CELULA EUCARIOTĂ: CARACTERISTICI, TIPURI, PĂRȚI, METABOLISM - BIOLOGIE - 2025

Cele Celulele eucariote sunt componente structurale ale unei linii largi de organisme caracterizate prin având celule cu un miez delimitat de o membrană și având un set de organite.

Printre cele mai proeminente organule ale eucariotelor avem mitocondriile, responsabile de respirația celulară și alte căi legate de generarea de energie și cloroplaste, găsite în plante și responsabile pentru procesul fotosintetic.

Celulă eucariotă animală. Sursa: De Nikol Valentina romero ruiz, de la Wikimedia Commons

În plus, există alte structuri limitate de membrane, cum ar fi aparatul Golgi, reticulul endoplasmatic, vacuole, lizozomi, peroxisomi, printre altele, care sunt unice pentru eucariote.

Organismele care fac parte din eucariote sunt destul de eterogene, atât ca mărime, cât și prin morfologie. Grupul variază de la protozoare unicelulare și drojdii microscopice până la plante și animale mari care locuiesc în marea profundă.

Eucariotele diferă de procariote în principal prin prezența nucleului și a altor organele interne, pe lângă faptul că au o organizare ridicată a materialului genetic. Se poate spune că eucariotele sunt mult mai complexe sub diferite aspecte, atât structurale cât și funcționale.

Caracteristici generale

Cele mai importante caracteristici care definesc o celulă eucariotă sunt: ​​prezența unui nucleu definit cu materialul genetic (ADN) în interior, organelele subcelulare care îndeplinesc sarcini specifice și citoscheletul.

Astfel, unele linii au caracteristici speciale. De exemplu, plantele au cloroplaste, un vacuol mare și un perete gros de celuloză. La ciuperci, peretele chitinei este caracteristic. În cele din urmă, celulele animale au centrioli.

În mod similar, există protisme și ciuperci organisme unicelulare eucariote.

Piese (organele)

Una dintre caracteristicile distinctive ale eucariotelor este prezența organelelor sau a compartimentelor subcelulare înconjurate de o membrană. Printre cei mai vizibili avem:

miez

Reprezentarea celulelor umane eucariote. Puteți vedea miezul

Nucleul este cea mai vizibilă structură din celulele eucariote. Este delimitată de o membrană lipidică dublă poroasă care permite schimbul de substanțe între citoplasmă și interiorul nuclear.

Este organela responsabilă de coordonarea tuturor proceselor celulare, deoarece conține toate instrucțiunile necesare în ADN-ul care permite efectuarea unei varietăți imense de procese.

Nucleul nu este o organelă perfect sferică și statică cu ADN dispersat la întâmplare în el. Este o structură de complexitate rafinată, cu diferite componente, cum ar fi: plicul nuclear, cromatina și nucleolul.

Există, de asemenea, alte corpuri în interiorul nucleului, cum ar fi corpurile Cajal și corpurile PML (leucemie promielocitică).

mitocondriile

mitocondriile

Mitocondriile sunt organele înconjurate de un sistem cu membrană dublă și se găsesc atât la plante, cât și la animale. Numărul de mitocondrii pe celulă variază în funcție de nevoile sale: în celulele cu cerințe energetice ridicate, numărul este relativ mai mare.

Căile metabolice care au loc în mitocondrii sunt: ​​ciclul acidului citric, transportul electronilor și fosforilarea oxidativă, oxidarea beta a acizilor grași și descompunerea aminoacizilor.

cloroplaste

cloroplastelor

Cloroplastele sunt organele tipice ale plantelor și algelor, prezentând sisteme complexe de membrană. Cel mai important component este clorofila, un pigment verde care participă direct la fotosinteză.

Pe lângă reacțiile asociate cu fotosinteza, cloroplastele pot genera ATP, sintetiza aminoacizi, acizi grași, printre altele. Studii recente au arătat că acest compartiment este legat de producția de substanțe împotriva agenților patogeni.

La fel ca mitocondriile, cloroplastele au propriul material genetic, în formă circulară. Din punct de vedere evolutiv, acest fapt este o dovadă care susține teoria posibilului proces endosimbiotic care a dat naștere mitocondriilor și cloroplastelor.

Reticulul endoplasmatic

Reticulul endoplasmatic

Reticulul este un sistem de membrane care continuă cu nucleul și care se extinde în întreaga celulă sub formă de labirint.

Este împărțit într-un reticul endoplasmic neted și un reticul endoplasmic dur, în funcție de prezența ribozomilor în el. Reticulul dur este în primul rând responsabil pentru sinteza proteinelor - datorită ribozomilor ancorați. Latura, din partea sa, este legată de căile metabolice ale lipidelor

aparate Golgi

Este format dintr-o serie de discuri aplatizate numite „cisterne Golgiene”. Este legat de secreția și modificarea proteinelor. De asemenea, participă la sinteza altor biomolecule, cum ar fi lipidele și carbohidrații.

Organisme eucariote

În 1980, cercetătorul Carl Woese și colaboratorii au reușit să stabilească relațiile dintre ființele vii folosind tehnici moleculare. Printr-o serie de experimente de pionierat, au reușit să stabilească trei domenii (numite și „tărâmuri super”) lăsând în urmă viziunea tradițională a celor cinci tărâmuri.

Conform rezultatelor lui Woese, putem clasifica formele vii ale pământului în trei grupuri vizibile: Archaea, Eubacteria și Eukarya.

În domeniul Eukarya sunt organismele pe care le cunoaștem ca eucariote. Această linie este larg diversificată și cuprinde o serie de organisme unicelulare și multicelulare.

Unicelular

Eucariotele unicelulare sunt organisme extrem de complexe, deoarece trebuie să dețină într-o singură celulă toate funcțiile tipice ale unui eucariot. Protozoarele sunt clasificate istoric drept rizopode, ciliați, flagelați și sporozoi.

Ca exemple cele mai proeminente avem euglena: specii fotosintetice capabile să se deplaseze printr-un flagel.

Există, de asemenea, eucariote ciliate, cum ar fi celebra paramecia aparținând genului Paramecium. Acestea au o formă tipică de papuci și se mișcă grație prezenței numeroase cilii.

În acest grup există și specii patogene de oameni și alte animale, cum ar fi genul Trypanosoma. Acest grup de paraziți se caracterizează prin a avea un corp alungit și un flagel tipic. Ele sunt cauza bolii Chagas (Trypanosoma cruzi) și a bolii de somn (Trypanosoma brucei).

Genul Plasmodium este agentul cauzal al malariei sau malariei la om. Această boală poate fi fatală.

Există, de asemenea, ciuperci unicelulare, dar cele mai remarcabile caracteristici ale acestui grup vor fi descrise în secțiunile ulterioare.

Plante

Toată marea complexitate a plantelor pe care le observăm zilnic aparține liniei eucariote, de la ierburi și ierburi la copaci complexi și mari.

Celulele acestor indivizi sunt caracterizate prin faptul că au un perete celular compus din celuloză, ceea ce conferă rigiditate structurii. În plus, au cloroplaste care conțin toate elementele biochimice necesare procesului fotosintetic.

Plantele reprezintă un grup extrem de divers de organisme, cu cicluri de viață complexe care ar fi imposibil de cuprins în doar câteva caracteristici.

ciuperci

Termenul "ciupercă" este utilizat pentru a desemna diferite organisme, cum ar fi mucegaiuri, drojdii și indivizi care sunt capabili să producă ciuperci.

În funcție de specie, ei se pot reproduce sexual sau asexual. Se caracterizează în principal prin producerea de spori: mici structuri latente care se pot dezvolta atunci când condițiile de mediu sunt adecvate.

S-ar putea să credeți că sunt similare cu plantele, deoarece ambele se caracterizează prin conducerea unui mod de viață sesil, adică nu se mișcă. Cu toate acestea, ciupercile nu au cloroplasturi și nu au echipamentul enzimatic necesar pentru a realiza fotosinteza.

Modul lor de hrănire este heterotrof, ca majoritatea animalelor, deci trebuie să caute o sursă de energie.

animale

Animalele reprezintă un grup format din aproape un milion de specii catalogate și clasificate corect, deși zoologii estimează că adevărata valoare ar putea fi mai aproape de 7 sau 8 milioane. Ele sunt un grup la fel de divers ca cele menționate mai sus.

Se caracterizează prin faptul că sunt heterotrofe (își caută propriul aliment) și au o mobilitate remarcabilă care le permite să se deplaseze. Pentru această sarcină au o serie de mecanisme de locomoție variate care le permit să se deplaseze pe uscat, apă și aer.

În ceea ce privește morfologia lor, găsim grupuri incredibil de eterogene. Deși am putea face o diviziune în nevertebrate și vertebrate, unde caracteristica care le distinge este prezența coloanei vertebrale și a notochordului.

În nevertebrate avem poriferi, cnidari, anelizi, nematode, viermi, artropode, moluște și echinoderme. În timp ce vertebratele includ grupuri mai cunoscute, precum pești, amfibieni, reptile, păsări și mamifere.

Tipuri de celule eucariote

Există o mare diversitate de celule eucariote. Deși s-ar putea să credeți că cele mai complexe se găsesc la animale și plante, acest lucru este incorect. Cea mai mare complexitate este observată în organismele protiste, care trebuie să aibă toate elementele necesare vieții limitate într-o singură celulă.

Calea evolutivă care a dus la apariția organismelor multicelulare a adus cu sine necesitatea de a distribui sarcini în cadrul individului, care este cunoscută sub numele de diferențierea celulelor. Astfel, fiecare celulă este responsabilă pentru o serie de activități limitate și are o morfologie care îi permite să le efectueze.

Pe măsură ce se produce procesul de fuziune sau fertilizare a gameților, zigotul rezultat suferă o serie de diviziuni celulare ulterioare care vor conduce la formarea a peste 250 de tipuri de celule.

La animale, căile de diferențiere urmate de embrion sunt direcționate de semnale pe care le primește din mediul înconjurător și depind în mare măsură de poziția sa în organismul în curs de dezvoltare. Printre cele mai proeminente tipuri de celule avem:

neuronii

Neuronii sau celulele specializate în conducerea impulsului nervos care fac parte din sistemul nervos.

Celulele musculare

Celulele musculare scheletice care posedă proprietăți contractile și sunt aliniate într-o rețea de filamente. Acestea permit mișcările tipice ale animalelor, cum ar fi alergarea sau mersul pe jos.

Celule de cartilaj

Celulele cartilajelor sunt specializate în sprijin. Din acest motiv, acestea sunt înconjurate de o matrice care are colagen.

Celule de sânge

Componentele celulare ale sângelui sunt globulele roșii și albe, și trombocitele. Primele au forma de disc, nu au nucleu când sunt mature și au funcția de a transporta hemoglobina. Celulele albe din sânge participă la răspunsul imun și la trombocite în procesul de coagulare a sângelui.

Metabolism

Eucariotele prezintă o serie de căi metabolice precum glicoliza, căile fosfatului de pentoză, oxidarea beta a acizilor grași, printre altele, organizate în compartimente celulare specifice. De exemplu, ATP este generat în mitocondrii.

Celulele vegetale au un metabolism caracteristic, deoarece au mașinile enzimatice necesare pentru a lua lumina soarelui și a genera compuși organici. Acest proces este fotosinteza și le transformă în organisme autotrofe care pot sintetiza componentele energetice necesare metabolismului lor.

Plantele au o cale specifică numită ciclul glicoxilatului care apare în glicozom și este responsabilă pentru conversia lipidelor în carbohidrați.

Animalele și ciupercile se caracterizează prin a fi heterotrofe. Aceste linii nu sunt capabile să-și producă propriul aliment, așa că trebuie să-l caute în mod activ și să-l degradeze.

Diferențe cu procariote

Diferența crucială între un eucariot și un procariot este prezența unui nucleu delimitat de o membrană și definit în primul grup de organisme.

Putem ajunge la această concluzie examinând etimologia ambilor termeni: procariot provine din rădăcinile pro care înseamnă „înainte” și karyon care este nucleu; în timp ce eucariote se referă la prezența unui „nucleu adevărat” (eu însemnând „adevărat” și karyon care înseamnă nucleu)

Cu toate acestea, găsim eucariote unicelulare (adică întregul organism este o singură celulă), cum ar fi binecunoscutul Paramecium sau drojdii. În același mod, găsim organisme eucariote multicelulare (formate din mai multe celule) ca niște animale, inclusiv oameni.

Conform înregistrărilor fosile, s-a putut concluziona că eucariotele au evoluat din procariote. Prin urmare, este logic să presupunem că ambele grupuri au caracteristici similare, precum prezența unei membrane celulare, căi metabolice comune, printre altele. Cele mai vizibile diferențe între cele două grupuri vor fi descrise mai jos:

Sursa: De către niciun autor care nu poate fi citit de mașină. Asumat Mortadelo2005 (bazat pe revendicări de copyright). , prin Wikimedia Commons

mărimea

Organismele eucariote au de obicei dimensiuni mai mari decât procariotele, deoarece sunt mult mai complexe și cu mai multe elemente celulare.

În medie, diametrul unui procariot este între 1 și 3 um, în timp ce o celulă eucariotă poate fi de ordinul 10 până la 100 um. Deși există excepții notabile de la această regulă.

Prezența organulelor

În organismele procariote nu există structuri delimitate de o membrană celulară. Acestea sunt extrem de simple și nu au aceste corpuri interne.

În mod normal, singurele membrane pe care le au procariote sunt responsabile de delimitarea organismului cu mediul extern (rețineți că această membrană este prezentă și în eucariote).

miez

După cum am menționat mai sus, prezența unui nucleu este un element cheie pentru a discrimina între ambele grupuri. În procariote, materialul genetic nu este delimitat de niciun tip de membrană biologică.

În schimb, eucariotele sunt celule cu o structură interioară complexă și, în funcție de tipul de celule, prezintă organulele specifice care au fost descrise în detaliu în secțiunea anterioară. Aceste celule au de obicei un singur nucleu cu două copii ale fiecărei gene - ca în majoritatea celulelor la om.

În eucariote, ADN-ul (acizii dezoxiribonucleici) este foarte organizat la diferite niveluri. Această lungă moleculă este asociată cu proteine, numite histone și este compactată la un astfel de nivel încât este capabilă să intre într-un nucleu mic, care poate fi observat la un anumit punct al diviziunii celulare sub formă de cromozomi.

Procariote nu au un nivel atât de sofisticat de organizare. În general, materialul genetic apare ca o singură moleculă circulară care poate adera la biomembrana care înconjoară celula.

Cu toate acestea, molecula de ADN nu este distribuită la întâmplare. Deși nu este învelit într-o membrană, materialul genetic este localizat într-o regiune numită nucleoid.

Mitocondrii și cloroplaste

În cazul specific al mitocondriilor, acestea sunt organele celulare în care se găsesc proteinele necesare proceselor de respirație celulară. Procariote - care trebuie să conțină aceste enzime pentru reacții oxidative - sunt ancorate în membrana plasmatică.

De asemenea, într-un astfel de caz că organismul procariot este fotosintetic, procesul are loc în cromatofori.

ribozomii

Ribozomii sunt structurile responsabile de transpunerea ARN-ului mesager în proteinele pe care le codifică molecula. Sunt destul de abundente, de exemplu, o bacterie obișnuită, precum Escherichia coli, poate avea până la 15.000 de ribozomi.

Se pot distinge două unități care alcătuiesc ribozomul: major și minor. Linia procariotă se caracterizează prin prezentarea ribozomilor 70S, compuse din subunitatea mare 50S și subunitatea mică 30S. În schimb, în ​​eucariote sunt compuse dintr-o subunitate mare 60S și o mică subunitate 40S.

În procariote, ribozomii sunt împrăștiați în citoplasmă. În eucariote sunt ancorate la membrane, ca în reticulul endoplasmatic dur.

citoplasma

Citoplasma în organismele procariote are un aspect majoritar granular, datorită prezenței ribozomilor. În procariote, sinteza ADN-ului are loc în citoplasmă.

Prezența peretelui celular

Atât organismele procariote cât și cele eucariote sunt delimitate din mediul extern de o dublă membrană biologică lipidică. Cu toate acestea, peretele celular este o structură care înconjoară celula și este prezent doar în linia procariotă, în plante și în ciuperci.

Acest perete este rigid și cea mai intuitivă funcție generală este de a proteja celula de stresul de mediu și de posibilele modificări osmotice. Cu toate acestea, la nivel compozițional acest perete este total diferit în aceste trei grupuri.

Peretele bacteriilor este compus dintr-un compus numit peptidoglican, format din două blocuri structurale legate de legături de tip β-1,4: N-acetil-glucozamină și acidul N-acetilmuramic.

La plante și ciuperci - ambele eucariote - compoziția peretelui variază și ea. Primul grup este format din celuloză, un polimer format prin repetarea unităților glucozei din zahăr, în timp ce ciupercile au pereți de chitină și alte elemente precum glicoproteine ​​și glicani. Rețineți că nu toți ciupercii au perete celular.

DNA

Materialul genetic dintre eucariote și procariote variază nu numai prin modul în care este compactat, ci și prin structura și cantitatea sa.

Procariotele sunt caracterizate prin faptul că au cantități mici de ADN, între 600.000 perechi de baze până la 8 milioane. Adică pot codifica de la 500 la câteva mii de proteine.

Intronii (secvențe ADN care nu codifică proteinele și care întrerup genele) sunt prezente în eucariote și nu în procariote.

Transferul de gene orizontal este un proces semnificativ în procariote, în timp ce la eucariote este practic absent.

Procese de diviziune celulară

În ambele grupuri, volumul celulelor crește până când ajunge la o dimensiune adecvată. Eucariotele realizează divizarea printr-un proces complex de mitoză, care are ca rezultat două celule fiice de dimensiuni similare.

Funcția mitozei este de a asigura un număr adecvat de cromozomi după fiecare diviziune celulară.

O excepție de la acest proces este diviziunea celulară a drojdiilor, în special a genului Saccharomyces, în care diviziunea duce la generarea unei celule fiice mai mici, deoarece este formată cu ajutorul unui „bulge”.

Celulele procariote nu suferă diviziune celulară mitoză - consecință intrinsecă a lipsei unui nucleu. În aceste organisme diviziunea are loc prin divizare binară. Astfel, celula crește și se împarte în două părți egale.

Există anumite elemente care participă la diviziunea celulară în eucariote, cum ar fi centromele. În cazul procariotelor, nu există analogi cu acestea și doar câteva specii de bacterii au microtubuli. Reproducerea tipului sexual este frecventă în eucariote și rară în procariote.

citoscheletului

Eucariotele au o organizare foarte complexă la nivelul citoscheletului. Acest sistem este alcătuit din trei tipuri de filamente clasificate după diametrul lor în microfilamente, filamente intermediare și microtubuli. În plus, există proteine ​​cu proprietăți motorii asociate cu acest sistem.

Eucariotele au o serie de procese care permit celulei să se miște în mediul său. Acestea sunt flagelele, a căror formă amintește de un bici, iar mișcarea este diferită în eucariote și procariote. Ciliile sunt mai scurte și sunt prezente în general în număr mare.

Referințe

1. Birge, EA (2013). Genetică bacteriană și bacteriofagă. Springer Media științifică și de afaceri.
2. Campbell, MK și Farrell, SO (2011). Biochimie.
3. Cooper, GM, & Hausman, RE (2000). Celula: abord molecular. Asociații Sinauer.
4. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Invitație la biologie. Macmillan.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Principii integrate de zoologie. McGraw - Hill.
6. Karp, G. (2009). Biologie celulară și moleculară: concepte și experimente. John Wiley & Sons.
7. Pontón, J. (2008). Peretele celular al ciupercilor și mecanismul de acțiune al anidulafunginei. Apocalipsa Iberoam Micol, 25, 78–82.
8. Vellai, T., & Vida, G. (1999). Originea eucariotei: diferența dintre celulele procariote și cele eucariote. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 266 (1428), 1571–1577.
9. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biochimie. Editura Medicală Panamericană.
10. Săptămâni, B. (2012). Microbi și societatea Alcamo. Editori Jones & Bartlett.