Jaga:
Eukarüootsete rakkude omadused, liigid, osad, ainevahetus
The eukarüootsed rakud on organismi laia liini struktuurikomponendid, mida iseloomustavad rakud, mille südamik on membraani poolt piiritletud ja millel on organellide komplekt..
Eukarüootide kõige silmapaistvamate organellide hulgas on mitokondrid, kes vastutavad rakulise hingamise ja teiste energiatootmise ja kloroplastidega seotud radade eest, mis leiduvad taimedes ja vastutavad fotosünteesiprotsessi eest..
Peale selle on teisi eukarüootidele omaseid struktuure, mis on piiratud membraanidega nagu Golgi aparaat, endoplasmaatiline retikulul, vakuolid, lüsosoomid, peroksisoomid..
Eukarüootide osaks olevad organismid on üsna heterogeensed, nii suuruses kui ka morfoloogias. Rühm koosneb ühikulistest algloomadest ja mikroskoopilistest pärmidest taimedele ja suurtele loomadele, kes elavad süvameres.
Eukarüootid eristatakse prokarüootidest peamiselt tuuma ja teiste sisemiste organellide juuresolekul, lisaks geneetilise materjali kõrgele korraldusele. Võib öelda, et eukarüootid on palju keerulisemad nii struktuursete kui ka funktsionaalsete aspektide puhul.
Indeks
- 1 Üldised omadused
- 2 osa (organellid)
- 2.1
- 2.2 Mitokondrid
- 2.3 Kloroplastid
- 2.4 Endoplasmaatiline retiikulum
- 2.5 Golgi seade
- 3 Eukarüootsed organismid
- 3.1 Üheosaline
- 3.2 Taimed
- 3.3 Seened
- 3.4 Loomad
- 4 Eukarüootsete rakkude tüübid
- 4.1 Neuronid
- 4.2 Lihasrakud
- 4.3 Kõhre rakud
- 4.4 Vererakud
- 5 Ainevahetus
- 6 Erinevused prokarüootidega
- 6.1 Suurus
- 6.2 Organellide olemasolu
- 6.3
- 6.4 DNA
- 6.5 Rakkude jagamise protsessid
- 6.6 Tsütoskelett
- 7 Viited
Üldised omadused
Kõige olulisemad eukarüootset rakku iseloomustavad omadused on: määratletud tuuma olemasolu geneetilise materjaliga (DNA), subcellulaarsed organellid, mis täidavad konkreetseid ülesandeid, ja tsütoskelett.
Seega on mõnedel liinidel erilised omadused. Näiteks on taimedel kloroplastid, suur vacuole ja paks tselluloossein. Seentes on kitiini seina iseloomulik. Lõpuks on loomarakkudel sentrioolid.
Samamoodi on protistides ja seentes ühesuunalised eukarüootsed organismid.
Pooled (organellid)
Eukarüootide üheks eristavaks omaduseks on membraaniga ümbritsetud organellide või subtsellulaarsete sektsioonide olemasolu. Kõige silmatorkavamate seas on meil:
Tuum
Tuum on eukarüootsetes rakkudes kõige nähtavam struktuur. Seda piirab topelt poorne lipiidmembraan, mis võimaldab ainete vahetamist tsütoplasma ja tuuma sisemuse vahel..
Kõigi rakuliste protsesside koordineerimise eest vastutab organelle, kuna see sisaldab kõiki vajalikke juhiseid DNA-s, mis võimaldab teostada tohutut erinevaid protsesse.
Tuum ei ole täiesti sfääriline ja staatiline organell, mille sees on DNA hajutatud juhuslikult. See on peene keerukuse struktuur koos erinevate komponentidega, nagu tuumaümbris, kromatiin ja nukleiin.
Tuumas on ka teisi organeid, nagu Cajal'i kehad ja PML-kehad (inglise keelest: promüelotsüütiline leukeemia).
Mitokondrid
Mitokondrid on organellid, mis on ümbritsetud topeltmembraanisüsteemiga ja mida leidub nii taimedes kui loomades. Mitokondrite arv raku kohta varieerub vastavalt selle vajadustele: kõrge energiavajadusega rakkudes on see arv suhteliselt suurem.
Mitokondrites toimuvad metaboolsed teed on: sidrunhappe tsükkel, elektrooniline transport ja oksüdatiivne fosforüülimine, rasvhapete beetaoksüdatsioon ja aminohapete lagunemine..
Kloroplastid
Kloroplastid on taimedele ja vetikatele tüüpilised organellid, millel on kompleksne membraanisüsteem. Kõige olulisem on klorofüll, roheline pigment, mis osaleb otseselt fotosünteesis.
Lisaks fotosünteesiga seotud reaktsioonidele võivad kloroplastid tekitada ATP-d, sünteesida muu hulgas aminohappeid, rasvhappeid. Hiljutised uuringud on näidanud, et see osa on seotud ainete tekitamisega patogeenide vastu.
Nagu mitokondrid, on kloroplastidel ringikujuline oma geneetiline materjal. Evolutsioonilisest vaatenurgast on see asjaolu tõendiks, mis toetab teoreetilist võimalikku endosümbiotilist protsessi, mis tekitas mitokondrid ja kloroplastid.
Endoplasmaatiline retiikulum
Retiikulum on membraanide süsteem, mida jätkatakse tuumaga ja mis ulatub kogu rakku labürindi kujul..
See on jaotatud siledaks endoplasmaatiliseks retikuluks ja töötlemata endoplasmaatiliseks retikuluks, sõltuvalt selles sisalduvatest ribosoomidest. Töötlemata retikuliit vastutab peamiselt valkude sünteesi eest - tänu ankurdatud ribosoomidele. Samal ajal on sujuv seotud lipiidide metaboolsete radadega
Golgi aparaadid
See koosneb mitmest lamedast kettast, mida nimetatakse "Golgia tsisternideks". See on seotud valkude sekretsiooniga ja modifitseerimisega. Samuti osaleb see teiste biomolekulide, näiteks lipiidide ja süsivesikute sünteesil.
Eukarüootsed organismid
1980. aastal suutis teadlane Carl Woese ja kaastöötajad luua elusolendite vahelisi suhteid molekulaarsete meetoditega. Mitme teerajajaga eksperimentide abil õnnestus neil luua kolm domeeni (mida nimetatakse ka "super kuningriikideks"), jättes maha viie kuningriigi traditsioonilise nägemuse.
Woese tulemuste järgi võime maa eluvorme liigitada kolme silmatorkavasse rühma: Archaea, Eubacteria ja Eukarya.
Eukarjas domeenis on organismid, mida me teame eukarüootidena. See sugupuu on väga mitmekesine ja hõlmab rida organisme, nii ühikulisi kui ka pluritsellulaarseid..
Unicellular
Üherakulised eukarüootid on äärmiselt keerulised organismid, kuna neil peab olema ühes rakus kõik eukarüootide tüüpilised funktsioonid. Algloomad on ajalooliselt klassifitseeritud rhizopodsi, siliaatidena, lipukestena ja sporozoanidena.
Näitena on meil euglenas: fotosünteesi liigid, mis on võimelised liikuma läbi lipukese.
Samuti on tsiliidsed eukarüootid, nagu kuulus perekonnale kuuluv paramecia Paramekium. Neil on tüüpiline kinga kuju ja liikumine tänu paljude ripsmete olemasolule.
Selles rühmas on ka inimeste ja teiste loomade patogeensed liigid, näiteks sugu Trypanosoom. Sellele parasiitide rühmale on iseloomulik piklik keha ja tüüpiline lipulaat. Need on Chagase tõve põhjus (Trypanosoma cruzi) ja unetushaigus (Trypanosoma brucei).
Sugu Plasmodium see on malaaria või malaaria põhjuslik vahend inimestel. See haigus võib olla surmav.
On ka ühekomponentsed seened, kuid selle rühma kõige silmapaistvamaid omadusi kirjeldatakse hiljem.
Taimed
Kõik taimede suured keerukused, mida me iga päev jälgime, kuuluvad eukarüootsele sugupuule, rohust ja rohust kuni komplekside ja suurte puudeni..
Nende indiviidide rakke iseloomustab tselluloosist koosnev raku sein, mis annab struktuuri jäikuse. Lisaks on neil kloroplastid, mis sisaldavad kõiki fotosünteetiliseks protsessiks vajalikke biokeemilisi elemente.
Taimed kujutavad endast väga mitmekesiste organismide rühma, millel on keerulised elutsüklid, mida oleks võimatu hõlmata mõningate omadustega.
Seened
Mõistet "seene" kasutatakse erinevate organismide, näiteks vormide, pärmide ja seente tootmiseks, tähistamiseks..
Sõltuvalt liigist võib ta reprodutseerida seksuaalset või ebatavalist viisi. Neid iseloomustab peamiselt spooride tootmine: väikesed latentsed struktuurid, mis võivad areneda, kui keskkonnatingimused on piisavad.
Võib arvata, et nad on taimedega sarnased, sest mõlemat iseloomustab elutähtis eluviis, st nad ei liigu. Kuid seente puuduvad kloroplastid ja neil ei ole fotosünteesi läbiviimiseks vajalikke ensümaatilisi masinaid.
Nende toit on heterotroofne, nagu enamik loomi, nii et nad peaksid otsima energiaallikat.
Loomad
Loomad kujutavad endast ligi miljoni liigi rühma, mis on kataloogitud ja õigesti klassifitseeritud, kuigi zooloogid arvavad, et tegelik väärtus võib läheneda 7 või 8 miljonile. Need on nii mitmekesised rühmad kui eespool mainitud.
Neid iseloomustab heterotroofne (nad otsivad oma toitu) ja neil on märkimisväärne liikuvus, mis võimaldab neil liikuda. Selle ülesande täitmiseks on neil mitmeid erinevaid liikumismehhanisme, mis võimaldavad neil liikuda maal, vees ja õhus..
Morfoloogia osas leidsime uskumatult heterogeensed rühmad. Kuigi me võiksime jagada selgrootuid ja selgroogseid, kus neid eristav omadus on selg ja selgroo olemasolu.
Selgrootute sees on meil porifera, cnidarians, annelids, nematoodid, lumelindid, lülijalgsed, molluskid ja okasnahksed. Kuigi selgroogsetel on rohkem tuntud rühmi, nagu kalad, kahepaiksed, roomajad, linnud ja imetajad.
Eukarüootsete rakkude tüübid
Eukarüootsete rakkude mitmekesisus on suur. Kuigi võib arvata, et kõige keerulisemad on loomadel ja taimedel, on see vale. Suurimat keerukust täheldatakse protistorganismides, millel peavad olema kõik elemendid, mis on vajalikud eluks, mis on piiratud ühe rakuga.
Evolutsiooniline tee, mis viis mitmerakuliste organismide ilmumiseni, tõi kaasa vajaduse jagada individuaalsed ülesanded, mida tuntakse rakkude diferentseerumisena. Seega vastutab iga rakk piiratud arvu tegevuste eest ja omab morfoloogiat, mis võimaldab seda teostada.
Gameti sulandumise või viljastamise protsessis läbib saadud zygoot mitmeid järgnevaid rakkude jagunemisi, mis toovad kaasa rohkem kui 250 rakutüübi moodustumise..
Loomadel suunavad embrüo järgsed diferentseerumisradad signaale, mis saadakse keskkonnast ja sõltuvad suuresti keskkonna seisundist arenevas organismis. Kõige olulisemate rakutüüpide hulgas on meil:
Neuronid
Neuronid või erirakud närvisüsteemi impulssjuhtivuses, mis on närvisüsteemi osa.
Lihasrakud
Skeleti lihasrakud, millel on kontraktiilsed omadused ja mis on joondatud kiudude võrgustikus. Need võimaldavad loomade tüüpilist liikumist, näiteks jooksmist või kõndimist.
Kõhre rakud
Rõhurakud on spetsialiseerunud toetamisele. Sel põhjusel on neid ümbritsetud kollageeni sisaldava maatriksiga.
Vererakud
Vere rakulised komponendid on punased ja valged verelibled ja vereliistakud. Esimesed on kettakujulised, puuduvad tuum, kui nad on küpsed ja neil on funktsioon hemoglobiini transport. Valged verelibled osalevad vere hüübimisprotsessis immuunvastuses ja trombotsüütides.
Metabolism
Eukarüootidel on mitmeid metaboolseid radasid, nagu glükolüüs, pentoosfosfaatide teed, rasvhapete beetaoksüdatsioon, mis on korraldatud konkreetsetes rakupiirkondades. Näiteks genereeritakse ATP mitokondrites.
Taimrakkudel on iseloomulik ainevahetus, kuna neil on päikesevalguse võtmiseks ja orgaaniliste ühendite tekitamiseks vajalikud ensüümimasinad. See protsess on fotosüntees ja muundab need autotroofseteks organismideks, mis suudavad sünteesida nende ainevahetuse nõutavaid energilisi komponente.
Taimedel on spetsiifiline rada, mida nimetatakse glükoksülaattsükliks, mis toimub glioksisoomis ja vastutab lipiidide muundamise eest süsivesikuteks.
Loomadele ja seentele on iseloomulik, et nad on heterotroofsed. Need liigid ei suuda toota oma toitu, nii et nad peavad seda aktiivselt otsima ja seda halvendama.
Erinevused prokarüootidega
Eukarüootsete ja prokarüootide vaheline oluline erinevus on membraani poolt piiritletud tuuma olemasolu, mis on määratletud esimeses organismirühmas..
Selle järelduse saame uurida mõlema termini etümoloogiat: prokarüoot pärineb juurtest pro mis tähendab "enne" ja karyon mis on tuum; samas kui eukarüootne viitab "tõelise tuuma" olemasolule (eu mis tähendab "tõsi" ja karyon mis tähendab südamikku
Siiski leiame teada, et ühekordsed eukarüootid (st kogu organism on üksik rakk) Paramekium või pärmid. Samamoodi leiame mitmetahulisi eukarüootseid organisme (mis koosnevad rohkem kui ühest rakust) nagu loomad, sealhulgas inimesed.
Fossiilsete andmete kohaselt on võimalik järeldada, et eukarüootid on arenenud prokarüootidest. Seetõttu on loogiline eeldada, et mõlemal rühmal on sarnased omadused, nagu näiteks rakumembraani olemasolu, ühised metaboolsed teed. Järgnevalt kirjeldatakse kõige selgemaid erinevusi mõlema rühma vahel:
Suurus
Tavaliselt on eukarüootsed organismid suuremad kui prokarüootid, kuna nad on palju keerulisemad ja neil on rohkem rakulisi elemente.
Prokarüootide läbimõõt on keskmiselt vahemikus 1 kuni 3 μm, eukarüootne rakk võib olla suurusjärgus 10 kuni 100 μm. Kuigi sellest reeglist on märkimisväärseid erandeid.
Organellide olemasolu
Prokarüootsetes organismides ei ole rakumembraaniga piiritletud struktuure. Need on äärmiselt lihtsad ja neil puuduvad need sisemised organid.
Tavaliselt on ainukesed membraanid, mis prokarüootidel on, vastutavad organismi piiritlemise eest väliskeskkonnaga (pange tähele, et see membraan esineb ka eukarüootides).
Tuum
Nagu eespool mainitud, on tuumade olemasolu võtmetegur, et diskrimineerida mõlemat rühma. Prokarüootides ei piira geneetilist materjali ükski bioloogiline membraan.
Seevastu on eukarüootid rakud, millel on keeruline sisekujundus ja mis sõltuvad rakutüübist konkreetsed organellid, mida kirjeldati üksikasjalikult eelmises osas. Need rakud esinevad tavaliselt ühe tuumaga, millel on iga geeni kaks koopiat - nagu enamikus inimese rakkudes.
Eukarüootides on DNA (deoksüribonukleiinhape) väga erinevatel tasanditel organiseeritud. See pikk molekul on seotud valkudega, mida nimetatakse histoonideks, ja see on tihendatud sellisele tasemele, et see on võimeline sisenema väikesesse tuuma, mida võib täheldada kromosoomidena teatud rakkude jagunemise punktis..
Prokarüootidel ei ole neid keerulisi organisatsiooni tasandeid. Üldiselt esitatakse geneetiline materjal ühe ringikujulise molekulina, mis võib kleepuda rakku ümbritseva biomembraani külge.
Kuid DNA molekuli ei jaotata juhuslikult. Kuigi see ei ole membraani pakitud, paikneb geneetiline materjal piirkonnas, mida nimetatakse nukleoidiks.
Mitokondrid ja kloroplastid
Mitokondrite konkreetsel juhul on need rakulised organellid, kus leidub rakkude hingamise protsesside jaoks vajalikke valke. Prokarüootid, mis peavad sisaldama neid ensüüme oksüdatiivsete reaktsioonide jaoks, on ankurdatud plasmamembraani.
Samamoodi, juhul kui prokarüootne organism on fotosünteetiline, viiakse protsess läbi kromatofoorides..
Ribosoomid
Ribosoomid on struktuurid, mis vastutavad messenger RNA translatsiooni eest valkudena, mida molekul kodeerib. Nad on küllaltki suured, näiteks tavaline bakter, näiteks Escherichia coli, võib omada kuni 15 000 ribosoomi.
Te saate eristada kahte üksust, mis moodustavad ribosoomi: suur ja alaealine. Prokarüootset liini iseloomustab 70S ribosoomide esitamine, mis koosneb suurest 50S subühikust ja väikesest 30S subühikust. Vastupidi, eukarüootides koosnevad nad suurest 60S-i alaühikust ja väikestest 40S-i alaühikutest.
Prokarüootides on ribosoomid tsütoplasmas hajutatud. Kuigi eukarüootides on need ankurdatud membraanide külge, nagu see on töötlemata endoplasmaatilises retiikulumis.
Tsütoplasma
Prokarüootsetes organismides esinev tsütoplasm kujutab endast ribosoomide olemasolu tõttu enamasti granulaarset välimust. Prokarüootides toimub tsütoplasmas DNA süntees.
Rakuseina olemasolu
Nii prokarüootsed kui ka eukarüootsed organismid on nende väliskeskkonnast piiritletud lipiidse loodusega kahekordse bioloogilise membraaniga. Kuid rakusein on rakk, mis ümbritseb rakku ja mis esineb ainult prokarüootses rühmas, taimedes ja seentes..
See sein on jäik ja kõige intuitiivsem üldine ülesanne on kaitsta rakku keskkonna stressi ja võimalike osmootiliste muutuste eest. Koostise tasemel on see seina nendes kolmes rühmas täiesti erinev.
Bakterite seina moodustab ühend, mida nimetatakse peptidoglükaaniks, moodustades kaks struktuurset plokki, mis on seotud β-1,4: N-atsetüül-glükoosamiini ja N-atsetüülmuramiinhappe sidemetega.
Taimedes ja seentes - mõlemas eukarüootides - varieerub ka seina koostis. Esimeses rühmas on tselluloos, polümeer, mis on moodustatud korduvate glükoosisisaldusega suhkrutega, samas kui seentel on kitiini seinad ja muud elemendid nagu glükoproteiinid ja glükaanid. Pange tähele, et kõigil seentel ei ole rakuseina.
DNA
Eukarüootide ja prokarüootide vaheline geneetiline materjal ei erine mitte ainult tihendamise viisist, vaid selle struktuurist ja kogusest..
Prokarüootidele on iseloomulik vähene DNA sisaldus, ulatudes 600 000 aluspaarist kuni 8 miljoni euroni. See tähendab, et nad saavad koodi 500 kuni paar tuhat valku.
Intronid (DNA järjestused, mis ei kodeeri valke ja häirivad geene) esinevad eukarüootides ja mitte prokarüootides..
Geenide horisontaalne ülekandmine on prokarüootides oluline protsess, samas kui eukarüootides see praktiliselt puudub.
Rakkude jagamise protsessid
Mõlemas rühmas suureneb raku maht kuni piisava suuruse saavutamiseni. Eukarüootid teostavad jagunemise mitoosi kompleksse protsessiga, mille tulemuseks on kaks sarnase suurusega tütarrakku.
Mitoosi funktsioon on tagada iga rakkude jagunemise järel sobiv arv kromosoome.
Erandiks sellest protsessist on pärmide, eriti perekonna rakkude jagunemine Saccharomyces, kus jagunemine toob kaasa väiksema suurusega tütarraku, kuna see moodustub "väljaulatuvuse" abil..
Prokarüootsed rakud ei põhjusta rakkude jagunemist mitoosi tõttu - tuumade puudumise sisemine tagajärg. Nendes organismides toimub jagunemine binaarse jagunemise teel. Seega kasvab ja jaguneb rakk kaheks võrdseks osaks.
Eukarüootides, näiteks tsentomeerides, osalevad raku jagunemisel teatud elemendid. Prokarüootide puhul ei ole nendele analooge ja ainult mõned bakteriliigid omavad mikrotuubuleid. Seksuaalset tüüpi reprodutseerimine on tavaline eukarüootides ja ebatavaline prokarüootides.
Tsütoskelett
Eukarüootidel on tsütoskeleti tasandil väga keeruline organisatsioon. See süsteem koosneb kolme tüüpi kiududest, mis on klassifitseeritud nende läbimõõdu järgi mikrokiudude, vahefilamentide ja mikrotuubulite järgi. Lisaks on selle süsteemiga seotud valke, millel on mootori omadused.
Eukarüootidel on mitmeid pikendusi, mis võimaldavad rakul oma keskkonnas liikuda. Need on lipud, mille kuju sarnaneb piitsaga ja liikumine on eukarüootides ja prokarüootides erinev. Silmad on lühemad ja tavaliselt suured.
Viited
- Birge, E. A. (2013). Bakterite ja bakteriofaagi geneetika. Springer Science & Business Media.
- Campbell, M. K., ja Farrell, S. O. (2011). Biokeemia.
- Cooper, G. M., & Hausman, R.E.. Rakk: molekulaarne lähenemine. Sinauer Associates.
- Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Kutse bioloogiasse. Macmillan.
- Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W.C. & Garrison, C. (2001). Zooloogia integreeritud põhimõtted. McGraw-Hill.
- Karp, G. (2009). Rakkude ja molekulaarbioloogia: mõisted ja katsed. John Wiley & Sons.
- Pontón, J. (2008). Seente seina ja anidulafungiini toimemehhanismi. Rev Iberoam Micol, 25, 78-82.
- Vellai, T., & Vida, G. (1999). Eukarüootide päritolu: erinevus prokarüootsete ja eukarüootsete rakkude vahel. Royal Society B: Bioloogilised teadused, 266(1428), 1571-1577.
- Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Biokeemia. Ed. Panamericana Medical.
- Nädalad, B. (2012). Alcamo mikroobid ja ühiskond. Jones & Bartlett Publishers.