страна на клетката. Ендоплазменият ретикулум се разделя на грапав и гладък в зависимост от наличието или отсъствието на рибозоми по повърхността му: грубият ретикулум съдържа рибозоми и е отговорен главно за синтеза на протеини за износ, докато гладкият ретикулум е свързан главно с метаболитните пътища на на липиди.
- Апарат на Голджи. Това е органел, съставен от набор от сплескани дискове и торбички, наречени цистерни. Функцията на апарата Голджи е свързана с модификацията и пакетирането на протеини и други биомолекули (като въглехидрати и липиди) за секреция или транспорт.
Разлика между еукариотна клетка и прокариотна клетка
Основните разлики между тези два типа клетки са:
- Основно присъствие. Най-важната разлика е, че при прокариотите генетичният материал е разпръснат в цитоплазмата в област, наречена нуклеоид, вместо в ядрото, както е при еукариотите.
- Тип ДНК. Прокариотите имат единична кръгла ДНК молекула, която не е свързана с протеини, поради което често се нарича "гола, кръгова ДНК". От своя страна генетичният материал на еукариотите има линейна форма и е свързан с протеини, образувайки хроматин (или хромозоми, когато клетката е на път да влезе в клетъчно делене). Всеки вид еукариотен организъм има характерен брой хромозоми.
- размер. Еукариотните клетки са значително по-големи по размер (10-100 µm) от обикновените прокариотни клетки (0,2-2,0 µm).
- конституция. Повечето еукариотни организми са многоклетъчни, докато всички прокариоти са едноклетъчни. Въпреки това си струва да се помни, че има някои едноклетъчни еукариотни организми, като парамеция и дрожди.
- Размножаване. Прокариотите се възпроизвеждат безполово (чрез бинарно делене), докато еукариотите имат и двете полово размножаване (чрез мейоза, пораждаща гамети или полови клетки) като безполов (за митоза).
- Клетъчни органели. Еукариотните клетки представят органели със специфични мембрани и функции, като напр митохондрии, лизозоми или хлоропласти.