Kongsi:
Ciri-ciri, jenis, bahagian, metabolisme sel Eukariotik
The sel eukariotik adalah komponen struktur garis besar organisma yang dicirikan oleh mempunyai sel-sel dengan teras yang dibatasi oleh membran dan mempunyai satu set organel.
Di antara organel eukariot yang paling menonjol, kita mempunyai mitokondria, yang bertanggungjawab untuk pernafasan selular dan laluan lain yang berkaitan dengan penjanaan tenaga dan kloroplas, yang terdapat dalam tumbuhan dan bertanggungjawab terhadap proses fotosintesis.
Di samping itu, terdapat struktur lain yang dibatasi oleh membran seperti alat Golgi, retikulum endoplasma, vakuola, lisosom, peroksisom, antara lain, yang unik kepada eukariota..
Organisme yang merupakan sebahagian daripada eukariota adalah agak heterogen, baik dalam saiz dan dalam morfologi. Kumpulan ini terdiri daripada protozoa uniselular dan ragi mikroskopik kepada tumbuhan dan haiwan besar yang mendiami laut dalam.
Eukariota dibezakan dari prokariot terutamanya oleh kehadiran nukleus dan organel dalaman lain, selain mempunyai organisasi yang tinggi dalam bahan genetik. Ia boleh dikatakan bahawa eukariot adalah lebih kompleks dalam pelbagai aspek, baik struktur dan fungsi.
Indeks
- 1 Ciri umum
- 2 Bahagian (organel)
- 2.1 Teras
- 2.2 Mitokondria
- 2.3 Chloroplasts
- 2.4 Retikulum endoplasmik
- 2.5 Peralatan Golgi
- 3 organisma Eukariotik
- 3.1 Unicelular
- 3.2 Tumbuhan
- 3.3 Cendawan
- 3.4 Haiwan
- 4 Jenis sel eukariotik
- 4.1 Neuron
- 4.2 sel-sel otot
- 4.3 sel rawan
- 4.4 Sel darah
- 5 Metabolisme
- 6 Perbezaan dengan prokariotik
- 6.1 Saiz
- 6.2 Kehadiran organel
- 6.3 Teras
- 6.4 DNA
- 6.5 Proses pembahagian sel
- 6.6 Cytoskeleton
- 7 Rujukan
Ciri umum
Ciri-ciri yang paling penting yang menentukan sel eukariotik ialah: kehadiran nukleus yang ditakrifkan dengan bahan genetik (DNA) di dalam, organel subselel yang melakukan tugas-tugas tertentu dan sitoskeleton.
Oleh itu, beberapa keturunan mempunyai ciri khas. Sebagai contoh, tumbuh-tumbuhan mempunyai kloroplas, vakum besar, dan dinding selulosa tebal. Dalam kulat, dinding kitin adalah ciri. Akhirnya, sel-sel haiwan mempunyai centrioles.
Begitu juga, ada organisma eukariotik uniseluler dalam protista dan kulat.
Pihak (organel)
Salah satu ciri yang membezakan eukariota ialah kehadiran organel atau ruang subselular yang dikelilingi oleh membran. Antara yang paling menonjol kita ada:
Teras
Nukleus adalah struktur yang paling mudah dilihat dalam sel-sel eukariotik. Ia dibatasi oleh membran lipid berganda berganda yang membolehkan pertukaran bahan antara sitoplasma dan dalaman nuklear.
Ia adalah organelle yang bertanggungjawab untuk menyelaraskan semua proses selular, kerana ia mengandungi semua arahan yang diperlukan dalam DNA yang membolehkan menjalankan pelbagai proses yang sangat besar.
Nukleus bukanlah organ yang sempurna sfera dan statik dengan DNA tersebar secara rawak di dalamnya. Ia adalah struktur kompleksiti yang indah dengan komponen yang berbeza seperti sampul nuklear, kromatin dan nukleolus.
Terdapat juga badan lain di dalam nukleus seperti badan Cajal dan badan PML (dari bahasa Inggeris: leukemia promyelocytic).
Mitochondria
Mitokondria adalah organel yang dikelilingi oleh sistem membran berganda dan terdapat di kedua-dua tumbuh-tumbuhan dan haiwan. Bilangan mitokondria per sel berbeza-beza mengikut keperluan yang sama: dalam sel dengan keperluan tenaga yang tinggi bilangannya agak lebih besar.
Laluan metabolik yang berlaku di mitokondria adalah: kitaran asid sitrik, pengangkutan elektronik dan fosforilasi oksidatif, beta pengoksidaan asid lemak dan pecahan asid amino.
Chloroplasts
Chloroplasts adalah organel yang tipikal tumbuhan dan alga, yang mempunyai sistem membran kompleks. Yang paling penting adalah klorofil, pigmen hijau yang berpartisipasi secara langsung dalam fotosintesis.
Sebagai tambahan kepada tindak balas yang berkaitan dengan fotosintesis, kloroplas dapat menghasilkan ATP, mensintesis asid amino, asid lemak, dan lain-lain. Kajian terkini menunjukkan bahawa petak ini berkaitan dengan pengeluaran bahan-bahan terhadap patogen.
Seperti mitokondria, kloroplas mempunyai bahan genetik sendiri, dalam bentuk pekeliling. Dari sudut pandangan evolusi, fakta ini adalah bukti yang menyokong teori kemungkinan proses endosymbiotik yang menimbulkan mitokondria dan kloroplas.
Retikulum endoplasmik
Reticulum adalah sistem membran yang diteruskan dengan nukleus dan yang meluas di seluruh sel dalam bentuk labirin.
Ia terbahagi kepada retikulum endoplasma yang lancar dan retikulum endoplasmik kasar, bergantung kepada kehadiran ribosom di dalamnya. Reticulum kasar terutama bertanggungjawab untuk sintesis protein - terima kasih kepada ribosom berlabuh. Sementara itu lancar, berkaitan dengan jalur metabolik lipid
Peralatan Golgi
Ia terdiri daripada satu siri cakera berlapis yang dipanggil "tangki Golgian". Ia berkaitan dengan rembesan dan pengubahsuaian protein. Ia turut mengambil bahagian dalam sintesis biomolekul lain, seperti lipid dan karbohidrat.
Organisma eukariotik
Pada tahun 1980, penyelidik Carl Woese dan kolaborator berjaya mewujudkan hubungan antara makhluk hidup menggunakan teknik molekul. Melalui beberapa eksperimen perintis, mereka berjaya mewujudkan tiga domain (juga dikenali sebagai "kerajaan super") yang meninggalkan visi tradisional lima kerajaan.
Menurut hasil Woese kita dapat mengklasifikasikan bentuk-bentuk hidup bumi menjadi tiga kumpulan yang jelas: Archaea, Eubacteria dan Eukarya.
Dalam domain Eukarya adalah organisma yang kita kenal sebagai eukariota. Keturunan ini secara meluas dan merangkumi satu siri organisma, kedua-dua uniselular dan plurikelel..
Unicellular
Eukariot uniselular adalah organisma yang sangat kompleks, kerana mereka mesti mempunyai semua fungsi khas eukaryote dalam sel tunggal. Protozoa dikategorikan sebagai rhizopods, ciliates, flagellates dan sporozoans.
Sebagai contoh, kita mempunyai euglenas: spesis fotosintetik mampu bergerak melalui flagellum.
Terdapat juga eukariota ciliated, seperti paramecia terkenal yang dimiliki oleh genus Paramecium. Ini mempunyai bentuk kasut biasa dan bergerak berkat kehadiran ramai silia.
Dalam kumpulan ini terdapat juga spesies patogen manusia dan haiwan lain, seperti jantina Trypanosoma. Kumpulan parasit ini dicirikan dengan mempunyai badan yang panjang dan flagellum biasa. Mereka adalah penyebab penyakit Chagas (Trypanosoma cruzi) dan sakit tidur (Trypanosoma brucei).
Jantina Plasmodium ia adalah agen penyebab malaria atau malaria pada manusia. Penyakit ini boleh membawa maut.
Terdapat juga kulat uniselular, tetapi ciri-ciri yang paling cemerlang dalam kumpulan ini akan diterangkan dalam bahagian-bahagian kemudian.
Tumbuhan
Segala kerumitan yang hebat yang kita perhatikan setiap hari tergolong dalam garis keturunan eukaryotic, dari rumput dan rumput ke kompleks dan pokok besar.
Sel-sel individu ini dicirikan dengan mempunyai dinding sel yang terdiri daripada selulosa, yang memberikan ketegaran kepada struktur. Di samping itu, mereka mempunyai kloroplas yang mengandungi semua elemen biokimia yang diperlukan untuk proses fotosintesis.
Tumbuh-tumbuhan ini mewakili sekumpulan organisme yang sangat pelbagai, dengan kitaran hidup yang kompleks yang tidak mungkin untuk merangkumi beberapa ciri.
Cendawan
Istilah "cendawan" digunakan untuk menentukan organisma yang berbeza seperti acuan, ragi dan individu yang mampu menghasilkan cendawan.
Bergantung kepada spesies boleh menghasilkan cara seksual atau aseksual. Mereka terutamanya dicirikan oleh pengeluaran spora: struktur laten kecil yang boleh berkembang apabila keadaan persekitarannya mencukupi.
Anda mungkin berfikir bahawa mereka sama dengan tumbuh-tumbuhan, kerana kedua-duanya dicirikan dengan cara hidup sessile, iaitu, mereka tidak bergerak. Bagaimanapun, kulat kekurangan kloroplas dan tidak mempunyai jentera enzimatik yang diperlukan untuk melakukan fotosintesis.
Makanan mereka adalah heterotrofik, seperti kebanyakan haiwan, jadi mereka harus mencari sumber tenaga.
Haiwan
Haiwan ini mewakili sekumpulan hampir satu juta spesies yang diklasifikasikan dan diklasifikasikan dengan betul, walaupun ahli zoologi menganggarkan bahawa nilai sebenar dapat mendekati 7 atau 8 juta. Mereka adalah kumpulan yang pelbagai seperti yang disebutkan di atas.
Mereka dicirikan oleh heterotrophic (mereka mencari makanan mereka sendiri) dan mempunyai mobiliti yang luar biasa yang membolehkan mereka bergerak. Untuk tugas ini, mereka mempunyai pelbagai mekanisme lokomotif yang membolehkan mereka bergerak di darat, air dan udara..
Dari segi morfologi, kami mendapati kumpulan yang sangat heterogen. Walaupun kita boleh membuat pembahagian dalam invertebrata dan vertebrata, di mana ciri yang membezakannya ialah kehadiran tulang belakang dan notochord.
Dalam invertebrata kita mempunyai porifera, cnidarians, annelids, nematodes, flatworms, arthropods, moluska dan echinoderms. Walaupun vertebrata termasuk kumpulan yang lebih terkenal seperti ikan, amfibia, reptilia, burung dan mamalia.
Jenis sel eukariotik
Terdapat kepelbagaian sel-sel eukariotik yang hebat. Walaupun seseorang mungkin berfikir bahawa yang paling kompleks terdapat di haiwan dan tumbuh-tumbuhan, ini tidak betul. Kerumitan yang paling besar diperhatikan dalam organisma protista yang mesti mempunyai semua unsur yang diperlukan untuk kehidupan yang terkurung dalam sel tunggal.
Jalan evolusi yang membawa kepada kemunculan organisme multiselular membawa keperluan untuk mengedarkan tugas dalam individu, yang dikenali sebagai pembezaan sel. Oleh itu, setiap sel bertanggungjawab untuk satu siri aktiviti terhad dan mempunyai morfologi yang membolehkannya dilaksanakan.
Apabila proses gabungan atau persenyawaan gamete, zigot yang dihasilkan menjalani satu siri bahagian sel berikutnya yang akan membawa kepada pembentukan lebih daripada 250 jenis sel.
Pada haiwan, jalur pembezaan yang diikuti oleh embrio diarahkan dengan isyarat yang diterima dari alam sekitar dan bergantung pada kedudukan persekitaran dalam organisma yang sedang berkembang. Antara jenis sel yang paling menonjol yang kami ada:
Neuron
Neuron atau sel khusus dalam konduksi impuls saraf yang merupakan sebahagian daripada sistem saraf.
Sel-sel otot
Sel otot skeletal yang mempunyai sifat kontraksi dan sejajar dengan rangkaian filamen. Ini membolehkan pergerakan haiwan yang biasa seperti berjalan atau berjalan.
Sel rawan
Sel sel rawan adalah pakar dalam sokongan. Atas sebab ini mereka dikelilingi oleh matriks yang membentangkan kolagen.
Sel darah
Komponen sel darah adalah sel darah merah dan putih dan platelet. Yang pertama adalah berbentuk cakera, kekurangan nukleus apabila mereka matang dan mempunyai fungsi sebagai pengangkutan hemoglobin. Sel darah putih mengambil bahagian dalam tindak balas imun dan platelet dalam proses pembekuan darah.
Metabolisme
Eukaryota menyajikan siri laluan metabolik seperti glikolisis, laluan fosfat pentosa, pengoksidaan beta asid lemak, antara lain, yang dianjurkan dalam petak sel khusus. Sebagai contoh, ATP dijana dalam mitokondria.
Sel-sel tumbuhan mempunyai metabolisme ciri, kerana mereka mempunyai jentera enzim yang diperlukan untuk mengambil cahaya matahari dan menghasilkan sebatian organik. Proses ini adalah fotosintesis dan mengubahnya menjadi organisme autotropik yang dapat mensintesis komponen energetik yang dituntut oleh metabolisme mereka.
Tumbuhan mempunyai jalur tertentu yang dipanggil kitaran glyoxylate yang berlaku di glioxisome dan bertanggungjawab untuk penukaran lipid ke dalam karbohidrat.
Haiwan dan kulat dicirikan oleh heterotrophik. Keturunan ini tidak dapat menghasilkan makanan mereka sendiri, jadi mereka harus secara aktif mencarinya dan merendahkannya.
Perbezaan dengan prokariotik
Perbezaan penting antara eukaryotic dan prokaryotic adalah kehadiran nukleus yang dibatasi oleh membran dan ditakrifkan dalam kumpulan pertama organisma.
Kita boleh mencapai kesimpulan ini dengan mengkaji etimologi kedua-dua istilah: prokaryote berasal dari akar pro yang bermaksud "sebelum" dan karyon yang teras; manakala eukariotik merujuk kepada kehadiran "nukleus sejati" (eu yang bermaksud "benar" dan karyon yang bermaksud teras)
Walau bagaimanapun, kami mendapati eukaryotes uniselular (iaitu, seluruh organisma adalah sel tunggal) seperti diketahui Paramecium atau ragi. Begitu juga, kita mendapati organisma eukariotik multiselular (terdiri daripada lebih daripada satu sel) seperti haiwan, termasuk manusia.
Menurut rekod fosil, ada kemungkinan untuk menyimpulkan bahawa eukariota berkembang dari prokariot. Oleh itu, adalah logik untuk mengandaikan bahawa kedua-dua kumpulan mempunyai ciri-ciri yang sama seperti kehadiran membran sel, laluan metabolik yang biasa, antara lain. Perbezaan yang paling jelas antara kedua-dua kumpulan akan diterangkan di bawah:
Saiz
Biasanya organisme eukariotik lebih besar daripada prokariot, kerana ia lebih kompleks dan mempunyai lebih banyak unsur selular.
Rata-rata, diameter prokaryote adalah antara 1 dan 3 μm, manakala sel eukariotik boleh berada dalam urutan 10 hingga 100 μm. Walaupun terdapat pengecualian ketara terhadap peraturan ini.
Kehadiran organel
Dalam organisma prokariotik tidak ada struktur yang dibatasi oleh membran sel. Ini sangat mudah dan kekurangan badan dalaman ini.
Biasanya satu-satunya membran yang prokariotik mempunyai tanggungjawab untuk membatasi organisma dengan persekitaran luaran (perhatikan bahawa membran ini juga terdapat dalam eukariota).
Teras
Seperti yang disebutkan di atas, kehadiran nukleus adalah elemen penting untuk mendiskriminasi kedua-dua kumpulan. Dalam prokariot, bahan genetik tidak dibatasi oleh sebarang jenis membran biologi.
Sebaliknya, eukariot adalah sel-sel dengan struktur dalaman yang rumit dan, bergantung kepada jenis sel, tunjukkan organel tertentu yang diterangkan secara terperinci dalam bahagian sebelumnya. Sel-sel ini biasanya membentangkan nukleus tunggal dengan dua salinan setiap gen - seperti kebanyakan sel manusia.
Dalam eukariota, DNA (asid deoksiribonukleik) sangat teratur pada tahap yang berbeza. Molekul panjang ini dikaitkan dengan protein, dipanggil histon, dan dipadatkan ke paras sedemikian sehingga dapat memasukkan nukleus kecil, yang dapat dilihat pada titik pembahagian sel tertentu sebagai kromosom..
Prokariote tidak mempunyai tahap organisasi yang canggih ini. Secara amnya, bahan genetik dibentangkan sebagai molekul pekeliling tunggal yang boleh mematuhi biomembran yang mengelilingi sel.
Walau bagaimanapun, molekul DNA tidak diedarkan secara rawak. Walaupun tidak dibungkus dalam membran, bahan genetik terletak di kawasan yang dinamakan nukleoid.
Mitokondria dan kloroplas
Dalam kes mitokondria tertentu, ini adalah organel sel dimana protein yang diperlukan untuk proses pernafasan sel dijumpai. Prokariot - yang mesti mengandungi enzim ini untuk tindak balas oksidatif - berlabuh dalam membran plasma.
Begitu juga, dalam kes ini bahawa organisma prokariotik adalah fotosintesis, proses itu dilakukan dalam kromatofores.
Ribosom
Ribosom adalah struktur yang bertanggungjawab untuk menterjemah RNA utusan ke dalam protein yang dikodkan oleh molekul. Mereka agak banyak, contohnya bakteria biasa, seperti Escherichia coli, boleh memiliki sehingga 15,000 ribosom.
Anda boleh membezakan dua unit yang membentuk ribosom: utama dan kecil. Keturunan prokariotik dicirikan dengan menyampaikan ribosom 70S, terdiri daripada subunit 50S besar dan subunit kecil 30S. Sebaliknya, dalam eukariota mereka terdiri daripada subunit 60S besar dan subunit kecil 40S.
Dalam prokariot, ribosom tersebar di sitoplasma. Walaupun dalam eukariota mereka berlabuh ke membran, seperti dalam retikulum endoplasma kasar.
Cytoplasma
Sitoplasma dalam organisma prokariotik memperlihatkan rupa yang berbutir, berkat kehadiran ribosom. Dalam prokariot, sintesis DNA berlaku di sitoplasma.
Kehadiran dinding sel
Kedua-dua organisma prokariotik dan eukariotik dibatasi daripada persekitaran luaran mereka dengan membran biologi double sifat lemak. Walau bagaimanapun, dinding sel adalah struktur yang mengelilingi sel dan yang hanya ada dalam keturunan prokariotik, dalam tumbuh-tumbuhan dan kulat.
Dinding ini tegar dan fungsi umum yang paling intuitif adalah untuk melindungi sel terhadap tekanan alam sekitar dan perubahan osmotik yang mungkin. Walau bagaimanapun, pada tahap komposisi dinding ini sama sekali berbeza dalam tiga kumpulan ini.
Dinding bakterinya terdiri daripada sebatian yang dipanggil peptidoglucan, membentuk dua blok struktur yang dikaitkan dengan ikatan jenis β-1,4: N-asetil-glucosamine dan asid N-asetilmuramik.
Dalam tumbuh-tumbuhan dan kulat - kedua-dua eukariota - komposisi dinding juga berbeza-beza. Dalam kumpulan pertama adalah selulosa, polimer yang dibentuk oleh unit gula glukosa yang berulang, manakala kulat mempunyai dinding kitin dan unsur lain seperti glikoprotein dan glukans. Perhatikan bahawa tidak semua kulat mempunyai dinding sel.
DNA
Bahan genetik antara eukariota dan prokariot berbeza-beza tidak hanya dengan cara dipadatkan, tetapi dalam struktur dan kuantiti.
Prokariot dicirikan oleh jumlah DNA yang rendah, dari 600,000 pasangan asas hingga 8 juta. Iaitu, mereka boleh kod dari 500 kepada beberapa ribu protein.
Introns (urutan DNA yang tidak kod untuk protein dan mengganggu gen) hadir dalam eukariot dan bukan dalam prokariota.
Pemindahan mendatar gen adalah proses yang penting dalam prokariot, sedangkan dalam eukariota ia tidak praktikal.
Proses pembahagian sel
Dalam kedua-dua kumpulan, jumlah sel menjadi lebih besar sehingga mencapai saiz yang mencukupi. Eukariota menjalankan pembahagian dengan proses mitosis yang kompleks, yang menghasilkan dua sel anak perempuan yang mempunyai saiz yang serupa.
Fungsi mitosis adalah untuk memastikan bilangan kromosom yang sesuai selepas setiap pembahagian sel.
Satu pengecualian untuk proses ini adalah pembahagian sel yis, terutamanya dari genus Saccharomyces, di mana bahagian ini membawa kepada generasi sel anak perempuan yang lebih kecil, kerana ia dibentuk dengan cara "protuberansi".
Sel prokariotik tidak membawa kepada pembahagian sel disebabkan oleh mitosis - kesan akibat intrinsik kekurangan nukleus. Dalam bahagian organisma ini terjadi oleh bahagian binari. Oleh itu, sel membesar dan dibahagikan kepada dua bahagian yang sama.
Ada unsur-unsur tertentu yang terlibat dalam pembahagian sel dalam eukariota, seperti centromeres. Dalam kes prokariota, tidak ada analogi untuk ini dan hanya beberapa spesies bakteria mempunyai microtubules. Pengeluaran semula jenis seksual adalah biasa dalam eukariota dan tidak biasa dalam prokariot.
Cytoskeleton
Eukariot mempunyai organisasi yang sangat kompleks di peringkat sitoskeleton. Sistem ini terdiri daripada tiga jenis filamen yang diklasifikasikan oleh diameter mereka dalam mikrofilamen, filamen pertengahan dan microtubule. Di samping itu, terdapat protein dengan sifat motor yang dikaitkan dengan sistem ini.
Eukariot memberikan siri pemanjangan yang membolehkan sel bergerak di persekitarannya. Ini adalah flagella, yang bentuknya menyerupai cambuk dan pergerakannya berbeza dalam eukariota dan prokariot. Silia adalah lebih pendek dan biasanya terdapat dalam jumlah tinggi.
Rujukan
- Birge, E. A. (2013). Genetik bakteria dan bacteriophage. Sains & Media Perniagaan Springer.
- Campbell, M. K., & Farrell, S. O. (2011). Biokimia.
- Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Sel: pendekatan molekul. Sinauer Associates.
- Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Jemputan kepada biologi. Macmillan.
- Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Prinsip zoologi bersepadu. McGraw-Hill.
- Karp, G. (2009). Biologi sel dan molekul: konsep dan eksperimen. John Wiley & Sons.
- Pontón, J. (2008). Dinding sel kulat dan mekanisme tindakan anidulafungin. Rev Iberoam Micol, 25, 78-82.
- Vellai, T., & Vida, G. (1999). Asal-usul eukariota: perbezaan antara sel-sel prokariotik dan eukariotik. Prosiding Royal Society B: Sains Biologi, 266(1428), 1571-1577.
- Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Biokimia. Ed. Panamericana Medical.
- Minggu, B. (2012). Mikroba dan Masyarakat Alcamo. Jones & Bartlett Publishers.