Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Eukaryoottisolujen alkuperä
- Viimeisin yleinen esi-isä
- Erottuvat eukaryoottisolujen ominaisuudet
- Eukaryoottisolujen plasmamembraani
- Sytoplasma: hyytelömäinen aine solun sisällä
- Sytoskeletoni eukaryoottisolussa
- Solujen ydin
- Solujen jako ja replikaatio
- Eukaryoottisolujen meiosisolun jakautuminen
- Eukaryoottiset soluribosomit tekevät proteiinista
- Endomembrane-järjestelmä
- Eukaryoottisolujen energiatehdas
- Eukaryoottisten kasvien ja eläinsolujen väliset erot
- Klooroplastit eukaryoottisissa kasvisoluissa
Sinun ei tarvitse etsiä kauempaa kuin ihmiskeho ymmärtääksesi eukaryoottisten solujen rakennetta, koska kaikilla ihmisillä on nämä solut sisällä. Biologiassa on vain kahta tyyppiä soluja: eukaryoottisia ja prokaryoottisia. Koko elämän taksonomisessa luokituksessa eukaryoottisoluiset elämämuodot kuuluvat Eukarya-alueeseen, bakteerit ja Archaea ovat kaksi muuta aluetta.
Näihin jälkimmäisiin domeeneihin kuuluvat elävät organismit koostuvat yksisoluisista organismeista. Linnaean-luokittelujärjestelmän Eukarya-alue sisältää protistien, sienten, kasvien ja eläinten valtakunnat. Vaikka eukarya-domeenissa on joitain yksisoluisia alkueläimiä, suurin osa tällä alueella luokitelluista elävistä organismeista on monisoluisia kokonaisuuksia.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Silmiinpistävä ero eukaryoottisten ja prokaryoottisten solujen välillä, kun verrataan molempia solutyyppejä, on se, että eukaryoottisilla soluilla on erottuva ydin DNA: n kanssa, joka on sitoutunut proteiineihin ja sisältyy omaan erilliseen kammioonsa solun sisällä.
Eukaryoottisolujen alkuperä
Tällä hetkellä tutkijat väittävät, että kaikki elämä alkoi ensimmäistä kertaa maapallolla noin 3,5 miljardia vuotta sitten perustuen ensimmäisten elämänmuotojen fossiilisiin tietoihin. Näyttää siltä, että prokaryoottiset solut kehittyivät ensin hyvin pieninä soluina - kooltaan noin 1 tai 2 mikrometriä (lyhennettynä µm) - verrattuna eukaryoottisoluihin, jotka ovat yleensä noin 10 um tai suuremmat. Μm edustaa miljoonaosaa mittarista. Geologisten tietojen mukaan eukaryoottisolut ilmestyivät ensimmäistä kertaa noin 2,1 miljardia vuotta sitten.
Viimeisin yleinen esi-isä
Pitkäaikaiset solujen elämänmuotojen tutkimukset saivat tutkijat päätelmään, että nykyään elävillä eukaryoottisoluilla on yksi yhteinen esi-isä. Mutta heinäkuussa 2016 "New York Times" kertoi, että evoluutiobiologien ryhmä, jota johtaa tohtori William F. Martin Heusrich Heinen yliopistosta Düsseldorfissa, Saksassa, päätteli, että koko planeetan elämällä on yksi yhteinen esi-isä: viimeinen yleinen esi-isä, lempinimenä LUCA.
Ei ilman kiistanalaisia, tohtori Martin ja hänen ryhmäteoriansa osoittavat, että geenikartta, jonka he kehittivät LUCA-metsästyksen aikana, juontaa juurensa bakteerimuodosta, jonka uskotaan eläneen noin 4 miljardia vuotta sitten, 560 miljoonaa vuotta ihmisen perustamisen jälkeen. Maan. Samalla kun Darwin piti, että elämä alkoi lämpimässä, pienessä lampissa, Martins-ryhmä havaitsi, että geenikartta osoitti yksisoluista elämänmuotoa, joka elää syvissä vulkaanisissa tuuletusaukkoissa valtameren pohjalla. Heidän mielestään tämä elämänmuoto on johtanut bakteeri- ja arhaea-alueisiin, kun Eukarya-aluetta on syntynyt noin 2 miljardia vuotta sitten.
Erottuvat eukaryoottisolujen ominaisuudet
Vaikka molemmilla solutyypeillä on joitain yhteisiä piirteitä, eukaryoottisolut ovat monimutkaisempia. Eukaryoottisoluja määritteleviin erityispiirteisiin kuuluvat:
Eukaryoottisolujen plasmamembraani
Kaikilla soluilla on plasmamembraani, joka erottaa solun sisäosan ulkoisesta ympäristöstään. Kalvo sisältää upotettuja proteiineja ja muita komponentteja, jotka sallivat ionien, hapen, veden ja orgaanisten molekyylien kulkeutua sisään ja ulos solusta. Jätteiden sivutuotteet, kuten hiilidioksidi ja ammoniakki - kulkevat myös proteiinin "siirtäjien" avulla - näiden solukalvojen läpi. Nämä kalvot voivat saada ainutlaatuisia muotoja, kuten ohutsuolen reunustavissa soluissa olevat mikrovillit, jotka lisäävät solujen pinta-alaa absorboimaan ravintoaineita ruoasta ruuansulatuksessa.
Sytoplasma: hyytelömäinen aine solun sisällä
Solun sisäpuolelta näkyy puoli nestemäinen, hyytelömäinen aine, joka ulottuu solukalvosta kokonaan suljettuun ytimeen. Organelit, solun erilaiset erikoistuneet rakenteet, kelluvat tässä geelissä, joka koostuu sytosolista, sytoskeletonista ja useista kemikaaleista. Sytoplasma on ensisijaisesti 70-80 prosenttia vettä, mutta geelimäisessä muodossa. Eukaryoottisolun sisällä oleva sytoplasma sisältää myös proteiineja ja sokereita, amino-, nukleiini- ja rasvahappoja, ioneja ja lukuisia vesiliukoisia molekyylejä.
Sytoskeletoni eukaryoottisolussa
Sytoplasman sisällä on sytoskeleton, joka koostuu mikrofilamenteista, mikrotubuluksista ja välikuiduista, jotka auttavat ylläpitämään solujen muotoa, tarjoavat ankkurin organelille ja vastaavat solujen liikkeestä. Elementit, jotka muodostavat mikrotubuluksia ja mikrosäikeitä, kootaan tarpeen mukaan solun liikkeelle ja kootaan uudelleen, kun solut tarvitsevat muutosta.
Solujen ydin
Monet tieteelliset sanat ovat peräisin latinasta tai kreikasta, ja eukaryoottisolut eivät ole poikkeus. Alkuperään eritelty solujen nimi tarkoittaa "hyvin tai oikeaa pähkinää", edustaen solun ydintä. Kreikkalainen Eu tarkoittaa hyvin tai totta, kun taas perussana Karyo tarkoittaa mutteria. Prokaryoottisoluilla ei ole suljettua ydintä solun sisällä, koska geneettinen materiaali, vaikkakin solukeskuksessa, esiintyy solun sytoplasmassa.
Eukaryoottisolun ydin varastoi kromatiinin, joka koostuu DNA: sta ja proteiineista, geelimäisessä aineessa, nimeltään nukleoplasma. Ydintä ympäröivä ydinverho koostuu kahdesta kerroksesta; sisä- ja ulkoläpäisevät membraanit, jotka sallivat ionien, molekyylien ja RNA-materiaalin kulkeutumisen ytimen sisällä olevan soluplasman ja solun sisäpuolen välillä. Ydin vastaa myös ribosomituotannosta. Eukaryoottisolujen DNA-materiaalin ydin, kromosomit, tarjoaa tyyppisen suunnitelman solujen lisääntymiselle.
Solujen jako ja replikaatio
Mikroskooppisella tasolla solut jakautuvat ja replikoituvat, ominaisuus, joka on yhteinen sekä eukaryoottisille että prokaryoottisille soluille uusien solujen luomiseksi vanhoista. Mutta prokaryoottiset solut jakautuvat käyttämällä binaarifissiota, kun taas eukaryoottiset solut jakautuvat prosessilla, jota kutsutaan mitoosiksi. Tähän ei kuulu sukupuolinen lisääntyminen lajien keskuudessa, joka tapahtuu meioosin kautta, jolloin yksittäinen muna ja siittiö muodostavat kokonaan uuden elävän olennon. Vain ei-lisääntymissolut jakautuvat mitoosin perusteella Eukarya-alueella.
Tunnetaan myös nimellä somaattiset solut, lisääntymättömät solut muodostavat suurimman osan ihmisen kehon soluista, mukaan lukien sen kudokset ja elimet, kuten ruuansulatuselimet, lihakset, iho, keuhkot ja karvasolut. Eukaryoottisoluissa olevat lisääntymissolut - siittiöt ja munasolut - eivät ole somaattisia soluja. Mitoosiin kuuluu useita vaiheita, jotka määrittelevät tämän solun jakautuneen tilan: profaasi, prometafaasi, metafaasi, anafaasi, teofaasi ja sytokiini. Ennen jakamista solu lepää vaiheiden välisessä tilassa.
Vaiheiden sarjan kautta kromosomi replikoituu itseensä, ja jokainen juoste siirtyy ytimen vastakkaisiin napoihin, jotta ytimen vaippa voi lähentyä ja ympäröidä kunkin kromosomin. Eläinsoluissa pilkkoutuva vako erottaa diploidit tai tytärsolut kahdeksi. Eukaryoottisissa kasvisoluissa tyyppinen solulevy muodostuu ennen uutta soluseinää, joka erottaa tytärsolut. Jakautumisen yhteydessä jokainen tytärsolu on alkuperäisen solun geneettinen kopio.
Eukaryoottisolujen meiosisolun jakautuminen
Meioosisolujen jakautuminen on prosessi, jolla Eukarya-alueella olevat elävät organismit luovat sukupuolensa, kuten uroksen siittiöt ja naispuoliset munasolut. Ero mitoosin ja meioosin välillä on, että diploidisolujen sisällä oleva geneettinen aine on sama, kun taas meioosissa jokainen uusi solu sisältää erottuvan ja ainutlaatuisen geneettisen tiedon sinisen.
Kun meioosi esiintyy, spermat ja munasolut ovat käytettävissä kokonaan uuden elämänmuodon luomiseksi. Tämä sallii geneettisen monimuotoisuuden kaikkien seksuaalisesti lisääntyvien elävien olentojen välillä. Meioosisolujen jaon aikana, joka tapahtuu periaatteessa kahdessa vaiheessa, meioosi I ja meioosi II, pieni osa jokaisesta kromosomista hajoaa ja kiinnittyy toiseen kromosomiin, jota kutsutaan geneettiseksi rekombinaatioksi. Tämä pieni askel on vastuussa lajien geneettisestä monimuotoisuudesta. Ennen meioosia I, lisääntymissolu on olemassa vaiheissa, valmistellessaan solunjakoa.
Eukaryoottiset soluribosomit tekevät proteiinista
Jokaisella eukaryoottisolun osalla on tärkeä rooli solun elämän ylläpitämisessä. Esimerkiksi ribosomit, kun niitä tarkastellaan elektronimikroskoopin kautta, voivat esiintyä kahdella tavalla: kuten rypäleen kokoelmassa tai pieninä pisteinä, jotka kelluvat solun sytoplasmassa. Ne voivat myös kiinnittyä plasmamembraanin sisäseinään tai ydinkuoren ulkokalvoon joko pieninä tai suurina alayksikköinä. Proteiinituotanto on kaikkien solujen tärkeä tarkoitus, ja melkein kaikki solut sisältävät ribosomeja, etenkin soluissa, jotka tuottavat paljon proteiinia. Haiman solut, jotka vastaavat ruuansulatusta edistävien entsyymien tuottamisesta, sisältävät monia ribosomeja.
Endomembrane-järjestelmä
Endomembraanijärjestelmä koostuu ydinverhosta, plasmamembraanista, Golgi-laitteesta, vesikkeleistä, endoplasmisesta reticulumista ja muista näistä elementeistä johdettuista rakenteista. Kaikki pelaavat osaa solun toiminnassa, vaikka jotkut eroavat ulkonäöltään ja tarkoituksestaan. Endomembraanijärjestelmä siirtää proteiineja ja kalvoja solun ympärillä. Esimerkiksi jotkut ribosomeihin konstruoiduista proteiineista ovat sitoutuneet karkeaseen endoplasmiseen retikulumiin, rakenteeseen, joka muistuttaa labyrinttiä, joka kiinnittyy ytimen ulkopintaan. Nämä rakenteet auttavat modifioimaan ja siirtämään proteiineja muun muassa, mihin niitä tarvitaan solussa.
Eukaryoottisolujen energiatehdas
Kaikki solut tarvitsevat energiaa toimiakseen, ja mitokondriat ovat solun energiakasvi. Mitokondriat tuottavat adenosiinitrifosfaattia, lyhennettynä ATP, joka on molekyyli - kaiken elämän energiavaluutta -, joka kuljettaa energiaa solussa lyhyen ajan. Tämä solun mitokondriorakenne sijaitsee solun ulkokalvon ja solun ytimen välisten sytoplasmien sisällä. Ne sisältävät omat ribosomit ja DNA: n proteiineilla infusoidulla fosfolipidikaksoiskerroksella.
Eukaryoottisten kasvien ja eläinsolujen väliset erot
Kasvit ja eläimet kuuluvat Eukarya-domeeniin eukaryoottisolujen pääominaisuuksien vuoksi, mutta kasvien ja eläinkuntien solujen välillä on eroja. Vaikka sekä kasvi- että eläinperäisissä eukaryoottisoluissa on mikrotubuluksia, pieniä putkia, jotka auttavat erottamaan kromosomeja solunjakautumisen aikana, eläinsoluissa on myös ekosaryoottisolussa läsnä centrosomeja ja lysosomeja, kun taas kasveissa ei. Kasvisoluissa sen lisäksi, että niillä on esimerkiksi kloroplasteja, jotka auttavat fotosynteesissä (muuttavat auringon energian ravinnoksi), on myös suuri keskeinen tyhjö, solun sisällä oleva tila, joka sisältää pääasiassa nestettä ja jota sulkee kalvo.
Klooroplastit eukaryoottisissa kasvisoluissa
Klooroplastit ovat eukaryoottisissa kasvisoluissa olevia rakenteita, jotka sisältävät klorofylliä ja entsyymejä, jotka edistävät fotosynteesiprosessia, jossa kasvit tekevät ruokaa vedestä ja hiilidioksidista käyttämällä aurinkoenergiaa. Nämä pienet tehtaat vastaavat hapen vapauttamisesta fotosynteesin tuotteeksi takaisin ilmakehään.
Nämä kasvisolun suuret rakenteet sisältävät DNA: ta ja kaksoiskalvon, samoin kuin tylakoideista valmistetun sisäisen membraanijärjestelmän, joka näyttää litistyneiltä säkeiltä. Strooma on tila ulkomembraanin ja tylakoidin välillä, joka sisältää klooriplasti-DNA: ta, "tehdas", joka tuottaa proteiineja klooriplastiin, samoin kuin muita entsyymejä ja proteiineja.