Kandungan
Sel, secara amnya, adalah unit serupa-kepada-identik yang membentuk keseluruhannya. Blok penjara dan sarang lebah, misalnya, terdiri kebanyakannya sel. Seperti yang digunakan pada sistem biologi, istilah ini mungkin dicipta oleh saintis abad ke-17 Robert Hooke, pencipta mikroskop kompaun dan perintis dalam usaha saintifik yang luar biasa. Satu sel, seperti yang diterangkan hari ini, adalah unit terkecil dari benda hidup yang mengekalkan ciri-ciri kehidupan itu sendiri. Dalam erti kata lain, sel individu bukan sahaja mengandungi maklumat genetik, tetapi mereka juga menggunakan dan mengubah tenaga, tindak balas tindak balas kimia, mengekalkan keseimbangan dan sebagainya. Lebih banyak lagi di kolar, sel biasanya dan sesuai disebut "blok bangunan kehidupan."
Ciri-ciri penting sel termasuk membran sel untuk memisahkan dan melindungi kandungan sel dari seluruh dunia; sitoplasma, atau bahan seperti cecair di dalam sel di mana proses metabolik berlaku; dan bahan genetik (asid deoksiribonukleik, atau DNA). Ini pada asasnya menggambarkan sel prokariotik, atau bakteria, secara keseluruhannya. Organisma yang lebih rumit, bagaimanapun, yang dipanggil eukariota - termasuk haiwan, tumbuhan dan kulat - mempunyai pelbagai struktur sel yang lain juga, semuanya berkembang mengikut keperluan makhluk hidup yang sangat khusus. Struktur ini dipanggil organel. Organel adalah untuk sel eukariotik apa organ anda (perut, hati, paru-paru dan sebagainya) untuk badan anda secara keseluruhan.
Struktur Sel Asas
Sel, secara struktur, adalah unit organisasi. Mereka secara rasmi diklasifikasikan atas dasar mereka mendapatkan tenaga mereka. Prokariote termasuk dua daripada enam kerajaan taksonomi, Archaebacteria dan Monera; semua spesies ini bersel satu dan paling banyak adalah bakteria, dan mereka mencapai umur 3.5 bilion tahun yang menakjubkan (kira-kira 80 peratus daripada usia Bumi yang dianggarkan sendiri). Eukaryota adalah "semata-mata" 1.5 bilion tahun dan termasuk Animalia, Plantae, Fungae dan Protista. Kebanyakan eukariota adalah multiselular, walaupun beberapa (misalnya, yis) tidak.
Sel prokariotik, dengan minimum mutlak, mempunyai aglomerasi bahan genetik dalam bentuk DNA di dalam kandang yang dibatasi oleh membran sel, juga dikenali sebagai membran plasma. Di dalam kandang ini, juga, adalah sitoplasma, yang dalam prokariota mempunyai konsistensi asfalt basah; dalam eukariota, ia lebih cair. Di samping itu, banyak prokariot juga mempunyai dinding sel di luar membran sel untuk berfungsi sebagai lapisan pelindung (seperti yang anda lihat, membran sel berfungsi dengan pelbagai fungsi). Terutama, sel tumbuhan, yang merupakan eukaryotic, juga termasuk dinding sel. Tetapi sel prokariotik tidak termasuk organel, dan ini adalah perbezaan struktural utama. Walaupun seseorang memilih untuk melihat perbezaan sebagai metabolik, ini masih dikaitkan dengan sifat-sifat struktur masing-masing.
Sesetengah prokariotik mempunyai flagella, yang merupakan polipeptida seperti cambuk yang digunakan untuk pendorongan. Ada juga yang ada pili, yang merupakan unjuran seperti rambut yang digunakan untuk tujuan pelekat. Bakteria juga datang dalam pelbagai bentuk: Cocci adalah bulat (seperti meningococci, yang boleh menyebabkan meningitis pada manusia), bakteria (rod, seperti spesies yang menyebabkan anthrax), dan spirilla atau spirochetes (bakteria heliks, seperti yang bertanggungjawab menyebabkan sifilis) .
Bagaimana dengan virus? Ini hanyalah sekeping kecil bahan genetik, yang boleh menjadi DNA atau RNA (asid ribonukleat), dikelilingi oleh kot protein. Virus tidak dapat membiak sendiri, dan oleh itu mesti menjangkiti sel dan "merampas" alat pembiakan mereka untuk menyebarkan salinan mereka sendiri. Antbiotik, sebagai hasilnya, mensasarkan semua jenis bakteria tetapi tidak berkesan terhadap virus. Ubat-ubatan antiviral ada, dengan yang lebih baru dan lebih berkesan diperkenalkan sepanjang masa, tetapi mekanisme tindakan mereka sama sekali berbeza daripada antibiotik, yang biasanya mensasarkan dinding sel atau enzim metabolik tertentu untuk sel-sel prokariotik.
Membran Sel
Membran sel adalah satu keajaiban tentang biologi. Tugasnya yang paling jelas adalah sebagai wadah bagi kandungan sel dan memberikan penghalang kepada penghinaan terhadap persekitaran selular yang lebih tinggi. Ini, bagaimanapun, hanya menggambarkan sebahagian kecil daripada fungsinya. Membran sel bukanlah parti pasif tetapi pemasangan yang sangat dinamik pintu dan saluran yang membantu memastikan penyelenggaraan persekitaran dalaman sel (iaitu, keseimbangan atau homeostasis) dengan selektif membolehkan molekul masuk dan keluar dari sel seperti yang diperlukan.
Membran sebenarnya adalah membran berganda, dengan dua lapisan menghadap satu sama lain dalam fesyen imej cermin. Ini dipanggil fosfolipid bilayer, dan setiap lapisan mengandungi "lembaran" molekul fosfolipid, atau lebih tepat, molekul glikerfosfolipid. Ini adalah molekul-molekul yang memanjang yang terdiri daripada "kepala" polos fosfat yang menghadap jauh dari pusat bilayer (iaitu, ke arah sitoplasma dan luar sel) dan "ekor" yang tidak berpola yang terdiri daripada sepasang asid lemak; kedua-dua asid ini dan fosfat dilekatkan pada bahagian bertentangan molekul tiga-karbon gliserol. Oleh sebab pengagihan caj asimetri pada kumpulan fosfat dan kekurangan asimetri asid lemak, fosfolipid yang diletakkan dalam larutan sebenarnya menyusun diri secara spontan ke dalam bilayer semacam ini, jadi ia adalah cekap energetically.
Bahan-bahan boleh melintasi membran dalam pelbagai cara. Satu adalah penyebaran ringkas, yang melihat molekul kecil seperti oksigen dan karbon dioksida bergerak melalui membran dari kawasan kepekatan yang lebih tinggi ke kawasan kepekatan yang lebih rendah. Penyebaran, osmosis dan pengangkutan aktif yang difasilitasi juga membantu mengekalkan bekalan nutrien yang mantap ke dalam sel dan produk sisa metabolik yang keluar.
Nucleus
Nukleus adalah tapak simpanan DNA dalam sel eukariotik. (Ingatlah bahawa prokariotik kekurangan nukleus kerana mereka tidak mempunyai organel terikat membran.) Seperti membran plasma, membran nuklear, juga dikenali sebagai sampul nuklear, adalah penghalang fosfolipid berlapis ganda.
Di dalam nukleus, bahan genetik sel tersusun ke dalam badan yang berbeza yang disebut kromosom. Bilangan kromosom organisma berbeza dari spesies ke spesies; manusia mempunyai 23 pasang, termasuk 22 pasang kromosom "normal", yang disebut autosomes, dan sepasang kromosom seks. DNA kromosom individu disusun dalam urutan yang dipanggil gen; setiap gen membawa kod genetik untuk produk protein tertentu, sama ada enzim, penyumbang warna mata atau komponen otot rangka.
Apabila sel menjalani pembahagian, nukleusnya membahagi dengan cara yang berbeza, kerana replikasi kromosom di dalamnya. Proses pembiakan ini dipanggil mitosis, dan pembahagian nukleus dikenali sebagai sitokinesis.
Ribosom
Ribosom adalah tapak sintesis protein dalam sel. Organel ini dibuat hampir keseluruhannya dari jenis RNA yang sesuai dengan RNA ribosom, atau rRNA. Ribosom ini, yang terdapat di seluruh sitoplasma sel, termasuk satu subunit besar dan satu subunit kecil.
Mungkin cara paling mudah untuk membayangkan ribosomes adalah sebagai barisan pemasangan kecil. Apabila tiba masanya untuk menghasilkan produk protein yang diberikan, RNA utusan (mRNA) yang ditranskripsikan dalam nukleus dari DNA membuat jalan ke bahagian ribosom di mana kod mRNA diterjemahkan ke dalam asid amino, blok bangunan semua protein. Secara khusus, empat asas nitrogen yang berbeza dari mRNA boleh disusun dalam 64 cara yang berbeza ke dalam kumpulan tiga (4 dibangkitkan kepada kuasa ketiga ialah 64), dan masing-masing kod "tiga kali" ini untuk asid amino. Oleh kerana terdapat hanya 20 asid amino dalam tubuh manusia, beberapa asid amino berasal dari lebih daripada satu kod triplet.
Apabila mRNA diterjemahkan, satu lagi jenis RNA, pemindahan RNA (tRNA) membawa apa-apa asid amino telah dipanggil oleh kod ke tapak sintesis ribosom, di mana asid amino dilampirkan pada akhir protein-in- kemajuan. Sebaik sahaja protein, yang boleh di mana-mana dari berpuluh-puluh hingga beratus-ratus asid amino panjang, lengkap, ia dibebaskan dari ribosom dan diangkut ke mana sahaja ia diperlukan.
Mitokondria dan Kloroplas
Mitokondria adalah "tumbuhan kuasa" sel haiwan, dan kloroplas adalah analog mereka dalam sel tumbuhan. Mitokondria, yang dipercayai berasal dari bakteria bebas sebelum dimasukkan ke dalam struktur yang menjadi sel eukariotik, adalah tapak metabolisme aerobik, yang memerlukan oksigen untuk mengeluarkan tenaga dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP) daripada glukosa. Mitokondria menerima molekul piruvat yang diperoleh daripada pecahan glukosa oksigen bebas dalam sitoplasma; dalam matriks (pedalaman) mitokondria, pyruvate tertakluk kepada kitaran Krebs, yang juga dikenali sebagai kitaran asid sitrik atau kitaran asid tricarboxylic (TCA). Kitaran Krebs menghasilkan pembawa proton bertenaga tinggi dan bertindak sebagai tindak balas untuk tindak balas aerobik yang dikenali sebagai rantai pengangkutan elektron, yang berlaku berhampiran dengan membran mitokondria, yang merupakan bilayer lipid yang lain. Reaksi ini menghasilkan lebih banyak tenaga dalam bentuk ATP daripada glikolisis boleh; tanpa mitokondria, kehidupan haiwan tidak dapat berkembang di Bumi kerana keperluan tenaga yang luar biasa dari organisma "lebih tinggi".
Chloroplasts adalah apa yang memberikan tumbuh-tumbuhan warna hijau mereka, kerana ia mengandungi pigmen yang dipanggil klorofil. Manakala mitokondria memecahkan produk glukosa, kloroplas sebenarnya menggunakan tenaga dari cahaya matahari untuk membina glukosa daripada karbon dioksida dan air. Tumbuhan itu kemudiannya menggunakan beberapa bahan api ini untuk keperluannya sendiri, tetapi kebanyakannya, bersama dengan oksigen yang dibebaskan dalam sintesis glukosa, mencapai ekosistem dan digunakan oleh binatang, yang tidak dapat membuat makanan mereka sendiri. Tanpa kehidupan tumbuhan yang banyak di Bumi, haiwan tidak dapat hidup; bercakap benar, kerana metabolisme haiwan menghasilkan karbon dioksida yang mencukupi untuk tumbuhan yang digunakan.
The Cytoskeleton
Sitoskeleton, seperti namanya, memberikan sokongan struktur ke sel dengan cara yang sama rangka kerangka anda sendiri menyediakan perancah yang stabil untuk organ dan tisu anda. Sitoskeleton terdiri daripada tiga komponen: mikropilamen, serat perantara dan microtubules, dari terkecil hingga paling besar. Mikrofilamen dan microtubules boleh dipasang dan disassembled mengikut keperluan sel pada masa yang diberikan, manakala filamen perantaraan cenderung menjadi lebih kekal.
Di samping memasang organel di tempat seperti kawat panduan yang dipasang pada menara komunikasi yang tinggi, ia tetap ke tanah, sitoskeleton membantu dalam menggerakkan sesuatu dalam sel. Ini boleh berupa sebagai mata utama untuk flagella, seperti beberapa microtubules; Sebagai alternatif, sesetengah microtubules menyediakan saluran sebenar (laluan) untuk perkara bergerak. Oleh itu, sitoskeleton boleh menjadi motor dan lebuh raya, bergantung kepada jenis tertentu.
Organel lain
Lain-lain organel penting termasuk Golgi badan, yang kelihatan seperti susunan penkek pada pemeriksaan mikroskopik dan berfungsi sebagai tempat penyimpanan dan rembesan protein, dan retikulum endoplasmic, yang menggerakkan produk protein bersama dari satu bahagian sel ke yang lain. Reticulum endoplasmik datang dalam bentuk licin dan kasar; yang terakhir dinamakan demikian kerana mereka disemat dengan ribosomes. Badan Golgi menimbulkan vesikel yang memecahkan tepi "pancake" dan mengandungi protein; jika ini boleh dianggap sebagai kontena perkapalan, maka reticulum endoplasma yang menerima badan-badan ini seperti sistem lebuh raya atau kereta api.
Lysosomes juga penting dalam pemeliharaan sel. Ini juga adalah vesikel, tetapi ia mengandungi enzim pencernaan tertentu yang boleh membubarkan (membubarkan) sama ada produk sisa metabolik sel atau bahan kimia yang tidak sepatutnya berada di sana tetapi telah melampaui membran sel.