EUKARIOTSKE STANICE: KARAKTERISTIKE, VRSTE, DIJELOVI, METABOLIZAM - BIOLOGIJA

Su eukariotske stanice su strukturne komponente širokom linije organizama, naznačen time što stanice s jezgrom omeđen membrane i koji ima skup organele.

Među najistaknutijim organelama eukariota imamo mitohondrije, odgovorne za stanično disanje i druge putove povezane s stvaranjem energije i kloroplasta, koji se nalaze u biljkama i odgovorni su za proces fotosinteze.

Životinjska eukariotska stanica. Izvor: Autor Nikol valentina romero ruiz, s Wikimedia Commons

Uz to, postoje i druge strukture ograničene membranama kao što su Golgijev aparat, endoplazmatski retikulum, vakuole, lizosomi, peroksisomi, između ostalog, koji su jedinstveni za eukariote.

Organizmi koji su dio eukariota su prilično heterogeni, i po veličini i po morfologiji. Skupina se kreće od jednostaničnih protozoja i mikroskopskih kvasca do biljaka i velikih životinja koje naseljavaju duboko more.

Eukarioti se razlikuju od prokariota uglavnom po prisutnosti jezgre i drugih unutarnjih organela, osim što imaju visoku organizaciju genetskog materijala. Može se reći da su eukarioti mnogo složeniji u različitim aspektima, strukturnim i funkcionalnim.

Opće karakteristike

Najvažnije karakteristike koje definiraju eukariotsku stanicu su: prisutnost definiranog jezgra s genetskim materijalom (DNA) iznutra, subcelularni organeli koji obavljaju određene zadatke i citoskelet.

Dakle, neke loze imaju posebne karakteristike. Na primjer, biljke imaju kloroplaste, veliku vakuolu i debeli zid celuloze. Kod gljivica je stijena himinska stijenka. I na kraju, životinjske stanice imaju centriole.

Slično tome, postoje eukariotski jednostanični organizmi unutar protista i gljiva.

Dijelovi (organele)

Jedna od karakterističnih karakteristika eukariota je prisutnost organela ili subcelijskih odjeljaka okruženih membranom. Među najvidljivijim:

srž

Eukariotska zastupljenost ljudskih stanica. Možete vidjeti srž

Jezgro je najvidljivija struktura u eukariotskim stanicama. Ograničena je dvostrukom poroznom lipidnom membranom koja omogućava razmjenu tvari između citoplazme i nuklearne unutrašnjosti.

Organela je zadužena za koordinaciju svih staničnih procesa, jer sadrži sve potrebne upute u DNK koje omogućuju ogromne raznolike procese.

Jezgro nije savršeno sferična i statična organela s DNK nasumično raspoređenim unutar nje. To je struktura izuzetne složenosti s različitim komponentama kao što su: nuklearna ovojnica, kromatin i nukleolus.

Postoje i druga tijela unutar jezgre, kao što su Cajal tijela i PML tijela (promielocitna leukemija).

Mitohondriji

Mitohondrije su organele okružene dvostrukim membranskim sustavom, a nalaze se i u biljkama i u životinjama. Broj mitohondrija po ćeliji varira ovisno o njezinim potrebama: u stanicama s visokim energetskim potrebama broj je relativno veći.

Metabolički putevi koji se odvijaju u mitohondrijama su: ciklus limunske kiseline, transport elektrona i oksidativna fosforilacija, beta oksidacija masnih kiselina i razgradnja aminokiselina.

kloroplasta

Kloroplasti su tipične organele biljaka i algi koje predstavljaju složene membranske sustave. Najvažniji sastojak je klorofil, zeleni pigment koji izravno sudjeluje u fotosintezi.

Uz reakcije povezane s fotosintezom, kloroplasti mogu stvoriti ATP, sintetizirati aminokiseline, masne kiseline, među ostalim. Nedavna istraživanja pokazala su da je ovaj odjeljak povezan s proizvodnjom tvari protiv patogena.

Poput mitohondrija, kloroplasti imaju svoj genetski materijal, u kružnom obliku. S evolucijskog stajališta, ta činjenica je dokaz koji podupire teoriju mogućeg endosimbiotskog procesa koji je stvorio mitohondrije i kloroplaste.

Endoplazmatski retikulum

Retikulum je sustav membrana koji se nastavlja jezgrom i koji se proteže cijelom stanicom u obliku labirinta.

Podijeljen je na glatki endoplazmatski retikulum i grubi endoplazmatski retikulum, ovisno o prisutnosti ribosoma u njemu. Grubi retikulum prvenstveno je odgovoran za sintezu proteina - zahvaljujući usidrenim ribosomima. Glatki se sa svoje strane odnosi na metaboličke putove lipida

Golgijev aparat

Sastoji se od niza spljoštenih diskova nazvanih „Golgijske cisterne“. Povezana je s izlučivanjem i modificiranjem proteina. Također sudjeluje u sintezi drugih biomolekula, poput lipida i ugljikohidrata.

Eukariotski organizmi

1980. godine, istraživač Carl Woese i suradnici uspjeli su uspostaviti odnose između živih bića pomoću molekularnih tehnika. Kroz niz pionirskih eksperimenata uspjeli su uspostaviti tri domene (koje se nazivaju i "super carstva"), a iza njih su ostavili tradicionalni pogled na pet područja.

Prema Woeseovim rezultatima, žive oblike zemlje možemo svrstati u tri vidljive skupine: Archaea, Eubacteria i Eukarya.

U domeni Eukarije nalaze se organizmi koje znamo kao eukariote. Ova loza je široko raznolika i obuhvaća niz i jednoćelijskih i višećelijskih organizama.

jednoćelijski

Jednoćelijski eukarioti su izuzetno složeni organizmi, jer moraju u jednoj stanici posjedovati sve tipične funkcije eukariota. Protozoi su povijesno klasificirani kao rizopodi, ciliati, flagelati i sporozoi.

Kao najistaknutije primjere navodimo euglenu: fotosintetske vrste koje se mogu kretati kroz flagellum.

Postoje i cilirani eukarioti, poput poznatih paramecija koje pripadaju rodu Paramecium. Oni imaju tipičan oblik papuča i kreću se zahvaljujući prisutnosti brojnih cilija.

U ovu skupinu spadaju i patogene vrste ljudi i drugih životinja, kao što je rod Trypanosoma. Ovu skupinu parazita karakterizira izduženo tijelo i tipičan flagellum. Uzrok su Chagasove bolesti (Trypanosoma cruzi) i bolesti spavanja (Trypanosoma brucei).

Rod Plasmodium uzročnik je malarije ili malarije u ljudi. Ova bolest može biti kobna.

Postoje i jednoćelijske gljive, ali najistaknutije karakteristike ove skupine bit će opisane u kasnijim odjeljcima.

Bilje

Sva velika složenost biljaka koju svakodnevno promatramo pripada eukariotskoj lozi, od trava i trava do složenih i velikih stabala.

Stanice ovih jedinki karakteriziraju stanična stijenka sastavljena od celuloze koja strukturi daje krutost. Uz to, imaju kloroplaste koji sadrže sve biokemijske elemente potrebne za odvijanje fotosintetskog procesa.

Biljke predstavljaju vrlo raznoliku skupinu organizama, sa složenim životnim ciklusima koje je nemoguće obuhvatiti u samo nekoliko karakteristika.

gljive

Izraz "gljiva" koristi se za označavanje različitih organizama kao što su plijesni, kvasci i pojedinci koji su sposobni stvarati gljive.

Ovisno o vrsti, mogu se razmnožavati seksualno ili aseksualno. Karakterizira ih uglavnom proizvodnja spora: male latentne strukture koje se mogu razviti kada su pogodni okolišni uvjeti.

Moglo bi se pomisliti da su slične biljkama, jer oboje karakterizira vođenje sjedećeg načina života, odnosno ne kreću se. Međutim, gljivicama nedostaje kloroplasta i nemaju potreban enzimatski mehanizam za provođenje fotosinteze.

Njihov način prehrane je heterotrofan, kao i većina životinja, pa moraju tražiti izvor energije.

životinje

Životinje predstavljaju skupinu koju čine gotovo milijun vrsta koje su katalogizirane i ispravno klasificirane, iako zoolozi procjenjuju da bi prava vrijednost mogla biti bliža 7 ili 8 milijuna. Jednako su raznolika skupina kao i gore spomenute.

Karakterizira ih heterotrofnost (traže vlastitu hranu) i imaju izuzetnu pokretljivost koja im omogućuje kretanje. Za ovaj zadatak imaju niz različitih mehanizama za kretanje, koji im omogućuju kretanje po zemlji, vodi i zraku.

S obzirom na njihovu morfologiju, nalazimo nevjerojatno heterogene skupine. Iako bismo mogli napraviti podjelu na beskralježnjake i kralježnjake, gdje je karakteristika koja ih razlikuje prisutnost kralježnjaka i notokorda.

Među beskralješnjacima imamo porifere, cnidarijane, annelide, nematode, ravne crve, člankonoše, mekušce i iglokožce. Dok kralježnjaci uključuju poznatije skupine poput riba, vodozemaca, gmazova, ptica i sisavaca.

Eukariotske vrste stanica

Velika je raznolikost eukariotskih stanica. Iako biste mogli pomisliti da se najsloženije nalaze u životinjama i biljkama, to nije ispravno. Najveća složenost uočena je kod protističkih organizama koji moraju imati sve elemente potrebne za život zatvorene u jednoj stanici.

Evolucijski put koji je doveo do pojave višećelijskih organizama donio je sa sobom potrebu raspodjele zadataka unutar pojedinca, što je poznato i kao diferencijacija stanica. Dakle, svaka je stanica odgovorna za niz ograničenih aktivnosti i ima morfologiju koja joj omogućuje da ih provede.

Kako se odvija proces fuzije ili oplodnje gamete, rezultirajuća zigota prolazi kroz niz sljedećih staničnih dioba koje će dovesti do stvaranja više od 250 tipova stanica.

U životinjama se diferencijacijski putevi koje slijedi zametak usmjeravaju signalima koje on prima iz okoline i u velikoj mjeri ovisi o njegovom položaju u organizmu u razvoju. Među najistaknutijim tipovima stanica imamo:

neuroni

Neuroni ili stanice specijalizirani za provođenje živčanog impulsa koji su dio živčanog sustava.

Mišićne stanice

Stanice skeletnih mišića koje imaju kontraktilna svojstva i poredane su u mrežu niti. Oni omogućuju tipične pokrete životinja kao što su trčanje ili hodanje.

Stanice hrskavice

Stanice hrskavice specijalizirane su za podršku. Iz tog razloga okruženi su matricom koja ima kolagen.

Krvne stanice

Stanični sastojci krvi su crvena i bijela krvna zrnca i trombociti. Prve su u obliku diska, nemaju jezgru kad sazriju i imaju funkciju prijevoza hemoglobina. Bijela krvna zrnca sudjeluju u imunološkom odgovoru, a trombociti u procesu zgrušavanja krvi.

Metabolizam

Eukarioti predstavljaju niz metaboličkih puteva kao što su glikoliza, pentoz fosfatni put, beta oksidacija masnih kiselina, među ostalim, organizirani u specifičnim staničnim odjeljcima. Na primjer, ATP nastaje u mitohondrijama.

Biljne stanice imaju karakterističan metabolizam, budući da imaju potrebnu enzimsku mehanizaciju za sunčanje i stvaranje organskih spojeva. Ovaj proces je fotosinteza i pretvara ih u autotrofne organizme koji mogu sintetizirati energetske komponente potrebne njihovim metabolizmom.

Biljke imaju specifičan put koji se naziva ciklus glikoksilata koji se javlja u glioksizomu i odgovoran je za pretvorbu lipida u ugljikohidrate.

Životinje i gljivice su karakteristični po tome što su heterotrofi. Ove loze nisu u stanju proizvesti vlastitu hranu, pa je moraju aktivno tražiti i degradirati.

Razlike kod prokariota

Ključna razlika između eukariota i prokariota je prisutnost jezgra omeđenog membranom i definirano u prvoj skupini organizama.

Do ovog zaključka možemo doći ispitivanjem etimologije oba termina: prokariot dolazi iz korijena pro što znači "prije", a karion koji je jezgro; dok se eukariot odnosi na prisustvo "istinskog jezgra" (eu što znači "istinsko" i kariona što znači jezgro)

Međutim, nalazimo jednoćelijske eukariote (to jest, čitav organizam je jedna stanica), poput dobro poznatih Paramecijuma ili kvasca. Na isti način nalazimo višećelijske eukariotske organizme (koji se sastoje od više od jedne stanice) poput životinja, uključujući ljude.

Prema zapisu o fosilima, moglo se zaključiti da su eukarioti evoluirali iz prokariota. Stoga je logično pretpostaviti da obje skupine imaju slične karakteristike, poput prisutnosti stanične membrane, zajedničkih metaboličkih putova. Niže vidljive razlike između dviju skupina bit će opisane u nastavku:

Izvor: Autor nije pružio strojno čitljiv autor. Mortadelo2005 pretpostavio (na temelju tvrdnji o autorskim pravima)., putem Wikimedia Commonsa

Veličina

Eukariotski organizmi su obično veće veličine od prokariota, jer su mnogo složeniji i s više staničnih elemenata.

U prosjeku, promjer prokariota je između 1 i 3 um, dok eukariotska stanica može biti reda od 10 do 100 um. Iako postoje značajne iznimke od ovog pravila.

Prisutnost organela

U prokariotskim organizmima ne postoje strukture ograničene staničnom membranom. To su vrlo jednostavni i nemaju ta unutarnja tijela.

Obično su jedine membrane koje prokarioti zadužene za razgraničenje organizma s vanjskim okruženjem (imajte na umu da je ta membrana prisutna i u eukariotima).

srž

Kao što je gore spomenuto, prisutnost jezgre je ključni element za razlikovanje obje skupine. Kod prokariota genetski materijal nije ograničen bilo kojom vrstom biološke membrane.

Suprotno tome, eukarioti su stanice složene unutarnje strukture i, ovisno o staničnoj vrsti, predstavljaju specifične organele koje su detaljno opisane u prethodnom odjeljku. Te stanice obično imaju jedno jezgro s dvije kopije svakog gena - kao u većini stanica u ljudi.

Kod eukariota je DNA (deoksiribonukleinska kiselina) visoko organizirana na različitim razinama. Ova duga molekula povezana je s proteinima, koja se nazivaju histoni, i zbijena je na tolikoj razini da je u stanju ući u malo jezgro, što se može primijetiti u određenom trenutku u diobi stanica kao kromosomi.

Prokarioti nemaju tako sofisticiranu razinu organizacije. Općenito, genetski se materijal pojavljuje kao jedna kružna molekula koja se može lijepiti za biomembranu koja okružuje stanicu.

Međutim, molekula DNA nije nasumično raspoređena. Iako nije umotan u membranu, genetski se materijal nalazi u regiji koja se zove nukleoid.

Mitohondrije i kloroplasti

U specifičnom slučaju mitohondrija, to su stanične organele u kojima se nalaze proteini potrebni za stanične respiratorne procese. Prokarioti - koji moraju sadržavati te enzime za oksidativne reakcije - usidreni su u plazma membrani.

Isto tako, u takvom slučaju da je prokariotski organizam fotosintetski, proces se odvija u kromatoforima.

ribosoma

Ribosomi su strukture odgovorne za prenošenje glasnika RNK u proteine koje molekula kodira. Dosta ih je u izobilju, na primjer, obična bakterija, poput Escherichia coli, može posjedovati do 15 000 ribosoma.

Dvije jedinice koje čine ribosom mogu se razlikovati: glavna i sporedna. Prokariotsku lozu karakterizira predstavljanje 70S ribosoma, koji su sastavljeni od velike podjedinice 50S i male podjedinice 30S. Suprotno tome, u eukariotama su sastavljeni od velike 60S i male podjedinice 40S.

U prokariotima su ribosomi raspršeni po citoplazmi. Dok su u eukariotama usidreni na membranama, kao u grubom endoplazmatskom retikulu.

Citoplazma

Citoplazma u prokariotskim organizmima ima uglavnom zrnast izgled, zahvaljujući prisutnosti ribosoma. Kod prokariota dolazi do sinteze DNA u citoplazmi.

Prisutnost stanične stijenke

I prokariotski i eukariotski organizmi su od svog vanjskog okruženja ograničeni dvostrukom lipidnom biološkom membranom. Međutim, stanična stijenka je struktura koja okružuje stanicu i prisutna je samo u prokariotskoj lozi, u biljkama i gljivama.

Ovaj zid je čvrst i najintimitivnija opća funkcija je zaštita stanice od stresa u okolišu i mogućih osmotskih promjena. Međutim, na kompozicijskoj razini ovaj se zid posve razlikuje u ove tri skupine.

Zid bakterija sastoji se od spoja zvanog peptidoglikan, formiranog od dva strukturna bloka povezana vezama tipa β-1,4: N-acetil-glukozamin i N-acetilmuraminska kiselina.

U biljkama i gljivama - oba eukariota - također varira i sastav zida. Prvu skupinu čine celuloza, polimer koji nastaje ponavljanjem jedinica glukoze u šećeru, dok gljive imaju zidove hitina i drugih elemenata poput glikoproteina i glikana. Imajte na umu da nemaju sve gljivice staničnu stijenku.

DNA

Genetski materijal između eukariota i prokariota razlikuje se ne samo u načinu zbijanja, već i po strukturi i količini.

Prokariote karakterizira mala količina DNK, između 600 000 baznih parova do 8 milijuna. Odnosno, mogu kodirati od 500 do nekoliko tisuća proteina.

Introni (DNK sekvence koji ne kodiraju proteine i uništavaju gene) prisutni su u eukariotima, a ne u prokariotima.

Horizontalni prijenos gena značajan je proces u prokariotima, dok je u eukariota praktički izostao.

Procesi diobe stanica

U obje skupine volumen stanica raste dok ne postigne odgovarajuću veličinu. Eukarioti provode podjelu složenim procesom mitoze, što rezultira u dvije kćeri stanice slične veličine.

Funkcija mitoze je osigurati odgovarajući broj kromosoma nakon svake diobe stanica.

Izuzetak od ovog procesa je stanična dioba kvasca, posebice roda Saccharomyces, gdje podjela dovodi do stvaranja manje kćeričke stanice, jer se formira pomoću "ispupčenja".

Prokariotske stanice ne podliježu dijeljenju stanica mitoze - intrinzična posljedica nedostatka jezgre. U tim se organizmima dijeljenje događa binarnom diobom. Dakle, stanica raste i dijeli se na dva jednaka dijela.

Postoje određeni elementi koji sudjeluju u diobi stanica u eukariotama, poput centromera. U slučaju prokariota, nema tih analoga i samo nekoliko vrsta bakterija ima mikrotubule. Razmnožavanje seksualnog tipa uobičajeno je kod eukariota i rijetko je kod prokariota.

citoskelet

Eukarioti imaju vrlo složenu organizaciju na razini citoskeleta. Ovaj sustav čine tri vrste filamenata koji su po svom promjeru razvrstani u mikrofilamente, intermedijarne niti i mikrotubule. Uz to, postoje bjelančevine s motoričkim svojstvima povezane s ovim sustavom.

Eukarioti imaju niz procesa koji omogućuju kretanje stanice u svom okruženju. To su flagele, čiji oblik podsjeća na bič, a kretanje je različito kod eukariota i prokariota. Cilia su kraća i općenito prisutna u velikom broju.

Reference

Birge, EA (2013). Bakterijska i bakteriofazna genetika. Springer Science & Business Media.
Campbell, MK, i Farrell, SO (2011). Biokemija.
Cooper, GM i Hausman, RE (2000). Stanica: Molekularni pristup. Sinauer Associates.
Curtis, H., i Barnes, NS (1994). Poziv na biologiju. Macmillan.
Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrirani principi zoologije. McGraw - Hill.
Karp, G. (2009). Stanična i molekularna biologija: koncepti i eksperimenti. John Wiley & Sinovi.
Pontón, J. (2008). Stanična stijenka gljivica i mehanizam djelovanja anidulafungina. Rev Iberoam Micol, 25, 78–82.
Vellai, T., i Vida, G. (1999). Podrijetlo eukariota: razlika između prokariotskih i eukariotskih stanica. Zbornik radova Kraljevskog društva B: Biological Sciences, 266 (1428), 1571–1577.
Voet, D., i Voet, JG (2006). Biokemija. Panamerican Medical Ed.
Weeks, B. (2012). Alcamovi mikrobi i društvo. Jones & Bartlett Publishers.

EUKARIOTSKE STANICE: KARAKTERISTIKE, VRSTE, DIJELOVI, METABOLIZAM - BIOLOGIJA - 2025