Τι είναι ένα κελί;

Οι άνθρωποι αποτελούνται από τρισεκατομμύρια κύτταρα - τη βασική μονάδα της ζωής στη γη. Σε αυτό το άρθρο, εξηγούμε μερικές από τις δομές που βρίσκονται στα κύτταρα και περιγράφουμε μερικούς από τους πολλούς τύπους κυττάρων που βρίσκονται στο σώμα μας.

Τα κελιά μπορούν να θεωρηθούν ως μικροσκοπικά πακέτα που περιέχουν μικρά εργοστάσια, αποθήκες, συστήματα μεταφοράς και σταθμούς παραγωγής ενέργειας. Λειτουργούν μόνα τους, δημιουργώντας τη δική τους ενέργεια και αυτοαναπαραγόμενα - το κελί είναι η μικρότερη μονάδα ζωής που μπορεί να αναπαραχθεί.

Ωστόσο, τα κύτταρα επικοινωνούν επίσης μεταξύ τους και συνδέονται για να δημιουργήσουν ένα συμπαγές, καλά κολλημένο ζώο. Τα κύτταρα χτίζουν ιστούς, που σχηματίζουν όργανα. και τα όργανα συνεργάζονται για να κρατήσουν τον οργανισμό ζωντανό.

Ο Ρόμπερτ Χουκ ανακάλυψε για πρώτη φορά τα κύτταρα το 1665. Τους έδωσε το όνομά τους επειδή μοιάζουν με το τσέλα (Λατινικά για «μικρά δωμάτια») όπου μοναχοί ζούσαν σε μοναστήρια.

Μέσα στο κελί

Διαφορετικοί τύποι κυττάρων μπορεί να φαίνονται πολύ διαφορετικοί και να εκτελούν πολύ διαφορετικούς ρόλους μέσα στο σώμα.

Για παράδειγμα, ένα σπέρμα μοιάζει με ένα γυρίνο, ένα θηλυκό ωάριο είναι σφαιρικό και τα νευρικά κύτταρα είναι ουσιαστικά λεπτοί σωλήνες.

Παρά τις διαφορές τους, συχνά μοιράζονται ορισμένες δομές. Αυτά αναφέρονται ως οργανίδια (μίνι-όργανα). Παρακάτω είναι μερικά από τα πιο σημαντικά:

Ένα απλοποιημένο διάγραμμα ενός ανθρώπινου κυττάρου.

Πυρήνας

Ο πυρήνας μπορεί να θεωρηθεί ως η έδρα του κελιού. Υπάρχει συνήθως ένας πυρήνας ανά κύτταρο, αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα, τα κύτταρα των σκελετικών μυών, για παράδειγμα, έχουν δύο. Ο πυρήνας περιέχει το μεγαλύτερο μέρος του DNA του κυττάρου (μια μικρή ποσότητα στεγάζεται στα μιτοχόνδρια, βλ. Παρακάτω). Ο πυρήνας στέλνει μηνύματα για να πει στο κελί να μεγαλώνει, να διαιρείται ή να πεθαίνει.

Ο πυρήνας διαχωρίζεται από το υπόλοιπο κύτταρο από μια μεμβράνη που ονομάζεται πυρηνικός φάκελος. πυρηνικοί πόροι εντός της μεμβράνης επιτρέπουν μέσω μικρών μορίων και ιόντων, ενώ μεγαλύτερα μόρια χρειάζονται πρωτεΐνες μεταφοράς για να τα βοηθήσουν.

Μεμβράνη πλάσματος

Για να διασφαλιστεί ότι κάθε κύτταρο παραμένει ξεχωριστό από το γείτονά του, τυλίγεται σε μια ειδική μεμβράνη γνωστή ως μεμβράνη πλάσματος. Αυτή η μεμβράνη αποτελείται κυρίως από φωσφολιπίδια, τα οποία εμποδίζουν την είσοδο ουσιών με βάση το νερό στο κύτταρο. Η μεμβράνη πλάσματος περιέχει μια σειρά υποδοχέων, οι οποίοι εκτελούν μια σειρά από εργασίες, όπως είναι:

• Gatekeepers: Μερικοί υποδοχείς επιτρέπουν σε ορισμένα μόρια να διαπερνούν και να σταματούν άλλα.
• Δείκτες: Αυτοί οι υποδοχείς λειτουργούν ως σήματα ονομάτων, ενημερώνοντας το ανοσοποιητικό σύστημα ότι αποτελούν μέρος του οργανισμού και όχι ξένος εισβολέας.
• Communicators: Μερικοί υποδοχείς βοηθούν το κύτταρο να επικοινωνεί με άλλα κελιά και το περιβάλλον.
• Συνδετήρες: Μερικοί υποδοχείς βοηθούν στη σύνδεση του κυττάρου με τους γείτονές του.

Κυτόπλασμα

Το κυτταρόπλασμα είναι το εσωτερικό του κυττάρου που περιβάλλει τον πυρήνα και είναι περίπου 80 τοις εκατό νερό. Περιλαμβάνει τα οργανίδια και ένα υγρό τύπου ζελέ που ονομάζεται κυτοσόλιο. Πολλές από τις σημαντικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στο κύτταρο εμφανίζονται στο κυτταρόπλασμα.

Λυσοσώματα και υπεροξυσώματα

Τόσο τα λυσοσώματα όσο και τα υπεροξυσώματα είναι ουσιαστικά σάκοι ενζύμων. Τα λυσοσώματα περιέχουν ένζυμα που διασπούν μεγάλα μόρια, συμπεριλαμβανομένων παλαιών τμημάτων των κυττάρων και ξένου υλικού. Τα υπεροξυσώματα περιέχουν ένζυμα που καταστρέφουν τοξικά υλικά, συμπεριλαμβανομένου του υπεροξειδίου.

Κυτταροσκελετός

Ο κυτταροσκελετός μπορεί να θεωρηθεί το ικρίωμα του κυττάρου. Το βοηθά να διατηρήσει το σωστό σχήμα. Ωστόσο, σε αντίθεση με τα κανονικά ικριώματα, ο κυτταροσκελετός είναι εύκαμπτος. παίζει ρόλο στην κυτταρική διαίρεση και την κινητικότητα των κυττάρων - την ικανότητα ορισμένων κυττάρων να κινούνται, όπως τα σπερματοζωάρια, για παράδειγμα.

Ο κυτταροσκελετός βοηθά επίσης στην κυτταρική σηματοδότηση μέσω της συμμετοχής του στην πρόσληψη υλικού από το εξωτερικό του κυττάρου (ενδοκυττάρωση) και εμπλέκεται στην κίνηση υλικών γύρω από το κύτταρο.

Ενδοπλασματικό πρόγραμμα

Το ενδοπλασματικό πρόγραμμα (ER) επεξεργάζεται μόρια εντός του κυττάρου και βοηθά στη μεταφορά τους στους τελικούς προορισμούς τους. Συγκεκριμένα, συνθέτει, διπλώνει, τροποποιεί και μεταφέρει πρωτεΐνες.

Το ER αποτελείται από επιμήκη σάκους, που ονομάζονται στέρνες, που συγκρατούνται μαζί από τον κυτταροσκελετό. Υπάρχουν δύο τύποι: τραχύ ER και ομαλό ER.

Συσκευές Golgi

Μόλις τα μόρια έχουν υποστεί επεξεργασία από το ER, ταξιδεύουν στη συσκευή Golgi. Η συσκευή Golgi μερικές φορές θεωρείται το ταχυδρομείο του κελιού, όπου τα είδη συσκευάζονται και επισημαίνονται. Μόλις φύγουν τα υλικά, μπορούν να χρησιμοποιηθούν εντός του κελιού ή να μεταφερθούν έξω από το κελί για χρήση αλλού.

Μιτοχόνδρια

Συχνά αναφέρεται ως η δύναμη του κυττάρου, τα μιτοχόνδρια βοηθούν στη μετατροπή της ενέργειας από τα τρόφιμα που τρώμε σε ενέργεια που μπορεί να χρησιμοποιήσει το κύτταρο - τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP). Ωστόσο, τα μιτοχόνδρια έχουν πολλές άλλες θέσεις εργασίας, συμπεριλαμβανομένης της αποθήκευσης ασβεστίου και ενός ρόλου στον κυτταρικό θάνατο (απόπτωση).

Ριβοσώματα

Στον πυρήνα, το DNA μεταγράφεται σε RNA (ριβονουκλεϊκό οξύ), ένα μόριο παρόμοιο με το DNA, το οποίο φέρει το ίδιο μήνυμα. Τα ριβοσώματα διαβάζουν το RNA και το μεταφράζουν σε πρωτεΐνη κολλώντας τα αμινοξέα με τη σειρά που ορίζεται από το RNA.

Μερικά ριβοσώματα επιπλέουν ελεύθερα στο κυτόπλασμα. άλλοι συνδέονται με το ER.

Κυτταρική διαίρεση

Η κυτταρική διαίρεση συνεχίζεται για όλη μας τη ζωή.

Το σώμα μας αντικαθιστά συνεχώς τα κύτταρα. Τα κύτταρα πρέπει να χωριστούν για διάφορους λόγους, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης ενός οργανισμού και για να καλυφθούν τα κενά που άφησαν τα νεκρά και τα κατεστραμμένα κύτταρα μετά από έναν τραυματισμό, για παράδειγμα.

Υπάρχουν δύο τύποι κυτταρικής διαίρεσης: Μίτωση και μύωση.

Μίτωσις

Η μίωση είναι πώς διαιρούνται τα περισσότερα κύτταρα στο σώμα. Το κελί «γονέας» χωρίζεται σε δύο κελιά «θυγατρικής».

Και τα δύο θυγατρικά κύτταρα έχουν τα ίδια χρωμοσώματα μεταξύ τους και τον γονέα. Αναφέρονται ως διπλοειδείς επειδή έχουν δύο πλήρη αντίγραφα των χρωμοσωμάτων.

Meiosis

Το Meiosis δημιουργεί σεξουαλικά κύτταρα, όπως το αρσενικό σπέρμα και τα θηλυκά ωάρια. Στη μέωση, ένα μικρό μέρος κάθε χρωμοσώματος διασπάται και κολλά σε ένα άλλο χρωμόσωμα. αυτό ονομάζεται γενετικός ανασυνδυασμός.

Αυτό σημαίνει ότι κάθε ένα από τα νέα κύτταρα έχει ένα μοναδικό σύνολο γενετικών πληροφοριών. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει τη γενετική ποικιλομορφία.

Έτσι, εν συντομία, η μίτωση μας βοηθά να μεγαλώσουμε και η μύωση διασφαλίζει ότι είμαστε όλοι μοναδικοί.

Τύποι κυττάρων

Όταν εξετάζετε την πολυπλοκότητα του ανθρώπινου σώματος, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι υπάρχουν εκατοντάδες διαφορετικοί τύποι κυττάρων. Ακολουθεί μια μικρή επιλογή τύπων ανθρώπινων κυττάρων:

Βλαστοκύτταρα

Τα βλαστικά κύτταρα είναι κύτταρα που δεν έχουν ακόμη επιλέξει τι πρόκειται να γίνουν. Κάποιοι διαφοροποιούνται για να γίνουν συγκεκριμένοι τύποι κυττάρων και άλλοι διαιρούνται για να παράγουν περισσότερα βλαστικά κύτταρα. Βρίσκονται τόσο στο έμβρυο όσο και σε ορισμένους ιστούς ενηλίκων, όπως ο μυελός των οστών.

Κύτταρα οστών

Υπάρχουν τουλάχιστον τρεις κύριοι τύποι οστών κυττάρων:

• Οστεοκλάστες, οι οποίοι διαλύουν τα οστά.
• Οστεοβλάστες, που σχηματίζουν νέο οστό.
• Τα οστεοκύτταρα, τα οποία περιβάλλονται από οστά και βοηθούν στην επικοινωνία με άλλα κύτταρα των οστών.

Κύτταρα του αίματος

Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι κυττάρων αίματος:

• ερυθρά αιμοσφαίρια, τα οποία μεταφέρουν οξυγόνο γύρω από το σώμα
• λευκά αιμοσφαίρια, τα οποία αποτελούν μέρος του ανοσοποιητικού συστήματος
• αιμοπετάλια, τα οποία βοηθούν στην πήξη του αίματος για την πρόληψη της απώλειας αίματος μετά από τραυματισμό

Μυϊκά κύτταρα

Ονομάζονται επίσης μυοκύτταρα, τα μυϊκά κύτταρα είναι μακρά, σωληνοειδή κύτταρα. Τα μυϊκά κύτταρα είναι σημαντικά για ένα τεράστιο φάσμα λειτουργιών, συμπεριλαμβανομένης της κίνησης, της υποστήριξης και των εσωτερικών λειτουργιών, όπως η περισταλτική - η κίνηση των τροφίμων κατά μήκος του εντέρου.

Κύτταρα σπέρματος

Το σπέρμα είναι ο μικρότερος τύπος ανθρώπινων κυττάρων.

Αυτά τα κύτταρα σε σχήμα γυρίνου είναι τα μικρότερα στο ανθρώπινο σώμα.

Είναι κινητικά, που σημαίνει ότι μπορούν να κινηθούν. Επιτυγχάνουν αυτή την κίνηση χρησιμοποιώντας την ουρά τους (μαστίγιο), η οποία είναι γεμάτη με μιτοχόνδρια που δίνουν ενέργεια.

Τα σπερματοζωάρια δεν μπορούν να διαχωριστούν. φέρουν μόνο ένα αντίγραφο κάθε χρωμοσώματος (απλοειδές), σε αντίθεση με την πλειονότητα των κυττάρων, τα οποία φέρουν δύο αντίγραφα (διπλοειδή).

Θηλυκό ωάριο

Σε σύγκριση με το κύτταρο σπέρματος, το θηλυκό ωάριο είναι ένας γίγαντας. είναι το μεγαλύτερο ανθρώπινο κύτταρο. Το ωάριο είναι επίσης απλοειδές έτσι ώστε το DNA από το σπέρμα και το αυγό να μπορούν να συνδυαστούν για να δημιουργήσουν ένα διπλοειδές κύτταρο.

Λίπη κύτταρα

Τα λιπώδη κύτταρα ονομάζονται επίσης λιποκύτταρα και αποτελούν το κύριο συστατικό του λιπώδους ιστού. Περιέχουν αποθηκευμένα λίπη που ονομάζονται τριγλυκερίδια και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ενέργεια όταν χρειάζεται. Μόλις εξαντληθούν τα τριγλυκερίδια, τα λιποκύτταρα συρρικνώνονται. Τα λιποκύτταρα παράγουν επίσης ορισμένες ορμόνες.

Νευρικά κύτταρα

Τα νευρικά κύτταρα είναι το σύστημα επικοινωνίας του σώματος. Επίσης, ονομάζονται νευρώνες, αποτελούνται από δύο κύρια μέρη - το κυτταρικό σώμα και τις νευρικές διαδικασίες. Το κεντρικό σώμα περιέχει τον πυρήνα και άλλα οργανίδια, και οι νευρικές διεργασίες (άξονες ή δενδρίτες) τρέχουν σαν μεγάλα δάχτυλα, μεταφέροντας μηνύματα μακρινά. Μερικοί από αυτούς τους άξονες έχουν μήκος μεγαλύτερο από 1 μέτρο.

Με λίγα λόγια

Τα κύτταρα είναι τόσο συναρπαστικά όσο ποικίλλουν. Κατά μία έννοια είναι αυτόνομες πόλεις που λειτουργούν μόνες τους, παράγοντας τη δική τους ενέργεια και πρωτεΐνες. με μια άλλη έννοια, είναι μέρος του τεράστιου δικτύου κυττάρων που δημιουργεί ιστούς, όργανα και εμάς.