NộI Dung
- Các bộ phận của một tế bào
- Màng tế bào
- Tế bào chất
- Hạt nhân
- Ty thể
- Lục lạp
- Ribosome
- Cơ quan Golgi và các bào quan khác
Các tế bào là các khối xây dựng cơ bản của cuộc sống. Ít thi vị hơn, chúng là những đơn vị nhỏ nhất của các sinh vật sống giữ lại tất cả các tính chất cơ bản liên quan đến chính sự sống (ví dụ: tổng hợp protein, tiêu thụ nhiên liệu và vật liệu di truyền). Kết quả là, mặc dù kích thước nhỏ bé của chúng, các tế bào phải thực hiện rất nhiều chức năng, cả phối hợp và độc lập. Điều này có nghĩa là chúng phải chứa một loạt các bộ phận vật lý riêng biệt.
Hầu hết các sinh vật nhân sơ chỉ bao gồm một tế bào duy nhất, trong khi cơ thể của sinh vật nhân chuẩn như bản thân bạn chứa hàng nghìn tỷ đồng. Các tế bào nhân chuẩn chứa các cấu trúc chuyên biệt gọi là bào quan, bao gồm một màng tương tự như màng bao quanh toàn bộ tế bào. Các bào quan này là các đội quân mặt đất, liên tục đảm bảo rằng tất cả các nhu cầu từng khoảnh khắc đều được đáp ứng.
Các bộ phận của một tế bào
Tất cả các tế bào chứa, ở mức tối thiểu tuyệt đối, màng tế bào, vật liệu di truyền và tế bào chất, còn được gọi là cytosol. Vật liệu di truyền này là axit deoxyribonucleic, hoặc DNA. Ở sinh vật nhân sơ, DNA được nhóm lại trong một phần của tế bào chất, nhưng nó không được bao bọc bởi màng vì chỉ có sinh vật nhân chuẩn có nhân. Tất cả các tế bào đều có màng tế bào bao gồm một lớp kép phospholipid; tế bào prokaryotic có thành tế bào trực tiếp bên ngoài màng tế bào để tăng thêm sự ổn định và bảo vệ. Các tế bào của thực vật, cùng với nấm và động vật là sinh vật nhân chuẩn, cũng có thành tế bào.
Tất cả các tế bào cũng có ribosome. Ở sinh vật nhân sơ, chúng trôi nổi tự do trong tế bào chất; ở sinh vật nhân chuẩn, chúng thường được liên kết với mạng lưới nội chất. Ribosome thường được phân loại là một loại organelle, nhưng trong một số chương trình chúng không đủ điều kiện như vậy vì chúng thiếu một màng. Không ghi nhãn ribosome organelles làm cho sơ đồ "chỉ sinh vật nhân chuẩn có bào quan" phù hợp. Các bào quan sinh vật nhân chuẩn này bao gồm, ngoài mạng lưới nội chất, ty thể (hoặc trong thực vật, lục lạp), cơ thể Golgi, lysosome, không bào và tế bào.
Màng tế bào
Màng tế bào, còn được gọi là màng plasma, là ranh giới vật lý giữa môi trường bên trong tế bào và thế giới bên ngoài. Tuy nhiên, đừng nhầm lẫn đánh giá cơ bản này với gợi ý rằng vai trò của màng tế bào chỉ đơn thuần là bảo vệ hoặc màng chỉ là một loại thuộc tính tùy ý. Tính năng này của tất cả các tế bào, prokaryotic cũng như eukaryotic, là sản phẩm của một vài tỷ năm tiến hóa và trên thực tế là một điều kỳ diệu, đa năng, hoạt động giống như một thực thể có trí thông minh thực sự hơn là một rào cản đơn thuần.
Màng tế bào nổi tiếng bao gồm một lớp kép phospholipid, có nghĩa là nó bao gồm hai lớp giống nhau được tạo thành từ các phân tử phospholipid (hay đúng hơn là phosphoglycerolipids). Mỗi lớp đơn không đối xứng, bao gồm các phân tử riêng lẻ có liên quan đến mực, hoặc bóng bay mang một vài tua. "Đầu" là các phần phốt phát, có sự mất cân bằng điện hóa ròng và do đó được coi là cực. Bởi vì nước cũng là cực, và vì các phân tử có tính chất điện hóa tương tự có xu hướng kết hợp lại với nhau, phần này của phospholipid được coi là ưa nước. "Đuôi" là lipit, đặc biệt là một cặp axit béo. Trái ngược với phốt phát, chúng không được tích điện và do đó kỵ nước. Phosphate được gắn vào một bên của dư lượng glycerol ba carbon ở giữa phân tử, và hai axit béo được nối với phía bên kia.
Do các đuôi lipid kỵ nước liên kết với nhau một cách tự nhiên trong dung dịch, nên lớp hai được thiết lập sao cho hai lớp phốt mặt hướng ra ngoài và về phía bên trong tế bào, trong khi hai lớp lipid nằm bên trong lớp hai. Điều này có nghĩa là các màng kép được căn chỉnh dưới dạng hình ảnh phản chiếu, giống như hai bên của cơ thể bạn.
Màng không chỉ đơn thuần giữ các chất có hại tiếp cận bên trong. Nó được chọn lọc thấm, cho phép các chất quan trọng trong nhưng chặn những người khác, như bouncer tại một hộp đêm thời thượng. Nó cũng chọn lọc cho phép loại bỏ các chất thải. Một số protein được nhúng trong màng hoạt động như các bơm ion để duy trì trạng thái cân bằng (cân bằng hóa học) trong tế bào.
Tế bào chất
Tế bào chất của tế bào, còn được gọi là cytosol, đại diện cho món hầm trong đó các thành phần khác nhau của tế bào "bơi". Tất cả các tế bào, prokaryotic và eukaryotic, đều có tế bào chất, mà không có tế bào thì không thể có tính toàn vẹn cấu trúc hơn một quả bóng rỗng.
Nếu bạn đã từng thấy một món tráng miệng gelatin với những miếng trái cây được nhúng bên trong, bạn có thể nghĩ rằng chính gelatin là tế bào chất, trái cây là bào quan và món ăn giữ gelatin như màng tế bào hoặc thành tế bào. Tính nhất quán của tế bào chất là nước và nó cũng được gọi là một ma trận. Bất kể loại tế bào nào được đề cập, tế bào chất chứa mật độ protein và "máy móc" phân tử cao hơn nhiều so với nước biển hay bất kỳ môi trường không sinh sản nào, là một minh chứng cho công việc mà màng tế bào thực hiện trong việc duy trì cân bằng nội môi "Cân bằng" như được áp dụng cho các sinh vật sống) bên trong các tế bào.
Hạt nhân
Ở prokaryote, vật liệu di truyền tế bào, DNA mà nó sử dụng để tái tạo cũng như chỉ đạo phần còn lại của tế bào tạo ra các sản phẩm protein cho cơ thể sống, được tìm thấy trong tế bào chất. Ở sinh vật nhân chuẩn, nó được bao bọc trong một cấu trúc gọi là nhân.
Nhân được phân định từ tế bào chất bằng một lớp vỏ hạt nhân, tương tự vật lý với màng tế bào plasma. Vỏ hạt nhân chứa các lỗ hạt nhân cho phép dòng vào và đi ra của một số phân tử nhất định. Cơ quan này là lớn nhất trong bất kỳ tế bào nào, chiếm tới 10% thể tích tế bào và có thể dễ dàng nhìn thấy bằng cách sử dụng bất kỳ kính hiển vi nào đủ mạnh để tự tiết lộ các tế bào. Các nhà khoa học đã biết đến sự tồn tại của hạt nhân từ những năm 1830.
Bên trong nhân là nhiễm sắc thể, tên của dạng DNA được lấy khi tế bào không chuẩn bị phân chia: cuộn, nhưng không tách thành nhiễm sắc thể xuất hiện khác biệt trên kính hiển vi. Nucleolus là một phần của hạt nhân chứa DNA tái tổ hợp (rDNA), DNA dành riêng cho quá trình tổng hợp RNA ribosome (rRNA). Cuối cùng, nucleoplasm là một chất nước bên trong lớp vỏ hạt nhân tương tự như tế bào chất trong tế bào thích hợp.
Ngoài việc lưu trữ vật liệu di truyền, nhân xác định khi nào tế bào sẽ phân chia và sinh sản.
Ty thể
Ty thể được tìm thấy trong sinh vật nhân chuẩn và đại diện cho "các nhà máy điện" của tế bào, vì các bào quan hình thuôn này là nơi diễn ra quá trình hô hấp hiếu khí. Hô hấp hiếu khí tạo ra 36 đến 38 phân tử ATP, hoặc adenosine triphosphate (nguồn năng lượng chính của tế bào) cho mỗi phân tử glucose (loại tiền nhiên liệu cuối cùng của cơ thể) mà nó tiêu thụ; mặt khác, glycolysis, không cần oxy để tiến hành, chỉ tạo ra khoảng một phần mười năng lượng này (4 ATP cho mỗi phân tử glucose). Vi khuẩn có thể có được bằng cách glycolysis một mình, nhưng sinh vật nhân chuẩn thì không thể.
Hô hấp hiếu khí diễn ra theo hai bước, ở hai vị trí khác nhau trong ty thể. Bước đầu tiên là chu trình Krebs, một loạt các phản ứng xảy ra trên ma trận ty thể, gần giống với nhân tế bào hoặc tế bào chất ở nơi khác. Trong chu trình Krebs - còn được gọi là chu trình axit citric hoặc chu trình axit tricarboxylic - hai phân tử pyruvate, một phân tử ba carbon được tạo ra trong glycolysis, nhập vào ma trận cho mỗi một phân tử glucose sáu carbon được tiêu thụ. Ở đó, pyruvate trải qua một chu kỳ phản ứng tạo ra vật chất cho các chu trình Krebs tiếp theo và quan trọng hơn là các chất mang điện năng lượng cao cho bước tiếp theo trong quá trình chuyển hóa hiếu khí, chuỗi vận chuyển điện tử. Những phản ứng này diễn ra trên màng ty thể và là phương tiện để các phân tử ATP được giải phóng trong quá trình hô hấp hiếu khí.
Lục lạp
Động vật, thực vật và nấm là những sinh vật nhân chuẩn đáng chú ý hiện đang sinh sống trên Trái đất. Trong khi động vật sử dụng glucose và oxy để tạo ra nhiên liệu, nước và carbon dioxide, thì thực vật sử dụng nước, carbon dioxide và năng lượng mặt trời để cung cấp năng lượng cho việc sản xuất oxy và glucose. Nếu sự sắp xếp này không giống như một sự trùng hợp ngẫu nhiên, thì không; các nhà máy quá trình sử dụng cho nhu cầu trao đổi chất của họ được gọi là quang hợp, và về cơ bản là quá trình hô hấp hiếu khí chạy chính xác theo hướng ngược lại.
Bởi vì các tế bào thực vật không phá vỡ các sản phẩm phụ glucose bằng oxy, chúng không có hoặc không cần ty thể. Thay vào đó, thực vật sở hữu lục lạp, có tác dụng chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học. Mỗi tế bào thực vật có từ 15 hoặc 20 đến khoảng 100 lục lạp, giống như ty thể trong tế bào động vật, được cho là đã từng tồn tại dưới dạng vi khuẩn đứng tự do trong những ngày trước khi sinh vật nhân chuẩn tiến hóa sau khi nhấn chìm các sinh vật nhỏ hơn này và kết hợp các vi khuẩn này. máy móc thành của riêng họ.
Ribosome
Nếu ty thể là nhà máy điện của các tế bào, thì ribosome là nhà máy. Ribosome không bị ràng buộc bởi màng và do đó không phải là bào quan kỹ thuật, nhưng chúng thường được nhóm với các bào quan thực sự để thuận tiện.
Ribosome được tìm thấy trong tế bào chất của prokaryote và eukaryote, nhưng về sau chúng thường được gắn vào mạng lưới nội chất. Chúng bao gồm khoảng 60 phần trăm protein và khoảng 40 phần trăm rRNA. rRNA là một axit nucleic, giống như DNA, RNA thông tin (mRNA) và RNA chuyển (tRNA).
Ribosome tồn tại vì một lý do đơn giản: sản xuất protein. Họ thực hiện điều này thông qua quá trình dịch mã, đó là chuyển đổi các hướng dẫn di truyền được mã hóa trong rRNA thông qua DNA thành các sản phẩm protein. Ribosome lắp ráp protein từ 20 loại axit amin trong cơ thể, mỗi loại được đưa vào ribosome bởi một loại tRNA cụ thể. Thứ tự bổ sung các axit amin này được chỉ định bởi mRNA, mỗi loại chứa thông tin có nguồn gốc từ một gen DNA duy nhất - nghĩa là độ dài DNA đóng vai trò là màu xanh cho một sản phẩm protein duy nhất, có thể là enzyme , một hormone hoặc một sắc tố mắt.
Dịch thuật được coi là phần thứ ba và cũng là phần cuối cùng của cái gọi là giáo điều trung tâm của sinh học quy mô nhỏ: DNA tạo ra mRNA, và mRNA tạo ra, hoặc ít nhất là mang theo các hướng dẫn cho protein. Trong sơ đồ lớn, ribosome là phần duy nhất của tế bào đồng thời dựa vào cả ba loại RNA tiêu chuẩn (mRNA, rRNA và tRNA) để hoạt động.
Cơ quan Golgi và các bào quan khác
Hầu hết các bào quan còn lại là túi, hoặc "túi" sinh học của một số loại. Các cơ quan Golgi, có sự sắp xếp "ngăn xếp bánh kếp" đặc trưng khi kiểm tra bằng kính hiển vi, có chứa các protein mới được tổng hợp; Các cơ thể Golgi giải phóng chúng trong các túi nhỏ bằng cách chèn ép chúng, tại thời điểm này, các cơ thể nhỏ này có màng kín riêng. Hầu hết các túi nhỏ này cuộn lại trong mạng lưới nội chất, giống như một hệ thống đường cao tốc hoặc đường sắt cho toàn bộ tế bào. Một số loại endoplasmic có nhiều ribosome gắn liền với chúng, mang lại cho chúng vẻ ngoài "xù xì" dưới kính hiển vi; theo đó, các bào quan này được gọi là mạng lưới nội chất thô hoặc RER. Ngược lại, mạng lưới nội chất không có ribosome được gọi là mạng lưới nội chất trơn, hay SER.
Các tế bào cũng chứa lysosome, túi chứa các enzyme mạnh mẽ phá vỡ chất thải hoặc khách truy cập không mong muốn. Đây giống như câu trả lời di động cho một phi hành đoàn dọn dẹp.