EUKARYOOTTISOLU: OMINAISUUDET, TYYPIT, OSAT, AINEENVAIHDUNTA - BIOLOGIA - 2026

Eukaryoottisolut ovat rakennekomponentit laajan valikoiman organismien tunnettu siitä, jolla on soluja, joissa on ydin, jota rajoittaa kalvo ja jossa on joukko organelles.

Eukaryootien näkyvimmistä organelleista meillä on mitokondrioita, jotka vastaavat solujen hengityksestä ja muista energian tuottamiseen liittyvistä reiteistä, ja klooriplasteja, joita löytyy kasveista ja jotka vastaavat fotosynteesistä.

Eläinten eukaryoottinen solu. Lähde: Nikol valentina romero ruiz, Wikimedia Commonsista

Lisäksi on muita kalvojen rajoittamia rakenteita, kuten Golgi-laite, endoplasminen retikulum, vakuolit, lysosomit, peroksisomat, jotka ovat ainutlaatuisia eukaryooteille.

Eukaryooteihin kuuluvat organismit ovat melko heterogeenisiä sekä koon että morfologian suhteen. Ryhmä vaihtelee yksisoluisista alkueläimistä ja mikroskooppisista hiivoista kasveihin ja suuriin eläimiin, jotka asuvat syvänmeressä.

Eukaryootit eroavat prokaryooteista pääasiassa ytimen ja muiden sisäisten organelien läsnäolon lisäksi, koska niillä on korkea geneettisen materiaalin organisaatio. Voidaan sanoa, että eukaryootit ovat paljon monimutkaisempia eri näkökohdista, sekä rakenteellisista että toiminnallisista.

Yleispiirteet, yleiset piirteet

Tärkeimmät ominaisuudet, jotka eukaryoottisolun määrittelevät, ovat: määritellyn ytimen läsnäolo, jonka sisällä on geneettinen materiaali (DNA), erityiset tehtävät suorittavat ekstrasellulaariset organelit ja sytoskeleton.

Siksi joillakin suvulla on erityisominaisuuksia. Esimerkiksi kasveilla on kloroplastit, suuri vakuoli ja paksu selluloosaseinä. Sienissä kitiinin seinä on ominaista. Viimeiseksi, eläinsoluissa on sentrioleja.

Samoin protisteissa ja sienissä on eukaryoottisia yksisoluisia organismeja.

Osat (organellit)

Yksi eukaryoottien erityisominaisuuksista on kalvojen ympäröimien organelien tai solunsisäisten osastojen läsnäolo. Näkyvimpien joukossa meillä on:

Ydin

Ihmisen solujen eukaryoottinen esitys. Voit nähdä ytimen

Ydin on näkyvin rakenne eukaryoottisoluissa. Sitä rajoittaa kaksoishuokoinen lipidikalvo, joka mahdollistaa aineiden vaihdon sytoplasman ja ytimen sisäpuolen välillä.

Se on organelli, joka vastaa kaikkien soluprosessien koordinoinnista, koska se sisältää kaikki tarvittavat ohjeet DNA: ssa, joka mahdollistaa suunnattoman monenlaisten prosessien suorittamisen.

Ydin ei ole täysin pallomainen ja staattinen organeli, jonka DNA on hajottunut siihen satunnaisesti. Se on hieno monimutkaisuusrakenne eri komponenttien kanssa, kuten: ydinvaippa, kromatiini ja nukleoli.

Ytimen sisällä on myös muita elimiä, kuten Cajal-kehot ja PML-rungot (promyelosyyttinen leukemia).

mitokondriot

mitokondriot

Mitokondriat ovat organelleja, joita ympäröi kaksoismembraanijärjestelmä, ja niitä löytyy sekä kasveista että eläimistä. Mitokondrioiden lukumäärä solua kohden vaihtelee sen tarpeiden mukaan: soluissa, joilla on korkea energiantarve, lukumäärä on suhteellisen suurempi.

Mitokondrioissa tapahtuvat aineenvaihduntareitit ovat: sitruunahapposykli, elektronikuljetus ja oksidatiivinen fosforylaatio, rasvahappojen beetahapettuminen ja aminohappojen hajoaminen.

kloroplastissa

Kloroplastitransformaatio

Klooroplastit ovat tyypillisiä kasvien ja levien organelleja, jotka esittävät monimutkaisia ​​membraanijärjestelmiä. Tärkein aineosa on klorofylli, vihreä pigmentti, joka osallistuu suoraan fotosynteesiin.

Fotosynteesiin liittyvien reaktioiden lisäksi kloroplastit voivat tuottaa ATP: tä, syntetisoida aminohappoja, rasvahappoja. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että tämä osasto liittyy aineiden tuottamiseen taudinaiheuttajia vastaan.

Kuten mitokondrioilla, myös kloroplasteilla on oma geneettinen aine, pyöreä. Evoluution kannalta tämä tosiasia on todiste, joka tukee teoriaa mahdollisesta endosymbioottisesta prosessista, joka aiheutti mitokondrioita ja kloroplasteja.

Endoplasminen reticulum

Endoplasminen reticulum

Retikulumi on membraanijärjestelmä, joka jatkuu ytimen kanssa ja joka ulottuu solun läpi labyrintin muodossa.

Se on jaettu sileään endoplasmiseen retikulumiin ja karkeaan endoplasmiseen reticulumiin riippuen siitä, esiintyykö ribosomeja siinä. Karkea retikulumi on ensisijaisesti vastuussa proteiinisynteesistä - ankkuroitujen ribosomien ansiosta. Sileä puolestaan ​​liittyy lipidien metaboliareitteihin

Golgin laite

Se koostuu sarjasta litistettyjä levyjä, nimeltään "Golgian säiliöt". Se liittyy proteiinien eritykseen ja modifiointiin. Se osallistuu myös muiden biomolekyylien, kuten lipidien ja hiilihydraattien, synteesiin.

Eukaryoottiset organismit

Vuonna 1980 tutkija Carl Woese ja yhteistyökumppanit onnistuivat selvittämään elävien olentojen väliset suhteet molekyylitekniikoilla. Uraauurtavien kokeilujen avulla he onnistuivat perustamaan kolme aluetta (jota kutsutaan myös "supermaailmiksi") jättäen taakse perinteisen näkemyksen viidestä alueesta.

Woesen tulosten mukaan voimme luokitella elävät muodot maan päällä kolmeen näkyvään ryhmään: Archaea, Eubacteria ja Eukarya.

Eukarya-alueella ovat organismit, joita tunnemme eukaryooteina. Tämä perimä on hyvin monimuotoinen ja kattaa joukon sekä yksisoluisia että monisoluisia organismeja.

yksisoluisia

Yksisoluiset eukaryootit ovat erittäin monimutkaisia ​​organismeja, koska niiden on oltava yhdessä solussa kaikki eukaryoottien tyypilliset toiminnot. Alkueläimet luokitellaan historiassa juurakoille, silikaateille, siipikarjanlihoille ja itiöeläimille.

Merkittävimmin esimerkkeinä meistä on euglena: fotosynteettiset lajit, jotka kykenevät liikkumaan lipun läpi.

On myös silmämääräisiä eukaryootteja, kuten kuuluisa Paramecium-sukuun kuuluva paramecia. Niillä on tyypillinen tohvelin muoto ja ne liikkuvat lukuisten silikoiden läsnäolon ansiosta.

Tässä ryhmässä on myös ihmisten ja muiden eläinten patogeenisiä lajeja, kuten Trypanosoma-suku. Tälle loisryhmälle on tunnusomaista, että sillä on pitkänomainen runko ja tyypillinen silput. Ne ovat syy Chagasin tautiin (Trypanosoma cruzi) ja unihäiriöihin (Trypanosoma brucei).

Plasmodium-suku on ihmisten malarian tai malarian aiheuttaja. Tämä tauti voi olla tappava.

On myös yksisoluisia sieniä, mutta tämän ryhmän merkittävimmät ominaisuudet kuvataan myöhemmissä osissa.

kasvit

Kaikki kasvien suuri monimutkaisuus, jota päivittäin havaitsemme, kuuluu eukaryoottiseen sukuun heinistä ja ruohoista monimutkaisiin ja suuriin puihin.

Näiden yksilöiden soluille on tunnusomaista, että niissä on selluloosasta muodostettu soluseinä, joka antaa rakenteelle jäykkyyden. Lisäksi heillä on kloroplasti, joka sisältää kaikki biokemialliset elementit, joita tarvitaan fotosynteettisen prosessin tapahtuu.

Kasvit edustavat erittäin monimuotoista organismiryhmää, monimutkaisilla elinkaareilla, joita olisi mahdotonta kattaa vain muutamilla ominaisuuksilla.

sienet

Termiä "sieni" käytetään kuvaamaan erilaisia ​​organismeja, kuten muotteja, hiivoja ja yksilöitä, jotka kykenevät tuottamaan sieniä.

Lajista riippuen ne voivat lisääntyä seksuaalisesti tai epäseksuaalisesti. Niille on ominaista lähinnä itiöiden tuottaminen: pienet piilevät rakenteet, jotka voivat kehittyä, kun ympäristöolosuhteet ovat sopivat.

Saatat ajatella, että ne ovat samanlaisia ​​kuin kasvit, koska molemmille on ominaista tyydyttävän elämäntavan johtaminen, ts. Ne eivät liiku. Sienistä puuttuu kuitenkin kloroplasteja, eikä heillä ole tarvittavia entsymaattisia koneita fotosynteesin suorittamiseksi.

Heidän ruokintotavansa on heterotrofinen, kuten useimpien eläintenkin, joten heidän on etsittävä energialähde.

Eläimet

Eläimet edustavat ryhmää, joka koostuu lähes miljoonasta oikein luetteloidusta ja luokitellusta lajista, vaikka eläintieteilijöiden arvion mukaan todellinen arvo voi olla lähempänä 7 tai 8 miljoonaa. He ovat yhtä monipuolinen ryhmä kuin edellä mainitut.

Heille on ominaista heterotrofinen (he etsivät omaa ruokaa) ja heillä on huomattava liikkuvuus, joka antaa heille mahdollisuuden liikkua. Tätä tehtävää varten heillä on joukko erilaisia ​​liikuntamekanismeja, joiden avulla he voivat liikkua maalla, vedessä ja ilmassa.

Niiden morfologiasta löytyy uskomattoman heterogeenisiä ryhmiä. Vaikka voisimme jakaa selkärangattomiin ja selkärankaisiin, joissa niitä erottava ominaisuus on selkärangan ja notokordin läsnäolo.

Selkärangattomien joukossa meillä on hanuja, cnidarioita, annelideja, nematodeja, limamatoja, niveljalkaisia, nilviäisiä ja piikkinahkaisia. Vaikka selkärankaisiin kuuluu tunnetuimpia ryhmiä, kuten kaloja, sammakkoeläimiä, matelijoita, lintuja ja nisäkkäitä.

Eukaryoottiset solutyypit

Eukaryoottisoluja on suuri monimuotoisuus. Vaikka saatat ajatella, että monimutkaisimpia löytyy eläimistä ja kasveista, tämä on väärin. Suurin monimutkaisuus havaitaan protistisissa organismeissa, joissa on oltava kaikki elämän edellyttämät elementit, jotka rajoittuvat yhteen soluun.

Evolutionaarinen polku, joka johti monisoluisten organismien esiintymiseen, toi mukanaan tarpeen jakaa tehtäviä yksilössä, mikä tunnetaan solujen erilaistumisena. Siten jokainen solu vastaa joukosta rajoitettuja toimintoja ja sillä on morfologia, joka sallii sen suorittaa ne.

Kun sukusolujen fuusio- tai hedelmöitysprosessi tapahtuu, tuloksena oleva tsygootti käy läpi sarjan seuraavia solujakautumisia, jotka johtavat yli 250 solutyypin muodostumiseen.

Eläimissä alkion seuraavat erottelureitit ohjaavat signaaleista, joita se vastaanottaa ympäristöstä, ja riippuu suuresti sen sijainnista kehitysorganismissa. Näkyvimmistä solutyypeistä meillä on:

neuronien

Neuronit tai solut, jotka ovat erikoistuneet hermoston impulssin johtamiseen ja jotka ovat osa hermostoa.

Lihassolut

Luuston lihassolut, joilla on supistuvia ominaisuuksia ja jotka ovat linjassa filamenttiverkostoon. Nämä sallivat eläinten tyypilliset liikkeet, kuten juoksemisen tai kävelyn.

Rustosolut

Rustosolut erikoistuvat tukeen. Tästä syystä niitä ympäröi matriisi, jossa on kollageenia.

Verisolut

Veren solukomponentit ovat puna- ja valkosolut sekä verihiutaleet. Ensin mainitut ovat levynmuotoisia, niissä ei ole ytimiä kypsyydessä ja niiden tehtävänä on kuljettaa hemoglobiinia. Valkosolut osallistuvat immuunivasteeseen ja verihiutaleet veren hyytymisprosessiin.

aineenvaihdunta

Eukaryootit esittävät sarjan aineenvaihduntareittejä, kuten glykolyysi, pentoosifosfaattireitit, rasvahappojen beetahapettuminen, muun muassa organisoituna erityisiin soluosastoihin. Esimerkiksi ATP syntyy mitokondrioissa.

Kasvisoluilla on tyypillinen aineenvaihdunta, koska niillä on entsymaattiset koneet, jotka ovat tarpeen auringonvalon ottamiseksi ja orgaanisten yhdisteiden tuottamiseksi. Tämä prosessi on fotosynteesi ja muuttaa ne autotroofisiksi organismeiksi, jotka voivat syntetisoida aineenvaihdunnan edellyttämät energeettiset komponentit.

Kasveilla on erityinen reitti, nimeltään glyoksylaattisykli, joka tapahtuu glyoksysomissa ja vastaa lipidien muuttumisesta hiilihydraateiksi.

Eläimille ja sienille on ominaista heterotrofit. Nämä suvut eivät pysty tuottamaan omaa ruokaa, joten heidän on etsittävä sitä aktiivisesti ja hajotettava sitä.

Eroja prokaryoottien kanssa

Kriittinen ero eukaryootin ja prokaryootin välillä on membraanin rajoittaman ytimen läsnäolo, joka määritetään ensimmäisessä organismiryhmässä.

Voimme päästä tähän johtopäätökseen tutkimalla molempien termien etymologiaa: prokaryootti tulee juurista pro, joka tarkoittaa "ennen", ja karyonista, joka on ydin; kun taas eukaryootti viittaa "todellisen ytimen" (eu tarkoittaa "oikea" ja karyon merkitys ydin) läsnäoloon

Löydämme kuitenkin yksisoluisia eukaryootteja (ts. Koko organismi on yksi solu), kuten tunnettu paramesium tai hiivat. Samalla tavalla löydämme monisoluiset eukaryoottiset organismit (koostuvat useammasta kuin yhdestä solusta) kuten eläimet, mukaan lukien ihmiset.

Fossiilisten tietojen mukaan on voitu päätellä, että eukaryootit kehittyivät prokaryooteista. Siksi on loogista olettaa, että molemmilla ryhmillä on samankaltaiset ominaisuudet, kuten solukalvon läsnäolo, yhteiset metaboliset reitit, mm. Seuraavassa kuvataan kahden ryhmän näkyvimmät erot:

Lähde: Lähettäjä Ei toimittanut koneellisesti luettavaa kirjailijaa. Mortadelo2005 oletettu (perustuu tekijänoikeusvaatimuksiin)., Wikimedia Commonsin kautta

Koko

Eukaryoottiset organismit ovat yleensä kooltaan suurempia kuin prokaryootit, koska ne ovat paljon monimutkaisempia ja sisältävät enemmän soluelementtejä.

Prokaryootin halkaisija on keskimäärin välillä 1 - 3 pm, kun taas eukaryoottisolu voi olla luokkaa 10 - 100 pm. Tästä säännöstä on huomattavia poikkeuksia.

Organellujen läsnäolo

Prokaryoottisissa organismeissa ei ole solukalvon rajaamia rakenteita. Ne ovat erittäin yksinkertaisia ​​ja niistä puuttuu nämä sisäiset elimet.

Normaalisti ainoat prokaryoottien kalvot vastaavat organismin rajaamisesta ulkoiseen ympäristöön (huomioi, että tätä kalvoa on myös eukaryooteissa).

Ydin

Kuten edellä mainittiin, ytimen läsnäolo on avaintekijä molempien ryhmien erottamisessa. Prokaryooteissa geneettistä materiaalia ei rajoita minkään tyyppinen biologinen kalvo.

Sitä vastoin eukaryootit ovat soluja, joiden sisärakenne on monimutkainen, ja solutyypistä riippuen ne esittävät spesifisiä organelleja, jotka on kuvattu yksityiskohtaisesti edellisessä osassa. Näillä soluilla on yleensä yksi ydin, jossa on kaksi kopiota jokaisesta geenistä - kuten useimmissa ihmisen soluissa.

Eukaryooteissa DNA (deoksiribonukleiinihapot) on hyvin organisoitunut eri tasoilla. Tämä pitkä molekyyli liittyy proteiineihin, joita kutsutaan histoneiksi, ja tiivistetään sellaiselle tasolle, että se kykenee pääsemään pieneen ytimeen, joka voidaan havaita solunjaon tietyssä vaiheessa kromosomeina.

Prokaryooteilla ei ole niin hienostuneita organisaatiotasoja. Yleensä geneettinen materiaali esiintyy yhtenä pyöreänä molekyylinä, joka voi tarttua solua ympäröivään biomembraaniin.

DNA-molekyyli ei kuitenkaan ole jakautunut satunnaisesti. Vaikka geneettinen materiaali ei ole kääritty kalvoon, se sijaitsee alueella, jota kutsutaan nukleoidiksi.

Mitokondriat ja kloroplastit

Mitokondrioiden erityistapauksessa nämä ovat soluorganelleja, joissa löydetään solun hengitysprosesseihin tarvittavia proteiineja. Prokaryootit - joiden on sisällettävä nämä entsyymit oksidatiivisia reaktioita varten - ankkuroituvat plasmamembraaniin.

Samoin siinä tapauksessa, että prokaryoottinen organismi on fotosynteettinen, prosessi tapahtuu kromatophoreissa.

ribosomit

Ribosomit ovat rakenteita, jotka vastaavat lähetti-RNA: n kääntämisestä proteiineiksi, joita molekyyli koodaa. Niitä on melko runsaasti, esimerkiksi tavallisella bakteerilla, kuten Escherichia colilla, voi olla jopa 15 000 ribosomia.

Kaksi ribosomin muodostavaa yksikköä voidaan erottaa: pää- ja ala-. Prokaryoottiselle suvulle on ominaista 70S-ribosomien esittäminen, jotka koostuvat suuresta 50S-alayksiköstä ja pienestä 30S-alayksiköstä. Sitä vastoin eukaryooteissa ne koostuvat suuresta 60S: stä ja pienestä 40S: n alayksiköstä.

Prokaryooteissa ribosomit ovat hajallaan koko sytoplasmassa. Vaikka eukaryooteissa ne ankkuroituvat kalvoihin, kuten karkeassa endoplasmisessa retikulumissa.

sytoplasma

Prokaryoottisissa organismeissa esiintyvä sytoplasma näyttää pääosin rakeiselta, ribosomien läsnäolon ansiosta. Prokaryooteissa DNA-synteesi tapahtuu sytoplasmassa.

Soluseinämän läsnäolo

Sekä prokaryoottiset että eukaryoottiset organismit on rajoitettu ulkoisesta ympäristöstään kaksoislipidisen biologisen kalvon avulla. Soluseinä on kuitenkin solua ympäröivä rakenne, jota esiintyy vain prokaryoottisissa linjoissa, kasveissa ja sienissä.

Tämä seinä on jäykkä ja intuitiivisin yleinen tehtävä on suojata solu ympäristön stressiltä ja mahdollisilta osmoottisilta muutoksilta. Kuitenkin koostumustasolla seinä on täysin erilainen näissä kolmessa ryhmässä.

Bakteerien seinä koostuu peptidoglykaaniksi kutsutusta yhdisteestä, joka muodostuu kahdesta rakenteellisesta lohkosta, jotka on kytketty p-1,4-tyyppisillä sidoksilla: N-asetyyliglukosamiinilla ja N-asetyylimuraamihapolla.

Kasveissa ja sienissä - molemmissa eukaryooteissa - myös seinämän koostumus vaihtelee. Ensimmäinen ryhmä on valmistettu selluloosasta, polymeeristä, joka on muodostettu toistamalla sokeriglukoosin yksiköitä, kun taas sienillä on kitiinin seinät ja muut elementit, kuten glykoproteiinit ja glykaanit. Huomaa, että kaikilla sienillä ei ole soluseinää.

DNA-

Geneettinen materiaali eukaryootien ja prokaryoottien välillä vaihtelee paitsi sen tiivistymisessä myös rakenteeltaan ja määrältään.

Prokaryooteille on tunnusomaista, että niillä on pieniä määriä DNA: ta, välillä 600 000 emäsparia, jopa 8 miljoonaan. Toisin sanoen ne voivat koodata 500: sta muutamaan tuhanteen proteiiniin.

Intronit (DNA-sekvenssit, jotka eivät koodaa proteiineja ja keskeyttävät geenit), ovat läsnä eukaryooteissa eikä prokaryooteissa.

Horisontaalinen geeninsiirto on merkittävä prokaryooteissa, kun taas eukaryooteissa sitä käytännössä ei ole.

Solujen jakautumisprosessit

Molemmissa ryhmissä solutilavuus kasvaa, kunnes se saavuttaa riittävän koon. Eukaryootit suorittavat jaon monimutkaisella mitoosiprosessilla, mikä johtaa kahteen samankokoiseen tytärsoluun.

Mitoosin tehtävänä on varmistaa sopiva määrä kromosomeja kunkin solunjaon jälkeen.

Poikkeus tähän prosessiin on hiivojen, etenkin Saccharomyces-suvun, solujakauma, jossa jakautuminen johtaa pienemmän tytärsolun syntymiseen, koska se muodostetaan "pullistuman" avulla.

Prokaryoottisoluissa ei käytetä mitoosisolujen jakautumista - luontainen seuraus ytimen puutteesta. Näissä organismeissa jako tapahtuu binaarijakoon. Siten solu kasvaa ja jakautuu kahteen yhtä suureen osaan.

On tiettyjä elementtejä, jotka osallistuvat solukkeutumiseen eukaryooteissa, kuten sentromeerit. Prokaryoottien tapauksessa näille ei ole analogia ja vain harvoilla bakteerilajeilla on mikrotubuluksia. Seksuaalisen tyypin lisääntyminen on yleistä eukaryooteissa ja harvinaista prokaryooteissa.

sytoskeletonia

Eukaryooteilla on hyvin monimutkainen organisaatio sytoskeleton tasolla. Tämä järjestelmä koostuu kolmen tyyppisistä filamenteista, jotka on luokiteltu halkaisijaltaan mikrosäikeiksi, välikuituiksi ja mikrotubulleiksi. Lisäksi tähän järjestelmään liittyy proteiineja, joilla on motorisia ominaisuuksia.

Eukaryooteilla on joukko prosesseja, joiden avulla solu voi liikkua ympäristössään. Nämä ovat flagellaa, jonka muoto muistuttaa ruoskaa ja liike on erilainen eukaryooteissa ja prokaryooteissa. Cilia on lyhyempi ja esiintyy yleensä suurina määrin.

Viitteet

1. Birge, EA (2013). Bakteerien ja bakteriofagien genetiikka. Springer Science & Business Media.
2. Campbell, MK, ja Farrell, SO (2011). Biokemia.
3. Cooper, GM, ja Hausman, RE (2000). Solu: Molekyylinen lähestymistapa. Sinauer Associates.
4. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Kutsu biologiaan. Macmillan.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integroituneet eläintieteen periaatteet. McGraw - Hill.
6. Karp, G. (2009). Solu- ja molekyylibiologia: käsitteet ja kokeet. John Wiley & Sons.
7. Pontón, J. (2008). Sienien soluseinä ja anidulafungiinin vaikutusmekanismi. Rev Iberoam Micol, 25, 78–82.
8. Vellai, T., ja Vida, G. (1999). Eukaryoottien alkuperä: ero prokaryoottisten ja eukaryoottisten solujen välillä. Julkaisut Royal Society B: Biological Sciences, 266 (1428), 1571-1577.
9. Voet, D., ja Voet, JG (2006). Biokemia. Panamerican Medical Ed.
10. Weeks, B. (2012). Alcamon mikrobit ja yhteiskunta. Jones & Bartlett Publishers.