Varje levande organism är i grunden ingenting annat än en samling celler som arbetar för att upprätthålla helheten. Några av dem gör blod och ben, och några av dem omvandlar solljus till kemisk energi - alla anmärkningsvärda bedrifter, i sig själva.
Men vad som är ännu mer fantastiskt är hur lika växt- och djurceller är, även om de är klassificerade i olika riken - Plantae och Animalia. Förutom att vara levande organismer, har växter och djur några viktiga punkter gemensamt: hur deras celler är gjorda och vad de innehåller, och de processer de använder för att upprätthålla homeostas.
Här är några fakta om celler innan vi fördjupar oss i cellbiologin:
- Djur- och växtceller är eukaryota, vilket betyder att de innehåller en cellkärna med membran.
- Bakterieceller och arkéer är prokaryota, vilket innebär att de inte innehåller en cellkärna med cellmembran.
- Växtceller är beroende av starka väggar för att skydda dem; djurceller har mycket större infrastruktur att förlita sig på.
- Oavsett om det är djur- eller växtceller, är de båda eukaryota celler och har därför många gemensamma organeller.
- Växtceller har några få organeller som djurceller inte har.
- Diffusion är en konstant process i djur- och växtceller.
Djur- och växtcellers uppbyggnad och funktion
När det kommer till växt- och djurceller finns det en väsentlig skillnad. För det första har växtceller ett inre tryck, som cellsaften har på cellväggen, vilket gör att cellen kan behålla sin form. Detta tryck kallas för trugor, eller ibland saftspänning. De har också en cellvägg som både skyddar cellerna och bibehåller deras form. Eftersom att växtcellerna är såpass tätt packade tillsammans, är dess form mer enhetlig och är formade mer som än kvadrat.
Däremot finns djurceller i en mängd olika former: röda blodkroppar är skivliknande, nervceller är långa och trådiga och lymfocyter ändrar form efter behov. Det beror på att djurceller är mycket mer rörliga än växtceller; deras form hjälper dem i deras funktion.
Både växt- och djurceller har väggar; det är bara så att växtcellsväggar är lite tuffare medan djurs cellväggar är mer som ett membran.
Förutom dessa initiala skillnader har växt- och djurceller många av samma inre delar - organeller, som fyller samma funktioner. Dom är:
- Cellkärna: Den del som styr cellen och dess genetiska information
- Mitokondrier: Ger kraft för cellerna att fungera
- Ribosomer: Binder aminosyror till protein.
- Endoplasmatiska nätverket bildar proteiner
- Golgiapparaten skickar ut ompaketerade lipider och proteiner
- Lysosomer är organeller för avfallshantering som endast finns i djurceller. I växtceller är det vakuolerna som har samma uppgift.
- Cytoplasma: den gelliknande substansen som dessa organeller förblir suspenderade i.
Förutom att cellernas avfallsorganeller är olika, har växter ytterligare ett par organeller som inte finns i djurceller. De är de klorofyllfyllda kloroplasterna och de tidigare nämnda vakuolerna. De hjälper inte bara till att upprätthålla turgortrycket, utan de lagrar vatten, proteiner och andra molekyler som hjälper till att upprätthålla växten.
Som nämnts ovan är växtcellväggar tuffare än djurcellväggar eftersom de är förstärkta med cellulosa. Det är ett svårt ämne för vissa djur att smälta men det hjälper verkligen dessa celler att behålla sin struktur. Det finns dock ännu fler likheter och skillnader mellan växtceller och djurceller.
Cellers funktion och uppbyggnad
Vi kastade bara en massa organellnamn på dig och gav dig en mycket kort sammanfattning av vad de gör. Låt oss reda ut begreppen och beståndsdelarna, ett i taget.
Cellernas kärnor är de viktigaste organellerna, inte bara för att de innehåller DNA och all genetisk information, utan för att de också innehåller alla instruktioner för varannan organell i cellen: vad den ska producera - i vilken ordning polypeptiden kedjor bör organiseras i, när lysosomer ska gå till attack och även när de ska starta apoptos (celldöd).
Ribosomerna tar emot dessa instruktioner och fungerar därefter. De ordnar aminosyrorna så att de möter de aktuella behoven och skickar sedan ut dem till det endoplasmiska nätverket, också kallat endoplasmatiska retikulumet (ER) för att identifieras och märkas och sedan vikas för vidare transport.
ER:s grova yttre membran packar dessa aminosyror till vesiklar medan det inre, släta membranet producerar hormoner och lipider.
Golgi-apparaten, även kallad Golgi-kroppen, är en ständigt sammansatt organell. Transportvesiklarna blir en del av den i ena änden och deras produkter bearbetas genom kroppens säckliknande membran. I den andra änden av Golgien lossnar de utgående transportvesiklarna från kroppen för att bära sin nyttolast dit den är avsedd.
Samtidigt är mitokondrierna upptagna med att ta in proteiner, kolhydrater och lipider och omvandla dem till adenosintrifosfat - ATP, som används för energi för att driva cellerna. Egentligen är hur celler fungerar ganska fantastiskt.
Växter har också mitokondrier; de kallas tylakoider. Dessa gröna, skivformade membran är ordnade i staplar som kallas grana; de vilar i kloroplaster - organellerna som utför fotosyntesen.
Cytoplasma, ämnet alla dessa organeller är suspenderade i, fyller olika funktioner. Förutom att hjälpa till att skydda cellen och varje organell, spelar den en roll i cellandningen - speciellt det första steget, glykolys; framställning av proteiner och celldelningsprocesserna (mitos och meios).
Lysosomer är ett genidrag. De attackerar och neutraliserar alla hot mot cellen: främmande inkräktare - virus och bakterier, slumpmässiga bitar av aminosyra som flyter runt cytoplasman och, vilket oundvikligen måste hända, konsumtionen av celler när de når slutet av sitt programmerade liv.
Konsumtion kan ha varit fel ord; lysosomer återvinner produkter istället för att få dem att försvinna. Ändå är även den bedriften ett underverk. Låt oss säga att organismen är infekterad. Lysosomorganeller skickas och bryter ner det smittsamma ämnet i delar som cellerna kan använda.
Om det inte finns någon användning för dessa beståndsdelar kommer de att utsöndras genom organismens avfallssystem.
På vissa sätt fungerar cellernas organeller som en verksamhet gör: kärnan delar ut ordern, som de andra organellerna följer för att producera livsuppehållande proteiner och andra energimaterial. Och om systemet blir galet, finns lysosomer (vakuoler, i växter) där för att rensa upp saker.
Det kan kännas diffust och svårt att lära sig biologins grunder, då kan läxhjälp biologi underlätta dina studier.
Vad är diffusion?
Hittills har artikeln handlat om att produkter tillverkade i cellerna transporteras från en organell till en annan, men på något sätt måste dessa produkter komma in i organellerna. De gör det genom diffusion.
Enkelt uttryckt är diffusion förflyttning av molekyler från ett område med hög densitet till ett område med låg densitet.
Låt oss säga att du är sugen på ett glas chokladmjölk. Du gör klart glaset, skopar i din chokladdryck och häller sedan upp mjölken. Eller föredrar du att hälla mjölken först och sedan tillsätta pulvret?
Hur som helst kommer du att märka att mjölken och pulvret inte omedelbart blandas. Faktum är att om du lämnar saker som de är, kommer pulvret att stanna på botten av glaset.
Fysikens lagar spelar en roll i diffusionen. Eftersom de två ämnena är olika - det ena pulver och det andra flytande, och eftersom det ena är tyngre än det andra, behöver de lite uppmuntran för att tillåta utjämning av molekyler.
Så du rör om din dryck. Pulvret blandas med mjölken och snart njuter du av den läckra drycken du längtade efter.
Oftare sker den reaktionen av lösta ämnen som utjämnar sig själva i ett lösningsmedel utan att skaka eller omröras, särskilt om de är av samma typ av materia: vätskor diffunderar väl in i vätskor och gaser blandas snabbt med andra gaser.
Det finns dock en varning. När två vätskor som olja och vatten kommer i kontakt diffunderar bara den minsta möjliga marginalen in i varandra - och det bara knappt.
Du kan prova att hälla lite vegetabilisk olja i ett glas vatten; oljan förblir på toppen. Rör om lite och oljan kommer att färdas genom vattnet, men några minuter efter att omrörningen har upphört, uppträder även diffusionen.
Bortsett från dessa anmärkningsvärda exempel är molekyler som rör sig längs sin koncentrationsgradient ett vanligt inslag i cellbiologi. En viktig del av cellens funktion bygger också på diffusionsprocesser.
Vad är osmos?
Osmos är diffusion av vatten genom en barriär. Lägg märke till hur specifik den här meningen är.
Medan diffusion är molekyler som rör sig längs sin koncentrationsgradient oavsett om det finns en barriär eller inte - och oavsett om partiklarna är gjorda av samma material, utmärker sig osmos genom att strikt relateras till vattenmolekyler, och det måste finnas en barriär närvarande.
Principen förblir dock densamma: osmos handlar om att balansera koncentrationen av lösta ämnen; i detta fall på vardera sidan av en barriär.
I biologisammanhang relaterar osmos till vattenmolekylers nettorörelse över cellmembran. Det är en kritisk process för organeller som vakuoler (i växter), vars funktion är att hjälpa till att upprätthålla cellernas struktur.
Ovan noterade vi att vakuoler måste bibehålla turgortrycket. För att göra det måste de behålla en viss mängd vatten. När trycket runt en vakuol är lika stort som dess inre tryck, sägs organellen vara isotonisk - på rätt nivå av hydrering.
Men om det råder brist på vatten i organismen kommer cellernas vakuoler att krympa, vilket gör cellerna sårbara och svaga. I det tillståndet sägs de vara hypertona. Omvänt, om det finns ett överflöd av vatten både i och utanför vakuolen, är det hypotont - och, möjligen, i ett tillstånd av överhängande bristning.
Det är vad som händer när människor övervattnar sina växter. Vill du ha ett mer målande exempel på hur det kan se ut, en vissen blomma som får vatten och piggnar till är ett praktexempel.
Osmos har många funktioner inom industrin och vetenskapen, men utan tvekan är hur celler använder osmos för att hålla sig vid liv och fungera själva definitionen av fantastiskt.
Tycker du om artikeln? Visa det gärna!
Loading...
