Ludzie składają się z trylionów komórek – podstawowej jednostki życia na ziemi. W tym artykule wyjaśniamy niektóre struktury znajdujące się w komórkach i opisujemy kilka z wielu typów komórek znajdujących się w naszych ciałach.
Komórki można uważać za małe opakowania zawierające małe fabryki, magazyny, systemy transportowe i elektrownie. Działają samodzielnie, tworząc własną energię i samoreplikując – komórka jest najmniejszą jednostką życia, która może się powielać.
Jednak komórki również komunikują się ze sobą i łączą się, tworząc solidne, dobrze sklejone zwierzę. Komórki budują tkanki, które tworzą narządy; i organy działają razem, aby utrzymać organizm przy życiu.
Robert Hook pierwszy odkrył komórki w 1665 roku. Podał im ich imię, ponieważ przypominały one (po łacinie „małe pokoje”), gdzie mnisi żyli w klasztorach.
Wewnątrz komórki
Różne typy komórek mogą wyglądać zupełnie inaczej i wykonywać bardzo różne role w ciele.
Na przykład, plemnik przypomina kijankę, żeńska komórka jajowa jest sferyczna, a komórki nerwowe są zasadniczo cienkimi rurkami.
Pomimo różnic dzielą one często pewne struktury; są one określane jako organelle (mini-organy). Oto niektóre z najważniejszych:
Jądro
Jądro może być uważane za kwaterę komórki. Zazwyczaj jedno jądro przypada na komórkę, ale nie zawsze tak jest, komórki mięśni szkieletowych na przykład mają dwa. Jądro zawiera większość DNA komórki (niewielka ilość znajduje się w mitochondriach, patrz poniżej). Jądro wysyła wiadomości, które mówią komórce, że rośnie, dzieli się lub umiera.
Jądro jest oddzielone od reszty komórki przez membranę nazywaną kopertą jądrową; pory jądrowe w błonie umożliwiają małe cząsteczki i jony, podczas gdy większe cząsteczki potrzebują białek transportowych, aby im pomóc.
Błona plazmatyczna
Aby zapewnić, że każda komórka pozostaje oddzielona od sąsiada, jest ona otoczona specjalną membraną znaną jako membrana plazmowa. Membrana ta jest w przeważającej części wykonana z fosfolipidów, które zapobiegają przedostawaniu się substancji opartych na wodzie do wnętrza komórki. Membrana plazmowa zawiera szereg receptorów, które wykonują szereg zadań, w tym:
- Odźwierni: Niektóre receptory umożliwiają niektórym cząsteczkom przechodzenie i zatrzymywanie innych.
- Markery: Te receptory działają jak identyfikatory, informujące układ odpornościowy, że są częścią organizmu, a nie obcym najeźdźcą.
- Komunikatory: Niektóre receptory pomagają komórce komunikować się z innymi komórkami i otoczeniem.
- Elementy złączne: Niektóre receptory pomagają związać komórkę z sąsiadami.
Cytoplazma
Cytoplazma jest wnętrzem komórki, która otacza jądro i wynosi około 80 procent wody; obejmuje organelle i galaretowaty płyn zwany cytosolem. Wiele ważnych reakcji zachodzących w komórce występuje w cytoplazmie.
Lizosomy i peroksysomy
Zarówno lizosomy, jak i peroksysomy są zasadniczo workami enzymów. Lizosomy zawierają enzymy rozkładające duże cząsteczki, w tym stare części komórek i obcy materiał. Peroksysomy zawierają enzymy niszczące materiały toksyczne, w tym nadtlenek.
Cytoszkielet
Cytoszkielet można uznać za rusztowanie komórki. Pomaga w utrzymaniu prawidłowego kształtu. Jednak w przeciwieństwie do zwykłego rusztowania, szkielet jest elastyczny; odgrywa rolę w podziale komórki i ruchliwości komórki – na przykład zdolność niektórych komórek do poruszania się, na przykład do plemników.
Cytoszkielet pomaga również w sygnalizacji komórkowej poprzez jej udział w wychwycie materiału spoza komórki (endocytozie) i uczestniczy w przemieszczaniu materiałów w komórce.
Retikulum endoplazmatyczne
Retikulum endoplazmatyczne (ER) przetwarza cząsteczki w komórce i pomaga przenieść je do ostatecznych miejsc docelowych. W szczególności syntetyzuje, fałduje, modyfikuje i transportuje białka.
ER składa się z wydłużonych worków, zwanych cisternae, utrzymywanych razem przez cytoszkielet. Istnieją dwa typy: szorstki ER i gładki ER.
Aparat Golgiego
Po przetworzeniu cząsteczek przez ER, podróżują one do aparatu Golgiego. Aparat Golgiego jest czasem uważany za pocztę komórki, gdzie przedmioty są pakowane i etykietowane. Po opuszczeniu materiałów można je wykorzystać w komórce lub wyjąć na zewnątrz komórki do użycia w innym miejscu.
Mitochondria
Często nazywana elektrownią komórki, mitochondria pomagają zamieniać energię z jedzenia, które jemy na energię, którą może wykorzystać komórka – trifosforan adenozyny (ATP). Jednak mitochondria mają wiele innych zadań, w tym przechowywanie wapnia i rolę w śmierci komórki (apoptoza).
Rybosomy
W jądrze DNA ulega transkrypcji do RNA (kwasu rybonukleinowego), cząsteczki podobnej do DNA, która przenosi ten sam przekaz. Rybosomy odczytują RNA i tłumaczą go na białko, łącząc aminokwasy w kolejności określonej przez RNA.
Niektóre rybosomy swobodnie pływają w cytoplazmie; inne są dołączone do ER.
Podział komórek
Nasze ciało nieustannie zastępuje komórki. Komórki muszą się dzielić z wielu powodów, w tym ze wzrostu organizmu i wypełnienia luk pozostawionych przez martwe i zniszczone komórki po urazie, na przykład.
Istnieją dwa rodzaje podziału komórkowego: mitozy i mejoza.
Mitoza
Mitoza to podział większości komórek w ciele. Komórka „macierzysta” dzieli się na dwie komórki „potomne”.
Obie komórki potomne mają takie same chromosomy jak siebie nawzajem i rodzica. Są one określane jako diploidalne, ponieważ mają dwie kompletne kopie chromosomów.
Mejoza
Mejoza tworzy komórki płciowe, takie jak męskie plemniki i żeńskie komórki jajowe.W mejozie mała część każdego chromosomu zrywa się i przykleja się do innego chromosomu; nazywa się to rekombinacją genetyczną.
Oznacza to, że każda z nowych komórek ma unikalny zestaw informacji genetycznych. Jest to proces, który pozwala na wystąpienie różnorodności genetycznej.
Krótko mówiąc, mitoza pomaga nam się rozwijać, a mejoza zapewnia, że wszyscy jesteśmy wyjątkowi.
Rodzaje komórek
Rozważając złożoność ludzkiego ciała, nie jest zaskoczeniem, że istnieją setki różnych typów komórek. Poniżej znajduje się mały wybór typów ludzkich komórek:
Komórki macierzyste
Komórki macierzyste są komórkami, które jeszcze nie wybrały tego, czym się staną. Niektóre różnią się, aby stać się określonym typem komórek, a inne dzielą się, aby wytworzyć więcej komórek macierzystych. Występują zarówno w zarodku, jak iw niektórych tkankach dorosłych, takich jak szpik kostny.
Komórki kostne
Istnieją co najmniej trzy podstawowe typy komórek kostnych:
- Osteoklasty, które rozpuszczają kość.
- Osteoblasty, które tworzą nową kość.
- Osteocyty, które są otoczone kością i pomagają w komunikacji z innymi komórkami kostnymi.
Krwinki
Istnieją trzy główne typy komórek krwi:
- czerwone krwinki, które przenoszą tlen dookoła ciała
- białe krwinki, które są częścią układu odpornościowego
- płytki krwi, które pomagają skrzepy krwi, aby zapobiec utracie krwi po urazie
Komórki mięśniowe
Zwane także miocytami, komórki mięśniowe są długimi, cylindrycznymi komórkami. Komórki mięśniowe są ważne dla wielu różnych funkcji, takich jak ruch, wsparcie i funkcje wewnętrzne, takie jak perystaltyka – ruch pokarmu wzdłuż jelita.
Plemniki
Te komórki w kształcie kijanki są najmniejsze w ludzkim ciele.
Są ruchliwe, co oznacza, że mogą się poruszać. Osiągają ten ruch za pomocą ogona (wici), który jest wypełniony energochłonnymi mitochondriami.
Plemniki nie mogą się dzielić; zawierają tylko jedną kopię każdego chromosomu (haploidalnego), w przeciwieństwie do większości komórek, które niosą dwie kopie (diploidalne).
Kobieta komórki jajowej
W porównaniu z komórkami nasienia komórka jajowa jest gigantem; jest to największa ludzka komórka. Komórka jajowa jest również haploidalna, dzięki czemu DNA z plemnika i komórki jajowej może się połączyć, tworząc komórkę diploidalną.
Komórki tłuszczowe
Komórki tłuszczowe są również nazywane adipocytami i są głównym składnikiem tkanki tłuszczowej. Zawierają przechowywane tłuszcze zwane trójglicerydami, które w razie potrzeby można wykorzystać jako energię. Po zużyciu trójglicerydów komórki tłuszczowe kurczą się. Adipocyty również wytwarzają pewne hormony.
Komórki nerwowe
Komórki nerwowe są układem komunikacyjnym ciała. Zwane także neuronami, składają się z dwóch głównych części – ciała komórki i procesów nerwowych. Ciało centralne zawiera jądro i inne organelle, a procesy nerwowe (aksony lub dendryty) działają jak długie palce, niosąc wiadomości daleko i szeroko. Niektóre z tych aksonów mogą mieć ponad 1 metr długości.
W skrócie
Komórki są tak fascynujące, jak różnorodne. W pewnym sensie są to autonomiczne miasta, które funkcjonują samodzielnie, produkując własną energię i białka; w innym sensie są częścią ogromnej sieci komórek, które tworzą tkanki, narządy i nas.
