Đặc điểm tế bào nhân chuẩn

NộI Dung

• TL; DR (Quá dài; Không đọc)
• Nguồn gốc tế bào nhân chuẩn
• Tổ tiên chung phổ biến cuối cùng
• Đặc điểm tế bào nhân chuẩn đặc biệt
• Màng huyết tương của tế bào nhân chuẩn
• Tế bào chất: Chất giống như thạch trong tế bào
• Cytoskeleton trong tế bào nhân chuẩn
• Các tế bào hạt nhân
• Bộ phận tế bào và nhân rộng
• Bộ phận tế bào Meiosis của tế bào nhân chuẩn
• Ribosome tế bào nhân chuẩn làm cho protein
• Hệ thống Endomembrane
• Nhà máy năng lượng của tế bào nhân chuẩn
• Sự khác biệt giữa tế bào nhân thực và tế bào động vật
• Lục lạp trong tế bào thực vật nhân chuẩn

Bạn không cần nhìn xa hơn cơ thể con người để hiểu được cấu tạo của các tế bào nhân chuẩn, vì tất cả mọi người đều có những tế bào này bên trong chúng. Trong sinh học, chỉ có hai loại tế bào: sinh vật nhân chuẩn và sinh vật nhân sơ. Trong phân loại phân loại của tất cả sự sống, các dạng sống của tế bào nhân chuẩn thuộc về miền Eukarya, với Bacteria và Archaea là hai miền khác.

Các sinh vật sống trong các lĩnh vực sau này bao gồm các sinh vật đơn bào. Miền Eukarya trong hệ thống phân loại Linnaean chứa các vương quốc của những người bảo vệ, nấm, thực vật và động vật. Trong khi có một số động vật nguyên sinh đơn bào trong miền eukarya, phần lớn các sinh vật sống được phân loại trong miền này là các thực thể đa bào.

TL; DR (Quá dài; Không đọc)

Sự khác biệt nổi bật giữa các tế bào nhân chuẩn và tế bào nhân sơ, khi so sánh cả hai loại tế bào, đó là các tế bào nhân chuẩn có một nhân đặc biệt với DNA liên kết với nhau bởi các protein và chứa trong buồng riêng của nó bên trong tế bào.

Nguồn gốc tế bào nhân chuẩn

Vào thời điểm này, các nhà khoa học cho rằng tất cả sự sống bắt đầu trên Trái đất khoảng 3,5 tỷ năm trước dựa trên các ghi chép hóa thạch về các dạng sống đầu tiên. Dường như các tế bào prokaryote đã tiến hóa đầu tiên dưới dạng các tế bào rất nhỏ - có kích thước khoảng 1 hoặc 2 micromet (viết tắt là Pham) - khi so sánh với các tế bào nhân chuẩn, thường có kích thước khoảng 10 haym. Một con dao đại diện cho một phần triệu mét. Hồ sơ địa chất cho thấy các tế bào nhân chuẩn xuất hiện lần đầu tiên khoảng 2,1 tỷ năm trước.

Tổ tiên chung phổ biến cuối cùng

Các nghiên cứu kéo dài về các dạng sống của tế bào đã khiến các nhà khoa học kết luận rằng các tế bào nhân chuẩn sống ngày nay có chung một tổ tiên chung. Nhưng vào tháng 7 năm 2016, "Thời báo New York" đã báo cáo rằng một nhóm các nhà sinh vật học tiến hóa, dẫn đầu là Tiến sĩ William F. Martin thuộc Đại học Heinrich Heine ở Düssler, Đức, đã kết luận rằng tất cả sự sống trên hành tinh này đều có chung một tổ tiên: tổ tiên chung phổ biến cuối cùng, có biệt danh LUCA.

Không phải bàn cãi, Tiến sĩ Martin và lý thuyết nhóm của ông chỉ ra rằng bản đồ gen mà họ phát triển trong quá trình săn tìm nguồn gốc LUCAs chỉ ra một dạng vi khuẩn, được cho là đã sống cách đây khoảng 4 tỷ năm, 560 triệu năm sau khi tạo ra Trái đất. Trong khi Darwin cho rằng cuộc sống bắt đầu trong một cái ao nhỏ ấm áp, nhóm Martins phát hiện ra rằng bản đồ gen chỉ ra một dạng sống đơn bào sống trong các lỗ thông núi lửa sâu dưới đáy đại dương. Họ tin rằng dạng sống này đã tạo ra các miền Bacteria và Archaea, với miền Eukarya nổi lên khoảng 2 tỷ năm trước.

Đặc điểm tế bào nhân chuẩn đặc biệt

Trong khi cả hai loại tế bào đều có chung một số đặc điểm chung, các tế bào nhân chuẩn lại phức tạp hơn. Các đặc điểm khác biệt xác định các tế bào nhân chuẩn bao gồm:

Màng huyết tương của tế bào nhân chuẩn

Tất cả các tế bào đều có màng plasma ngăn cách bên trong tế bào với môi trường bên ngoài. Màng này chứa các protein nhúng và các thành phần khác cho phép các ion, oxy, nước và các phân tử hữu cơ di chuyển vào và ra khỏi tế bào. Các sản phẩm phụ thải như carbon dioxide và ammonia - với sự trợ giúp từ "động lực" protein - cũng đi qua các màng tế bào này. Những màng này có thể có hình dạng độc đáo, giống như microvilli được tìm thấy trên các tế bào lót ruột non, làm tăng diện tích bề mặt tế bào để hấp thụ chất dinh dưỡng từ thức ăn trong đường tiêu hóa.

Tế bào chất: Chất giống như thạch trong tế bào

Một cái nhìn bên trong tế bào cho thấy một chất bán lỏng, giống như thạch tiếp cận từ màng tế bào đến tận nhân kèm theo. Các bào quan, các cấu trúc chuyên biệt khác nhau trong tế bào, trôi nổi trong gel này bao gồm cytosol, trong tế bào và nhiều hóa chất. Tế bào chất chủ yếu là 70 đến 80 phần trăm nước, nhưng ở dạng giống như gel. Tế bào chất bên trong một tế bào nhân chuẩn cũng chứa protein và đường, amino, nucleic và axit béo, các ion và rất nhiều phân tử hòa tan trong nước.

Cytoskeleton trong tế bào nhân chuẩn

Bên trong tế bào chất có một tế bào thực vật bao gồm các vi chất, vi ống và sợi trung gian giúp duy trì hình dạng tế bào, cung cấp một mỏ neo cho các bào quan và chịu trách nhiệm cho sự di chuyển của tế bào. Các yếu tố tạo nên các vi ống và vi chất lắp ráp khi cần thiết cho sự di chuyển của tế bào và tập hợp lại khi các tế bào cần thay đổi.

Các tế bào hạt nhân

Nhiều từ khoa học có nguồn gốc từ tiếng Latin hoặc tiếng Hy Lạp và các tế bào nhân chuẩn cũng không ngoại lệ. Các tế bào rất được đặt tên, được chia theo nguồn gốc của nó có nghĩa là "hạt tốt hoặc đúng", đại diện cho nhân tế bào. Tiếng Hy Lạp là viết tắt của tốt hoặc là thật, trong khi từ cơ sở karyo có nghĩa là hạt. Các tế bào prokaryote không có nhân kín bên trong tế bào, vì vật liệu di truyền, mặc dù ở trung tâm tế bào, tồn tại trong tế bào chất của tế bào.

Nhân của tế bào nhân chuẩn lưu trữ chất nhiễm sắc, bao gồm DNA và protein, trong một chất giống như gel gọi là nucleoplasm. Lớp vỏ hạt nhân bao quanh hạt nhân bao gồm hai lớp; màng thấm bên trong và bên ngoài cho phép đi qua các ion, phân tử và vật liệu RNA giữa nhân tế bào bên trong nhân và bên trong tế bào. Hạt nhân cũng chịu trách nhiệm sản xuất ribosome. Hạt nhân của vật liệu DNA của tế bào nhân chuẩn, nhiễm sắc thể, cung cấp một kế hoạch sắp xếp, để tái tạo tế bào.

Bộ phận tế bào và nhân rộng

Ở cấp độ hiển vi, các tế bào phân chia và tái tạo, một đặc tính được chia sẻ bởi cả tế bào nhân chuẩn và tế bào nhân sơ để tạo ra các tế bào mới từ cũ. Nhưng các tế bào nhân sơ phân chia bằng cách sử dụng phân hạch nhị phân, trong khi các tế bào nhân chuẩn phân chia theo một quá trình gọi là nguyên phân. Điều này không bao gồm sinh sản hữu tính giữa các loài, xảy ra thông qua bệnh teo cơ, trong đó một trứng và tinh trùng kết hợp với nhau để tạo ra một sinh vật hoàn toàn mới. Chỉ các tế bào không sinh sản phân chia theo nguyên phân trong miền Eukarya.

Còn được gọi là tế bào soma, tế bào không sinh sản chiếm hầu hết các tế bào trong cơ thể con người bao gồm các mô và cơ quan của nó như đường tiêu hóa, cơ bắp, da, phổi và tế bào tóc. Các tế bào sinh sản - tế bào tinh trùng và trứng - trong tế bào nhân chuẩn không phải là tế bào soma. Nguyên phân bao gồm nhiều giai đoạn xác định tình trạng phân chia tế bào: tiên tri, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase và cytokinesis. Trước khi phân chia, tế bào nằm trong trạng thái xen kẽ.

Thông qua một loạt các giai đoạn, nhiễm sắc thể tự sao chép và mỗi chuỗi di chuyển đến các cực đối diện bên trong nhân để cho phép lớp vỏ hạt nhân hội tụ và bao quanh mỗi nhiễm sắc thể. Trong các tế bào động vật, một luống phân tách phân tách các lưỡng bội, hoặc tế bào con, thành hai. Trong các tế bào thực vật nhân chuẩn, một loại tấm tế bào hình thành trước thành tế bào mới ngăn cách các tế bào con. Sau khi phân chia, mỗi tế bào con là một bản sao di truyền của tế bào ban đầu.

Bộ phận tế bào Meiosis của tế bào nhân chuẩn

Phân chia tế bào Meiosis là quá trình các sinh vật sống trong miền Eukarya tạo ra các tế bào giới tính của chúng như tinh trùng nam và tế bào trứng cái. Sự khác biệt giữa nguyên phân và phân bào là vật liệu di truyền bên trong tế bào lưỡng bội là như nhau, trong khi ở phân bào, mỗi tế bào mới chứa một màu xanh đặc trưng và duy nhất của thông tin di truyền.

Một khi meiosis xảy ra, các tế bào tinh trùng và trứng có sẵn để tạo ra một cuộc sống hoàn toàn mới. Điều này cho phép đa dạng di truyền giữa tất cả các thực thể sống sinh sản hữu tính. Trong quá trình phân chia tế bào meiosis, xảy ra ở hai giai đoạn cơ bản, meiosis I và meiosis II, một phần nhỏ của mỗi nhiễm sắc thể bị phá vỡ và gắn vào một nhiễm sắc thể khác gọi là tái tổ hợp di truyền. Bước nhỏ này chịu trách nhiệm cho sự đa dạng di truyền giữa một loài. Trước meiosis I, tế bào sinh sản tồn tại trong xen kẽ, để chuẩn bị cho sự phân chia tế bào.

Ribosome tế bào nhân chuẩn làm cho protein

Mỗi phần của một tế bào nhân chuẩn có một vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống của tế bào. Ribosome, ví dụ, khi nhìn qua kính hiển vi điện tử, có thể xuất hiện theo một trong hai cách: như một bộ sưu tập nho hoặc như những chấm nhỏ trôi nổi trong tế bào chất của tế bào. Chúng cũng có thể gắn vào thành bên trong của màng plasma hoặc trên màng ngoài của lớp vỏ hạt nhân dưới dạng tiểu đơn vị nhỏ hoặc lớn. Sản xuất protein là mục đích thiết yếu của tất cả các tế bào và hầu như tất cả các tế bào đều chứa ribosome, đặc biệt là trong các tế bào sản xuất nhiều protein. Các tế bào trong tuyến tụy, chịu trách nhiệm tạo ra các enzyme hỗ trợ tiêu hóa, chứa nhiều ribosome.

Hệ thống Endomembrane

Hệ thống endomembrane bao gồm vỏ hạt nhân, màng plasma, bộ máy Golgi, túi tinh, mạng lưới nội chất và các cấu trúc khác có nguồn gốc từ các yếu tố này. Tất cả đóng một phần trong chức năng của tế bào, mặc dù một số khác nhau về ngoại hình và mục đích của chúng. Hệ thống endomembrane di chuyển protein và màng bao quanh tế bào. Ví dụ, một số protein được xây dựng trên ribosome được liên kết với mạng lưới nội chất thô, một cấu trúc giống như một mê cung gắn bên ngoài của nhân. Những cấu trúc này giúp sửa đổi và di chuyển protein, trong số các mục đích khác, đến nơi cần thiết trong tế bào.

Nhà máy năng lượng của tế bào nhân chuẩn

Tất cả các tế bào đều cần năng lượng để hoạt động, và ty thể là nhà máy năng lượng của tế bào. Ty thể sản xuất adenosine triphosphate, viết tắt là ATP, là một phân tử - tiền tệ năng lượng của mọi sự sống - mang năng lượng trong tế bào trong một thời gian ngắn. Cấu trúc ty thể này trong tế bào nằm trong tế bào chất giữa màng ngoài của tế bào và thành ngoài của nhân tế bào. Chúng chứa các ribosome và DNA của riêng chúng với một lớp kép phospholipid được truyền protein.

Sự khác biệt giữa tế bào nhân thực và tế bào động vật

Thực vật và động vật thuộc miền Eukarya vì các đặc điểm chính của tế bào nhân chuẩn, nhưng sự khác biệt tồn tại giữa các tế bào trong vương quốc thực vật và động vật. Trong khi cả tế bào nhân chuẩn thực vật và động vật đều có vi ống, các ống nhỏ giúp phân tách nhiễm sắc thể trong quá trình phân chia tế bào, tế bào động vật cũng có các trung tâm và lysosome có trong tế bào nhân chuẩn, trong khi thực vật thì không. Các tế bào thực vật, ngoài việc có lục lạp hỗ trợ quang hợp (biến năng lượng của mặt trời thành thức ăn), chẳng hạn, còn có một không bào trung tâm lớn, một không gian bên trong tế bào chứa chất lỏng chủ yếu và được bao bọc bởi màng.

Lục lạp trong tế bào thực vật nhân chuẩn

Lục lạp là cấu trúc trong các tế bào thực vật nhân chuẩn có chứa diệp lục và các enzyme góp phần vào quá trình quang hợp trong đó thực vật tạo ra thức ăn từ nước và carbon dioxide bằng năng lượng của mặt trời. Những nhà máy nhỏ này chịu trách nhiệm giải phóng oxy như một sản phẩm của quá trình quang hợp trở lại bầu khí quyển.

Những cấu trúc lớn của tế bào thực vật chứa DNA và màng kép, cũng như hệ thống màng bên trong được làm bằng thylakoids trông giống như túi dẹt. Lớp nền là khoảng trống giữa màng ngoài và thylakoid chứa DNA lục lạp, "nhà máy" tạo ra protein cho lục lạp, cũng như các enzyme và protein khác.