Ето една доста странна, но леко интересна подробност: шоколадовите яйца Kinder са забранени в САЩ. Очевидно защото наградите, които яйцата съдържат, не са хранителни и представляват опасност от задавяне за малки деца. Вместо това, американците могат да си купят половин яйца Kinder Joy; конструкция, която позволява играчката да се вижда лесно.
Тези забавни и вкусни лакомства, широко достъпни и харесвани другаде по света, служат като добра аналогия за растителните и животинските клетки .
Те може да изглеждат като обикновен яйцевиден (или друга форма), но отвътре са пълни с малки части и ако дори една от тях не функционира както е проектирана, може да се получат сериозни щети на целия организъм.
Разбира се, тази аналогия работи само ако тълкувате поглъщането на част от наградата за яйце Kinder като противоречащо на функцията на частта.
Като оставим настрана яйцата, добра идея е да разберете как функционират клетъчните компоненти и какво правят – не само за да се справите отлично с изпита по биология, но и за да получите по-задълбочена представа за това колко ефективен е животът на клетъчно ниво.
| Основен факт | Функция / значение |
|---|---|
| Животинските и растителните клетки са еукариотни. | Имат истинско ядро и мембранно-ограничени органели, което позволява по-сложна организация на клетката. |
| И двете съдържат ядра, рибозоми, митохондрии и други органели. | Тези структури осигуряват контрол на клетъчните процеси, синтез на белтъци и производство на енергия. |
| Ядрата съдържат генетична информация и ДНК; те са затворени в ядрена обвивка. | ДНК съхранява инструкциите за дейността на клетката, а ядрената обвивка я защитава. |
| Клетъчните ядра и някои органели могат да се видят чрез микроскоп; други се нуждаят от електронен микроскоп, за да станат видими. | Различните методи на наблюдение позволяват изучаване на структури с различни размери. |
| Животинските клетки са поддържани и защитени от скелета и други съединителни тъкани; при растенията тургорното налягане и клетъчните стени поддържат формата на клетките. | Осигурява се механична опора, защита и поддържане на формата на организма и клетките. |
| Лизозомите се държат отделно от цитоплазмата, за да се предотврати смилането на клетките. | Изолират храносмилателните ензими и предпазват клетката от самоунищожаване. |
Функции на ядрото
Ядрата са основните компоненти, които разделят еукариотните от прокариотните клетки. Последното обозначение се отнася до бактерии и археи; те са едноклетъчни организми, които нямат нито ядро, нито органели, затворени в мембрана.
Животинските и растителните клетки са еукариотни, което означава, че притежават тези характеристики.
Ядрото е най-големият и най-важен органел. То съдържа цялата генетична информация на клетката , както и нейната ДНК; всичко това е защитено от ядрената обвивка - мембраната, която я заобикаля. Повечето клетки имат само едно ядро, но някои, като например скелетните мускулни клетки, може да имат повече от едно.
Ядрото ръководи и контролира цялата клетъчна активност, включително производството на протеини и клетъчното делене; растежа и апоптозата (програмирана клетъчна смърт).
Без функциониращо ядро клетката не може да се дели, да произвежда необходимите белтъци или да поддържа нормалните си жизнени процеси.
Какво правят митохондриите
В съответствие с бизнес темата: всяка задача се нуждае от енергия, за да функционира. В клетъчния бизнес, митохондриите осигуряват тази енергия.
Тези органели, оформени като лодка, се намират на няколко места в клетката. Те абсорбират въглехидрати, липиди и протеини и ги превръщат във форма на енергия, която клетъчните органели могат да използват: аденозин трифосфат или АТФ.
Затворена във външната си мембрана, вътрешната мембрана на митохондриите е нагъната върху себе си, за да увеличи повърхността си. В тези гънки се намират ензимите , необходими за метаболизирането на гореспоменатите молекули. След като тези органели изпълнят задачата си, енергизиращият АТФ се освобождава за поддържане на други клетъчни функции.
Рибозоми: Производствените центрове на клетките
Имаме изпълнителен директор и непрекъсваемо захранване; сега е време да създадем „продукт“. Това е работата на рибозомите .
ДНК молекулите, съдържащи се в ядрото, съдържат инструкции за всички протеини, които клетката произвежда. Рибозомите получават тези инструкции и сглобяват аминокиселини съгласно тези спецификации. Полипептидните вериги , които са резултат от следване на тези генетични инструкции, след това се транспортират до други органели за обработка.
Обърнете внимание, че тези инструкции се доставят чрез информационна РНК, известна като иРНК, акроним, с който всички се запознахме напоследък, благодарение на ваксините срещу COVID. РНК означава рибонуклеинова киселина; тя определя аминокиселинната последователност в полипептидните вериги, произвеждани от рибозомите.
Някои рибозомни органели може да са самостоятелно разположени в цитопласта, но много са прикрепени към ендоплазмения ретикулум. Скоро ще разберете защо...
Преработвателни предприятия: ендоплазмен ретикулум
Ендоплазменият ретикулум , съкратено ЕР, получава дълговерижните аминокиселини от рибозомите. Прехвърлянето от един органел към следващия се осъществява сравнително лесно, защото рибозомите се прикрепят към външната (грапава) мембрана. Тази грапава мембрана се сгъва и маркира новосъздадените протеини за транспорт.
Тези транспортни везикули ще бъдат изпратени до следващата ни органела.
Вътрешната (гладка) мембрана не съдържа рибозоми; като правило, органелите не дифундират една в друга. Дифузията обаче е постоянен процес в клетките.
Неговите мембрани заемат повече от половината от общата мембранна повърхност на някои клетки, особено в клетки, които произвеждат големи количества белтъци.
Поради липсата на места за прикрепване на рибозоми, вътрешните мембрани на ER са заети с производството на липиди и хормони .
Голджиеви телца като разпределителни центрове
Голджи, телца на Голджи, апарат на Голджи, комплекс на Голджи... всички тези имена представляват един и същ органел: съвкупност от сплескани торбички, разположени в мембрана. Тя се образува непрекъснато в единия край - когато входящите транспортни везикули се прикрепят към тях, и се разпада в другия край, когато новозаредените везикули изтичат навън.
Между входящите и изходящите везикули, мембранно свързаните торбички първо се разопаковат, а след това прегрупират и преопаковат липиди, протеини и други молекули, за да бъдат изпратени извън устройството на клетката... точно както би направил складов дистрибуторски център.
Изглежда, че колкото повече изследваме клетъчната биология , толкова повече тя прилича на истински производствен бизнес, нали? Скоро обаче ще трябва да изоставим тази идея.
Цитоплазма, разтворът на суспензията
Досега всички споменати органели могат да бъдат открити както в животински, така и в растителни клетки и техните функции си съответстват доста добре. Това е на път да се промени, но не и преди да поговорим за цитоплазмата и нейните функции.
Цитоплазмата е гелообразното вещество в устройството на клетката, в което са суспендирани всички органели. Тя съдържа ензими и сол, както и няколко други молекули. Естествено, има и значително количество вода.
Основната функция на цитоплазмата е да защитава органелите, но тя изпълнява и други функции: митоза и мейоза - двуетапният процес на клетъчно делене; гликолиза (първата стъпка в клетъчното дишане) и производство на протеини.
Освен това, цитоплазмата помага за преместването на хормони и други материали в клетката и разтваря клетъчните отпадъци.
Лизозоми: Почистване
Лизозомите са сферични, свързани с мембрана и се срещат в изобилие само в животинските клетки; растителните клетки имат различна система за изхвърляне на отпадъци, за която ще говорим след малко.
Те се задействат, когато е време да се изхвърлят стари клетъчни части, нахлуващи бактерии или вируси. Може би се досещате, че нашите бели кръвни клетки имат много лизозоми, защото те са първата ни линия на защита срещу всяка вирусна или бактериална атака.
Лизозомите не просто консумират тези отпадъци и нежелани части; те ги разграждат и рециклират . И когато една клетка е достигнала края на предназначението си, задачата на лизозомите е да ги елиминират.
Очевидно е, че лизозомите не могат просто да бъдат освободени, за да не се захванат с рециклирането на клетката, когато все още не е имало нужда за това. По този начин тези храносмилателни ензими се държат отделно, докато не са необходими. Апоптозата - програмираната клетъчна смърт е един от тези случаи.
В устройството на растителната клетка нямат лизозоми; (литичните) вакуоли поемат задачата за изхвърляне на отпадъци. Вижте повече и за клетъчната биология.
Ще поговорим повече за вакуолите в следващия сегмент, защото те са уникални за растенията; засега е достатъчно да кажем, че вакуолите играят роля в множество клетъчни функции, включително защита и детоксикация .
Можем допълнително да заявим, че сравнявайки структурата на растителните и животинските клетки , вакуолите в растенията заемат много повече от вътрешното пространство на растителните клетки, отколкото лизозомите в животинските клетки.
Органели, уникални за растенията
За разлика от животните, които са хетеротрофи и трябва да приемат хранителни вещества отвън, растенията са автотрофи. Те могат сами да произвеждат храната си, използвайки вода, въглероден диоксид и светлинна енергия. За да осъществят този процес, устройството на растителните клетки притежава няколко специализирани органела, които липсват при животинските клетки.
Основни органели, характерни за растителните клетки
- Хлоропласти – извършват фотосинтезата и превръщат светлинната енергия в химическа.
- Клетъчна стена – осигурява защита, опора и постоянна форма на клетката.
- Голяма централна вакуола – съхранява вода и вещества и поддържа тургорното налягане.
Хлоропласти
Хлоропластите са органелите, които улавят светлинната енергия и я използват за производството на хранителни вещества чрез процеса фотосинтеза. Те съдържат зеления пигмент хлорофил, който абсорбира слънчевата светлина.
По време на фотосинтезата въглеродният диоксид и водата се преобразуват в глюкоза и кислород. Получената глюкоза служи като източник на енергия за клетката и по-късно се използва от митохондриите при клетъчното дишане. Запознате се и с процеса на осмозата.
Клетъчна стена
Животинските клетки получават механична опора от тъканите, скелета и течностите в организма. Растителните клетки обаче не разполагат с такава сложна поддържаща система. Поради това те имат клетъчна стена.
Клетъчната стена е изградена основно от целулоза – здрав въглехидрат, който придава твърдост и устойчивост на клетката. Благодарение на нея растителните клетки запазват характерната си правилна форма, докато животинските клетки могат да приемат много различни форми.
Освен че осигурява механична опора, клетъчната стена предпазва клетката от механични увреждания и прекомерно разширяване при навлизане на вода.
Вакуоли
Вакуолите са едни от най-големите органели в растителната клетка. Те представляват мембранни мехурчета, изпълнени с вода, захари, белтъци, минерали и други вещества.
Техните функции включват:
- съхранение на вода и хранителни вещества;
- складиране на отпадни продукти;
- защита срещу някои патогени;
- поддържане на тургорното налягане.
Тургорното налягане възниква, когато пълната с вода вакуола притиска клетъчната стена отвътре. Това налягане поддържа клетката твърда и помага на растението да стои изправено.
Вероятно сте забелязвали, че неполиваните растения увяхват. Това се случва, защото вакуолите губят вода и се свиват, което води до намаляване на тургорното налягане. След поливане вакуолите отново се изпълват с вода, налягането се възстановява и растението възвръща своята свежест и форма.
Обобщи с помощта на AI
Хареса ли Ви статията? Оставете отзив!
Loading...
