Какво е клетка?
Хората се състоят от трилиони клетки - основната единица живот на земята. В тази статия обясняваме някои от структурите, открити в клетките, и описваме някои от многото видове клетки, открити в телата ни.
Клетките могат да се разглеждат като малки опаковки, които съдържат малки фабрики, складове, транспортни системи и електроцентрали. Те функционират сами, създавайки собствена енергия и се самовъзпроизвеждат - клетката е най-малката единица живот, която може да се възпроизведе.
Клетките обаче комуникират помежду си и се свързват, за да създадат твърдо, добре залепено животно. Клетките изграждат тъкани, които образуват органи; и органите работят заедно, за да поддържат организма жив.
Робърт Хук открива клетките за първи път през 1665 г. Той им дава името, защото приличат на цела (На латински „малки стаи“), където монасите са живели в манастирите.
Вътре в клетката
Различните видове клетки могат да изглеждат диво различни и да изпълняват много различни роли в тялото.
Например, сперматозоидите наподобяват попова лъжичка, женската яйцеклетка е сферична, а нервните клетки са по същество тънки тръби.
Въпреки различията си, те често споделят определени структури; те се наричат органели (мини-органи). По-долу са някои от най-важните:
Опростена диаграма на човешка клетка.
Ядро
Ядрото може да се разглежда като седалище на клетката. Обикновено има по едно ядро на клетка, но това не винаги е така, скелетните мускулни клетки например имат две. Ядрото съдържа по-голямата част от ДНК на клетката (малко количество се помещава в митохондриите, вижте по-долу). Ядрото изпраща съобщения, за да каже на клетката да расте, да се дели или да умре.
Ядрото е отделено от останалата част на клетката чрез мембрана, наречена ядрена обвивка; ядрените пори в мембраната пропускат малки молекули и йони, докато по-големите молекули се нуждаят от транспортни протеини, за да им помогнат.
Плазмената мембрана
За да се гарантира, че всяка клетка остава отделна от съседката си, тя е обвита в специална мембрана, известна като плазмена мембрана. Тази мембрана е предимно от фосфолипиди, които предотвратяват навлизането на вещества на водна основа в клетката. Плазмената мембрана съдържа набор от рецептори, които изпълняват редица задачи, включително:
- Вратари: Някои рецептори пропускат определени молекули и спират други.
- Маркери: Тези рецептори действат като значки с имена, като информират имунната система, че са част от организма, а не чужд нашественик.
- Комуникатори: Някои рецептори помагат на клетката да комуникира с други клетки и околната среда.
- Крепежни елементи: Някои рецептори помагат да свържат клетката със съседите си.
Цитоплазма
Цитоплазмата е вътрешността на клетката, която заобикаля ядрото и е около 80 процента вода; тя включва органелите и желеобразна течност, наречена цитозол. Много от важните реакции, които протичат в клетката, възникват в цитоплазмата.
Лизозоми и пероксизоми
Както лизозомите, така и пероксизомите са по същество торбички с ензими. Лизозомите съдържат ензими, които разграждат големи молекули, включително стари части от клетките и чужд материал. Пероксизомите съдържат ензими, които унищожават токсичните материали, включително пероксид.
Цитоскелет
Цитоскелетът може да се счита за скеле на клетката. Помага му да поддържа правилната форма. Въпреки това, за разлика от редовното скеле, цитоскелетът е гъвкав; той играе роля в клетъчното делене и подвижността на клетките - способността на някои клетки да се движат, като например сперматозоидите.
Цитоскелетът също помага за клетъчната сигнализация чрез участието си в поглъщането на материал извън клетката (ендоцитоза) и участва в движещите се материали около клетката.
Ендоплазмения ретикулум
Ендоплазматичният ретикулум (ER) обработва молекули в клетката и помага за транспортирането им до крайните им местоназначения. По-специално, той синтезира, сгъва, модифицира и транспортира протеини.
ER се състои от удължени торбички, наречени цистерни, държани заедно от цитоскелета. Има два вида: груб ER и гладък ER.
апарат на Голджи
След като молекулите са обработени от ER, те пътуват до апарата на Голджи. Апаратът на Голджи понякога се счита за пощенски клон на килията, където артикулите се опаковат и етикетират. След като материалите напуснат, те могат да бъдат използвани в клетката или изнесени извън клетката за използване другаде.
Митохондрии
Често наричани двигател на клетката, митохондриите помагат да превърнат енергията от храната, която ядем, в енергия, която клетката може да използва - аденозин трифосфат (АТФ). Въпреки това, митохондриите имат редица други задачи, включително съхранение на калций и роля в клетъчната смърт (апоптоза).
Рибозоми
В ядрото ДНК се транскрибира в РНК (рибонуклеинова киселина), молекула, подобна на ДНК, която носи същото послание. Рибозомите отчитат РНК и я преобразуват в протеин чрез залепване на аминокиселини в реда, определен от РНК.
Някои рибозоми плават свободно в цитоплазмата; други са прикрепени към ER.
Клетъчно делене
Тялото ни постоянно замества клетките. Клетките трябва да се разделят по редица причини, включително растежа на организма и да запълнят празнините, оставени от мъртви и разрушени клетки след нараняване, например.
Има два вида клетъчно делене: митоза и мейоза.
Митоза
Митозата е начинът, по който повечето клетки в тялото се делят. Клетката „майка“ се разделя на две „дъщерни“ клетки.
И двете дъщерни клетки имат еднакви хромозоми като една друга и родителската. Те се наричат диплоидни, тъй като имат две пълни копия на хромозомите.
Мейоза
Мейозата създава полови клетки, като мъжки сперматозоиди и женски яйцеклетки. При мейоза малка част от всяка хромозома се откъсва и се залепва за друга хромозома; това се нарича генетична рекомбинация.
Това означава, че всяка от новите клетки има уникален набор от генетична информация. Именно този процес позволява да възникне генетично разнообразие.
Накратко, митозата ни помага да растеме, а мейозата гарантира, че всички ние сме уникални.
Типове клетки
Когато разгледате сложността на човешкото тяло, не е изненадващо, че има стотици различни видове клетки. По-долу има малка селекция от типове човешки клетки:
Стволови клетки
Стволовите клетки са клетки, които тепърва ще избират в какво ще се превърнат. Някои се диференцират, за да се превърнат в определен тип клетки, а други се разделят, за да произведат повече стволови клетки. Те се намират както в ембриона, така и в някои възрастни тъкани, като костен мозък.
Костни клетки
Има поне три основни типа костни клетки:
- Остеокласти, които разтварят костите.
- Остеобласти, които образуват нова кост.
- Остеоцити, които са заобиколени от кост и помагат да комуникират с други костни клетки.
Кръвни клетки
Има три основни типа кръвни клетки:
- червени кръвни клетки, които пренасят кислород в тялото
- бели кръвни клетки, които са част от имунната система
- тромбоцити, които помагат на кръвен съсирек да предотврати загуба на кръв след нараняване
Мускулни клетки
Наричани още миоцити, мускулните клетки са дълги, тръбни клетки. Мускулните клетки са важни за огромен набор от функции, включително движение, подкрепа и вътрешни функции, като перисталтиката - движението на храната по червата.
Сперматозоиди
Тези клетки с форма на поголов са най-малките в човешкото тяло.
Те са подвижни, което означава, че могат да се движат. Те постигат това движение, като използват опашката си (флагелум), която е пълна с енергоотделящи митохондрии.
Сперматозоидите не могат да се делят; те носят само по едно копие от всяка хромозома (хаплоидна), за разлика от повечето клетки, които носят две копия (диплоидни).
Женска яйцеклетка
В сравнение със сперматозоидите, женската яйцеклетка е гигант; това е най-голямата човешка клетка. Яйчната клетка също е хаплоидна, така че ДНК от спермата и яйцеклетката може да се комбинира, за да създаде диплоидна клетка.
Мастни клетки
Мастните клетки се наричат още адипоцити и са основната съставка в мастната тъкан. Те съдържат складирани мазнини, наречени триглицериди, които могат да се използват като енергия, когато е необходимо. След като триглицеридите се изразходват, мастните клетки се свиват. Адипоцитите също произвеждат някои хормони.
Нервни клетки
Нервните клетки са комуникационната система на тялото. Наричани още неврони, те се състоят от две основни части - клетъчното тяло и нервните процеси. Централното тяло съдържа ядрото и други органели, а нервните процеси (аксони или дендрити) протичат като дълги пръсти, носейки съобщения надалеч. Някои от тези аксони могат да бъдат с дължина над 1 метър.
Накратко
Клетките са толкова очарователни, колкото и разнообразни. В един смисъл те са автономни градове, които функционират сами, произвеждайки собствена енергия и протеини; в друг смисъл те са част от огромната мрежа от клетки, която създава тъкани, органи и нас.
