Ökaryotik hücre özellikleri, çeşitleri, bölümleri, metabolizması
ökaryotik hücreler zar ile sınırlandırılmış bir göbeğe sahip hücreleri ve bir dizi organelleri olan, karakterize edilen geniş bir organizma soyunun yapısal bileşenleridir..
Ökaryotların en belirgin organelleri arasında, bitkilerde bulunan ve fotosentetik işlemlerden sorumlu, enerji üretimi ve kloroplastlarla ilgili hücresel solunumdan ve diğer yollardan sorumlu olan mitokondriye sahibiz..
Ek olarak, Golgi aparatı, endoplazmik retikulum, vaküoller, lizozomlar, peroksizomlar, diğerlerinin yanı sıra ökaryotlara özgü membranlarla sınırlı başka yapılar da vardır..
Ökaryotların bir parçası olan organizmalar hem büyüklükte hem de morfolojide oldukça heterojendir. Grup, tek hücreli protozoalardan ve mikroskobik mayalardan derin denizde yaşayan bitkilere ve büyük hayvanlara kadar.
Ökaryotlar, genetik materyalin yüksek organizasyonuna sahip olmasının yanı sıra, esas olarak çekirdeğin ve diğer iç organellerin varlığı ile prokaryotlardan ayrılır. Ökaryotların hem yapısal hem de fonksiyonel olarak farklı yönlerden daha karmaşık olduğu söylenebilir..
indeks
- 1 Genel özellikler
- 2 Parça (organel)
- 2.1 Çekirdek
- 2.2 Mitokondri
- 2.3 Kloroplastlar
- 2.4 Endoplazmik retikulum
- 2.5 Golgi cihazı
- 3 Ökaryotik organizmalar
- 3.1 Tek hücreli
- 3.2 Bitkiler
- 3.3 Mantarlar
- 3.4 Hayvanlar
- 4 Ökaryotik hücre tipleri
- 4.1 Nöronlar
- 4.2 Kas hücreleri
- 4.3 Kıkırdak hücreleri
- 4.4 Kan hücreleri
- 5 Metabolizma
- Prokaryotlarla 6 Farklılıklar
- 6.1 Boyut
- 6.2 Organellerin varlığı
- 6.3 Çekirdek
- 6.4 DNA
- 6.5 Hücre bölünmesi işlemleri
- 6.6 Hücre İskeleti
- 7 Kaynakça
Genel özellikler
Ökaryotik bir hücreyi tanımlayan en önemli özellikler şunlardır: İçindeki genetik materyal (DNA) ile tanımlanmış bir çekirdeğin varlığı, belirli görevleri yapan subselüler organeller ve hücre iskeleti..
Bu nedenle, bazı soylar özel özelliklere sahiptir. Örneğin, bitkiler kloroplastlara, büyük bir vakuole ve kalın bir selüloz çeperine sahiptir. Mantarlarda, chitin duvarı karakteristiktir. Son olarak, hayvan hücrelerinin merkezcilleri vardır.
Benzer şekilde, protistler ve mantarlarda tek hücreli ökaryotik organizmalar vardır.
Partiler (organeller)
Ökaryotların ayırt edici özelliklerinden biri, zarla çevrili organellerin veya hücre altı bölümlerin varlığıdır. En göze çarpan olanlar arasında biz var:
çekirdek
Çekirdek, ökaryotik hücrelerde en göze çarpan yapıdır. Sitoplazma ile nükleer iç madde arasında madde alışverişine izin veren çift gözenekli bir lipit membran ile sınırlandırılmıştır..
Tüm hücresel süreçleri koordine etmekten sorumlu organeldir, çünkü DNA'da çok çeşitli işlemlerin yapılmasını sağlayan gerekli tüm talimatları içerir..
Çekirdek, içinde rasgele dağılmış DNA bulunan mükemmel bir küresel ve statik organel değildir. Nükleer zarf, kromatin ve nükleolus gibi farklı bileşenlerle enfes bir karmaşıklık yapısıdır..
Çekirdek içinde Cajal gövdeleri ve PML gövdeleri gibi başka gövdeler de vardır (İngilizce'den: promyelositik lösemi).
mitokondri
Mitokondri, çift membran sistemi ile çevrili organellerdir ve hem bitkilerde hem de hayvanlarda bulunur. Hücre başına mitokondri sayısı aynı gereksinimlere göre değişir: yüksek enerji gereksinimi olan hücrelerde bu sayı nispeten daha yüksektir.
Mitokondride gerçekleşen metabolik yollar şunlardır: sitrik asit döngüsü, elektronik taşıma ve oksidatif fosforilasyon, yağ asitlerinin beta oksidasyonu ve amino asitlerin parçalanması.
kloroplast
Kloroplastlar, karmaşık bir membran sistemine sahip bitki ve alglerin tipik organelleridir. Bunlardan en önemlisi, doğrudan fotosenteze katılan yeşil bir pigment olan klorofildir..
Fotosentez ile ilişkili reaksiyonlara ek olarak, kloroplastlar ATP üretebilir, amino asitleri, yağ asitlerini sentezleyebilir, diğerleri arasında. Son araştırmalar bu kompartmanın patojenlere karşı madde üretimi ile ilgili olduğunu göstermiştir.
Mitokondri gibi kloroplastlar da dairesel biçimde kendi genetik materyallerine sahiptir. Evrimsel bakış açısına göre bu gerçek, mitokondri ve kloroplastlara yol açan olası endosimbiyotik süreç teorisini destekleyen kanıtlardır..
Endoplazmik retikulum
Retikulum, çekirdek ile devam eden ve hücre boyunca labirent şeklinde uzanan zar sistemidir..
İçinde ribozom varlığına bağlı olarak pürüzsüz bir endoplazmik retikulum ve kaba bir endoplazmik retikulum ayrılmıştır. Kaba retikulum, esas olarak proteinlerin sentezinden sorumludur - bağlantılı ribozomlar sayesinde. Pürüzsüz, bu arada, lipidlerin metabolik yolları ile ilgilidir
Golgi cihazı
"Golgian sarnıç" adı verilen ve düzleştirilmiş bir dizi diskten oluşur. Proteinlerin salgılanması ve modifikasyonu ile ilgilidir. Aynı zamanda lipitler ve karbonhidratlar gibi diğer biyomoleküllerin sentezine katılır..
Ökaryotik organizmalar
1980 yılında araştırmacı Carl Woese ve ortakları moleküler teknikler kullanarak canlılar arasındaki ilişkileri kurmayı başardılar. Bir dizi öncü deney sayesinde, beş krallığın geleneksel vizyonunu geride bırakarak üç alan ("süper krallıklar" olarak da adlandırılır) oluşturmayı başardılar..
Woese sonuçlarına göre, dünyanın canlı formlarını göze çarpan üç gruba ayırabiliriz: Archaea, Eubacteria ve Eukarya.
Eukarya bölgesinde ökaryot olarak bildiğimiz organizmalar var. Bu soy, geniş ölçüde çeşitlilik gösterir ve hem tek hücreli hem de düz hücreli bir dizi organizmayı kapsar..
hücreli
Tek hücreli ökaryotlar, bir ökaryotun tüm tipik fonksiyonlarına tek bir hücrede sahip olmaları gerektiğinden, aşırı karmaşık organizmalardır. Protozoalar tarihsel olarak rizopodlar, siliatlar, flagellatlar ve sporozoanlar olarak sınıflandırılır..
Örnek olarak, öjenlere sahibiz: bir flagellumda ilerleyebilen fotosentetik türler.
Cinsine ait ünlü paramecia gibi siliated ökaryotlar da vardır. Amip. Bunlar tipik bir ayakkabı şekline sahiptir ve birçok kirpikanın varlığı sayesinde hareket eder..
Bu grupta cinsiyet ve insan gibi patojenik insan türleri ve diğer hayvanlar da vardır. Trypanosoma. Bu parazitler grubu, uzun bir gövdeye ve tipik bir flagelluma sahip olmalarıyla karakterize edilir. Onlar Chagas hastalığının nedenidir (Trypanosoma cruzi) ve uyku hastalığı (Trypanosoma brucei).
Cinsiyet Plasmodium insanlarda sıtma veya sıtmanın nedensel ajanıdır. Bu hastalık ölümcül olabilir.
Tek hücreli mantarlar da vardır, ancak bu grubun en göze çarpan özellikleri sonraki bölümlerde açıklanacaktır..
bitkiler
Günlük olarak gözlemlediğimiz bitkilerin tüm karmaşıklığı, çimenlerden, çimenlerden komplekslere ve büyük ağaçlara kadar ökaryotik soylara aittir..
Bu bireylerin hücreleri, yapıya sağlamlık kazandıran, selülozdan oluşan bir hücre duvarına sahip olmaları ile karakterize edilir. Ek olarak, fotosentetik işlemin gerçekleşmesi için gerekli tüm biyokimyasal unsurları içeren kloroplastlara sahiptirler..
Bitkiler, birkaç özellik içermek imkansız olacağı karmaşık yaşam döngüleri ile oldukça çeşitli organizmalar grubunu temsil eder..
mantar
"Mantar" terimi küf, maya ve mantar üretebilen bireyler gibi farklı organizmaları belirtmek için kullanılır..
Türlere bağlı olarak cinsel veya aseksüel bir şekilde üreyebilir. Genel olarak sporların üretilmesiyle karakterize edilirler: çevresel koşullar uygun olduğunda gelişebilecek küçük gizli yapılar.
Bunların bitkilere benzer olduğunu düşünebilirsiniz, çünkü her ikisi de sapsız bir yaşam tarzı taşıyarak karakterize edilir, yani hareket etmezler. Bununla birlikte, mantarlar kloroplastlardan yoksundur ve fotosentez yapmak için gerekli enzimatik makinelere sahip değildir..
Diyetleri heterotrofiktir, çoğu hayvan gibi, bu nedenle bir enerji kaynağı aramalılar.
hayvanlar
Hayvanlar, zoologlar gerçek değerin 7 veya 8 milyona yaklaşabileceğini tahmin etmelerine rağmen, kataloglanmış ve doğru şekilde sınıflandırılmış yaklaşık bir milyon türden oluşan bir grubu temsil ediyor. Bunlar yukarıda belirtilenler kadar çeşitli bir gruptur..
Heterotrofik olmaları (kendi yiyeceklerini aradıkları) ve hareket etmelerini sağlayan kayda değer bir hareketliliğe sahip olmaları ile karakterize edilirler. Bu görev için karada, suda ve havada hareket etmelerini sağlayan bir dizi çeşitli hareket mekanizması vardır..
Morfolojisi açısından inanılmaz derecede heterojen gruplar bulduk. Omurgasızlar ve omurgalılar arasında bir ayrım yapabilmemize rağmen, onları ayıran özelliğin omurga ve tomurcuk varlığı olduğu.
Omurgasızların içinde porifera, cnidarians, annelid, nematod, yassı kurt, eklembacaklılar, yumuşakçalar ve ekinodermler bulunur. Omurgalılar balık, amfibi, sürüngen, kuşlar ve memeliler gibi daha iyi bilinen grupları içerir..
Ökaryotik hücre tipleri
Çok çeşitli ökaryotik hücre var. En karmaşık olanın hayvanlarda ve bitkilerde bulunduğunu düşünmesine rağmen, bu yanlış. En büyük karmaşıklık, yaşam için gereken tüm unsurları tek bir hücrede hapsolması gereken protist organizmalarda gözlenir..
Çok hücreli organizmaların ortaya çıkmasına neden olan evrimsel yol, beraberinde hücre farklılaşması olarak bilinen bireyin içindeki görevleri dağıtma ihtiyacını da beraberinde getirmiştir. Böylece, her hücre bir dizi sınırlı faaliyetten sorumludur ve gerçekleştirilmesine izin veren bir morfolojiye sahiptir..
Gamet füzyonu veya döllenme işlemi üzerine, ortaya çıkan zigot, 250'den fazla hücre tipinin oluşumuna yol açacak bir dizi hücre bölünmesine maruz kalır..
Hayvanlarda, embriyonun takip ettiği farklılaşma yolları, çevreden aldığı sinyallerle yönlendirilir ve büyük ölçüde çevrenin gelişmekte olan organizmadaki konumuna bağlıdır. En belirgin hücre tipleri arasında biz varız:
nöronlar
Sinir sisteminin bir parçası olan sinir impuls iletiminde nöronlar veya özelleşmiş hücreler.
Kas hücreleri
Kasılma özelliklerine sahip ve filamentler ağı içinde dizilmiş iskelet kası hücreleri. Bunlar koşma veya yürüme gibi hayvanların tipik hareketlerini sağlar.
Kıkırdak hücreleri
Kıkırdak hücreleri destek konusunda uzmanlaşmıştır. Bu nedenle kollajen sunan bir matrisle çevrilidirler.
Kan hücreleri
Kanın hücresel bileşenleri kırmızı ve beyaz kan hücreleri ve trombositlerdir. İlki disk şeklindedir, olgunlaştığında bir çekirdeği yoktur ve hemoglobinin taşınımı gibi bir işlevi vardır. Beyaz kan hücreleri, immün yanıtta ve kan pıhtılaşma sürecinde trombositlere katılır..
metabolizma
Ökaryotlar, glikoliz, pentoz fosfatların yolları, yağ asitlerinin beta oksidasyonu, diğerleri arasında spesifik hücre bölmelerinde organize edilmiş bir dizi metabolik yol sunar. Örneğin, ATP mitokondride üretilir.
Bitki hücreleri karakteristik bir metabolizmaya sahiptir, çünkü güneş ışığını almak ve organik bileşikler üretmek için gerekli enzimatik makinelere sahiptirler. Bu işlem fotosentezdir ve onları metabolizmalarının gerektirdiği enerjik bileşenleri sentezleyebilen ototrofik organizmalara dönüştürür..
Bitkiler, glioksizomda meydana gelen ve lipitlerin karbonhidratlara dönüştürülmesinden sorumlu olan, glikoksilat döngüsü adı verilen özel bir yola sahiptir..
Hayvanlar ve mantarlar heterotrofik olmaları ile karakterize edilir. Bu soylar kendi yiyeceklerini üretemezler, bu yüzden aktif olarak araştırmalı ve bozundurmalıdırlar..
Prokaryotlarla farklılıklar
Ökaryotik ve prokaryotik arasındaki en önemli fark, bir membran tarafından sınırlandırılmış ve birinci grup organizmada tanımlanan bir çekirdeğin varlığıdır..
Her iki terimin etimolojisini inceleyerek bu sonuca ulaşabiliriz: prokaryot köklerden gelir profesyonel hangi "önce" anlamına gelir ve karyon bu çekirdek; ökaryotik ise "gerçek çekirdeğin" varlığına atıfta bulunur (eu bu "doğru" anlamına gelir ve karyon bu çekirdek anlamına gelir)
Bununla birlikte, tek hücreli ökaryotları (yani, tüm organizma tek bir hücredir) olarak bilinir Amip veya mayalar. Benzer şekilde, insanlar da dahil olmak üzere hayvanlar gibi çok hücreli ökaryotik organizmaları (birden fazla hücreden yapılmış) buluruz.
Fosil kayıtlarına göre ökaryotların prokaryotlardan geliştiği sonucuna varmak mümkün olmuştur. Bu nedenle, her iki grubun bir hücre zarının varlığı, ortak metabolik yollar ve diğerleri gibi benzer özelliklere sahip olduğunu varsaymak mantıklıdır. Her iki grup arasındaki en belirgin farklar aşağıda açıklanacaktır:
boyut
Genellikle ökaryotik organizmaların büyüklüğü prokaryotlardan daha büyüktür, çünkü çok daha karmaşık ve daha hücresel elementlere sahiptirler.
Ortalama olarak, bir prokaryotun çapı 1 ila 3 um arasındadır, ökaryotik bir hücre ise 10 ila 100 um arasında olabilir. Bu kuralın dikkate değer istisnaları olmamasına rağmen.
Organellerin varlığı
Prokaryotik organizmalarda hücre zarı tarafından sınırlandırılmış yapılar yoktur. Bunlar son derece basit ve bu iç organların eksikliği.
Normalde prokaryotların sahip olduğu tek membran organizmayı dış çevreyle sınırlandırmaktan sorumludur (bu zarın aynı zamanda ökaryotlarda da mevcut olduğunu unutmayın)..
çekirdek
Yukarıda bahsedildiği gibi, çekirdeğin varlığı her iki grup arasında ayrım yapmak için kilit bir unsurdur. Prokaryotlarda, genetik materyal herhangi bir tür biyolojik zarla sınırlandırılmaz..
Buna karşılık, ökaryotlar, karmaşık bir iç yapıya sahip hücrelerdir ve hücre tipine bağlı olarak, önceki bölümde ayrıntılı olarak tarif edilen spesifik organelleri sunarlar. Bu hücreler genellikle insan genlerinin çoğunda olduğu gibi her genin iki kopyasına sahip tek bir çekirdek sunar..
Ökaryotlarda, DNA (deoksiribonükleik asit) farklı seviyelerde oldukça organizedir. Bu uzun molekül, histon adı verilen proteinlerle ilişkilidir ve belirli bir hücre bölünmesi noktasında kromozom olarak gözlenebilen küçük bir çekirdeğe girebilecek düzeyde sıkıştırılmıştır..
Prokaryotlar bu karmaşık organizasyon seviyelerine sahip değildir. Genel olarak genetik materyal, hücreyi çevreleyen biomembrana yapışabilen tek bir dairesel molekül olarak sunulur..
Bununla birlikte, DNA molekülü rastgele dağılmamıştır. Bir zar içine sarılmamasına rağmen, genetik materyal nükleoid denilen bir bölgede bulunur..
Mitokondri ve kloroplastlar
Özel mitokondri durumunda, bunlar hücresel solunum süreçleri için gerekli proteinlerin bulunduğu hücresel organellerdir. Oksidatif reaksiyonlar için bu enzimleri içermesi gereken prokaryotlar, plazma zarına bağlanır..
Aynı şekilde, prokaryotik organizmanın fotosentetik olduğu bir durumda, işlem kromatoforlarda gerçekleştirilir..
ribozomlar
Ribozomlar, mesajcı RNA'yı molekülün kodladığı proteinlere dönüştürmekten sorumlu yapılardır. Bunlar oldukça yaygındır; örneğin; Escherichia coli, 15.000 adete kadar ribozom sahibi olabilir.
Ribozomu oluşturan iki birimi ayırt edebilirsiniz: büyük ve küçük. Prokaryotik soy, büyük 50S alt biriminden ve küçük 30S alt birimden oluşan 70S ribozomlarının sunulması ile karakterize edilir. Tersine, ökaryotlarda büyük bir 60S alt birimi ve küçük bir 40S alt biriminden oluşurlar..
Prokaryotlarda, ribozomlar sitoplazmada dağılır. Ökaryotlarda, kaba endoplazmik retikulumda olduğu gibi membranlara bağlanırlar.
sitoplazma
Prokaryotik organizmalarda sitoplazma, ribozomların varlığı sayesinde çoğunlukla granüler bir görünüm sunar. Prokaryotlarda DNA sentezi sitoplazmada gerçekleşir..
Hücre duvarının varlığı
Hem prokaryotik hem de ökaryotik organizmalar, dış ortamlarından lipit yapılı bir çift biyolojik membran ile sınırlandırılır. Ancak hücre duvarı, hücreyi saran ve sadece prokaryotik soylarda, bitkilerde ve mantarlarda bulunan bir yapıdır..
Bu duvar katıdır ve en sezgisel genel işlev, hücreyi çevresel strese ve olası ozmotik değişikliklere karşı korumaktır. Ancak, kompozisyon düzeyinde bu duvar bu üç grupta tamamen farklıdır..
Bakteriler duvarı, id-1,4 tipi bağlarla bağlanmış iki yapısal blok oluşturan, peptidoglukan adlı bir bileşikten oluşur: N-asetil-glukozamin ve N-asetilmuramik asit.
Bitkilerde ve mantarlarda - her iki ökaryot - duvarın bileşimi de değişmektedir. Birinci grupta, tekrarlanan glikoz şekeri birimlerinden oluşan bir polimer olan selüloz varken, mantarlarda chitin duvarları ve glikoproteinler ve glukanlar gibi diğer elementler bulunur. Tüm mantarların hücre duvarı olmadığını unutmayın..
DNA
Ökaryotlar ve prokaryotlar arasındaki genetik materyal, sadece sıkıştırılma biçimine göre değil aynı zamanda yapısına ve miktarına göre de değişir..
Prokaryotlar, 600.000 baz çifti ila 8 milyon arasında değişen düşük miktarda DNA ile karakterize edilir. Yani, 500 ila birkaç bin proteini kodlayabilirler..
İntronlar (proteinleri kodlamayan ve genleri bozan DNA dizileri) prokaryotlarda değil, ökaryotlarda bulunur.
Genlerin yatay transferi prokaryotlarda önemli bir süreçtir, ökaryotlarda ise pratikte yoktur..
Hücre bölünmesi işlemleri
Her iki grupta da hücre hacmi yeterli bir boyuta ulaşana kadar büyür. Ökaryotlar bölünmeyi, aynı büyüklükteki iki kız hücreye neden olan karmaşık bir mitoz süreci ile gerçekleştirir..
Mitozun işlevi, her hücre bölünmesinden sonra uygun sayıda kromozom sağlamaktır..
Bu işlemin bir istisnası, özellikle cins, mayaların hücre bölünmesidir. Saccharomyces, bölmenin daha küçük boyutlu bir hücre hücresinin oluşmasına neden olması, çünkü bir "çıkıntı" vasıtasıyla oluşturulmaktadır..
Prokaryotik hücreler mitoz nedeniyle hücre bölünmesine yol açmaz - çekirdeğin yokluğunun kendine has bir sonucu. Bu organizmalarda bölünme, ikili bölünme ile oluşur. Böylece hücre büyür ve iki eşit parçaya bölünür.
Centromeres gibi ökaryotlarda hücre bölünmesine katılan bazı elementler vardır. Prokaryotlarda, bunlara benzer bir analog yoktur ve sadece birkaç bakteri türü mikrotübüllere sahiptir. Cinsel tipin üremesi ökaryotlarda sık görülür ve prokaryotlarda nadir görülür.
hücre iskeleti
Ökaryotların hücre iskeleti düzeyinde çok karmaşık bir organizasyonu vardır. Bu sistem, mikrofilamentler, ara filamentler ve mikrotübül içindeki çaplarına göre sınıflandırılmış üç tür filamentten oluşur. Ek olarak, bu sistemle ilgili motor özelliklerine sahip proteinler vardır..
Ökaryotlar, hücrenin kendi ortamında hareket etmesini sağlayan bir dizi uzama sunar. Bunlar, şekli bir kamçıya benzeyen flagella ve ökaryotlarda ve prokaryotlarda hareket farklıdır. Kirpikler daha kısadır ve genellikle çok sayıda bulunur..
referanslar
- Birge, E.A. (2013). Bakteriyel ve bakteriyofaj genetiği. Springer Bilim ve İş Medyası.
- Campbell, M.K., ve Farrell, S. O. (2011). biokimya.
- Cooper, G.M., ve Hausman, R.E. (2000). Hücre: Moleküler yaklaşım. Sinauer Associates.
- Curtis, H. ve Barnes, N. S. (1994). Biyolojiye davet. Macmillan.
- Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., ve Garrison, C. (2001). Entegre zooloji prensipleri. McGraw-Hill.
- Karp, G. (2009). Hücre ve moleküler biyoloji: kavramlar ve deneyler. John Wiley & Sons.
- Pontón, J. (2008). Mantarların hücre duvarı ve anidulafunginin etki mekanizması. Rev Iberoam Micol, 25, 78-82.
- Vellai, T. ve Vida, G. (1999). Ökaryotların kökeni: prokaryotik ve ökaryotik hücreler arasındaki fark. Kraliyet Topluluğu B'nin Bildirileri: Biyolojik Bilimler, 266(1428), 1571-1577.
- Voet, D., ve Voet, J.G. (2006). biokimya. Ed. Panamericana Medical.
- Haftalar, B. (2012). Alcamo'nun Mikropları ve Topluluğu. Jones ve Bartlett Yayıncıları.