ลักษณะเซลล์ยูคาริโอต

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• ต้นกำเนิดของเซลล์ยูคาริโอต
• บรรพบุรุษสากลสามัญคนสุดท้าย
• ลักษณะเซลล์ยูคาริโอที่โดดเด่น
• พลาสมาเมมเบรนของเซลล์ยูคาริโอต
• ไซโตพลาสซึม: สารที่มีลักษณะคล้ายเยลลี่ที่อยู่ในเซลล์
• โครงกระดูกในเซลล์ยูคาริโอต
• นิวเคลียสของเซลล์
• การแบ่งเซลล์และการจำลองแบบ
• Meiosis Cell Division ของเซลล์ยูคาริโอต
• ไรโบโซมเซลล์ยูคาริโอตสร้างโปรตีน
• ระบบ Endomembrane
• โรงงานพลังงานของเซลล์ยูคาริโอต
• ความแตกต่างระหว่างพืชยูคาริโอตกับเซลล์สัตว์
• คลอโรพลาสต์ในเซลล์พืชยูคาริโอต

คุณไม่จำเป็นต้องมองไกลเกินกว่าที่ร่างกายมนุษย์จะเข้าใจการแต่งหน้าของเซลล์ยูคาริโอตเนื่องจากทุกคนมีเซลล์เหล่านี้อยู่ภายใน ในทางชีววิทยามีเซลล์เพียงสองชนิดคือยูคาริโอตและโปรคาริโอต ในการจำแนกอนุกรมวิธานของทุกชีวิตรูปแบบชีวิตของเซลล์ยูคาริโอตเป็นโดเมนของยูคาริยาโดยมีแบคทีเรียและอาร์เคียเป็นอีกสองโดเมน

สิ่งมีชีวิตที่อยู่ภายใต้โดเมนเหล่านี้ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว โดเมนยูคาริยาในระบบการจำแนกประเภทลินแนประกอบด้วยอาณาจักรของผู้ประท้วงเชื้อราพืชและสัตว์ ในขณะที่มีโปรโตซัวแยกเดี่ยวในโดเมน eukarya แต่สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่จำแนกในโดเมนนี้เป็นหน่วยหลายเซลล์

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

ความแตกต่างที่โดดเด่นระหว่างเซลล์ยูคาริโอตและโปรคาริโอตเมื่อเปรียบเทียบทั้งสองประเภทคือเซลล์ยูคาริโอตมีนิวเคลียสที่โดดเด่นที่มี DNA ถูกรวมเข้าด้วยกันด้วยโปรตีนและมีอยู่ภายในห้องแยกต่างหากภายในเซลล์

ต้นกำเนิดของเซลล์ยูคาริโอต

ในเวลานี้นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าทุกชีวิตเริ่มต้นบนโลกประมาณ 3.5 หรือพันล้านปีก่อนตามบันทึกซากดึกดำบรรพ์ของรูปแบบแรกของชีวิต ปรากฏว่าเซลล์โปรคาริโอตมีการพัฒนาเป็นเซลล์ขนาดเล็กมาก - ขนาด 1 หรือ 2 ไมโครเมตร (ตัวย่อเป็น µm) - เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ยูคาริโอตซึ่งโดยทั่วไปจะมีขนาดประมาณ 10 ไมโครเมตรหรือใหญ่กว่า Aµm แสดงถึงหนึ่งในล้านของเมตร บันทึกทางธรณีวิทยาแสดงให้เห็นว่าเซลล์ยูคาริโอตปรากฏตัวครั้งแรกเมื่อประมาณ 2.1 พันล้านปีก่อน

บรรพบุรุษสากลสามัญคนสุดท้าย

การศึกษารูปแบบชีวิตของเซลล์ที่ยาวนานทำให้นักวิทยาศาสตร์สรุปว่าเซลล์ยูคาริโอตที่อาศัยอยู่ในวันนี้มีบรรพบุรุษร่วมกันเพียงคนเดียว แต่ในเดือนกรกฎาคม 2559 "New York Times" รายงานว่ากลุ่มนักชีววิทยาวิวัฒนาการนำโดยดร. วิลเลียมเอฟ. มาร์ตินแห่งมหาวิทยาลัย Heinrich Heine ในเมืองดุสเซลดอร์ฟประเทศเยอรมนีสรุปว่าทุกชีวิตบนโลกนี้มีบรรพบุรุษร่วมกัน: บรรพบุรุษสากลที่ผ่านมาคนสุดท้ายชื่อเล่น LUCA

ทฤษฎีของกลุ่มดร. มาร์ตินและกลุ่มของเขาไม่ได้โต้แย้งโดยไม่มีข้อโต้แย้งแสดงให้เห็นว่าแผนที่ยีนที่พวกเขาพัฒนาขึ้นในระหว่างการตามล่าหา LUCAs กำเนิดชี้ไปที่รูปแบบของแบคทีเรียซึ่งเชื่อกันว่ามีชีวิตอยู่ประมาณ 4 พันล้านปีก่อน โลก. ในขณะที่ดาร์วินกล่าวว่าชีวิตเริ่มต้นขึ้นในสระน้ำอุ่น ๆ กลุ่มมาร์ตินส์พบว่าแผนที่ยีนชี้ไปที่สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่อาศัยอยู่ในปล่องภูเขาไฟลึกที่ด้านล่างของมหาสมุทร พวกเขาเชื่อว่ารูปแบบชีวิตนี้ก่อให้เกิดโดเมน Bacteria และ Archaea โดยโดเมนของ Eukarya นั้นโผล่ออกมาเมื่อประมาณ 2 พันล้านปีก่อน

ลักษณะเซลล์ยูคาริโอที่โดดเด่น

ในขณะที่เซลล์ทั้งสองชนิดมีลักษณะร่วมกันบางอย่างเซลล์ยูคาริโอตก็ซับซ้อนกว่า ลักษณะเด่นที่กำหนดเซลล์ยูคาริโอต ได้แก่ :

พลาสมาเมมเบรนของเซลล์ยูคาริโอต

เซลล์ทั้งหมดมีพลาสมาเมมเบรนที่แยกด้านในของเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมภายนอก เมมเบรนมีโปรตีนในตัวและส่วนประกอบอื่น ๆ ที่ช่วยให้อิออนออกซิเจนน้ำและโมเลกุลอินทรีย์เคลื่อนที่เข้าและออกจากเซลล์ ผลพลอยได้จากของเสียเช่นคาร์บอนไดออกไซด์และแอมโมเนีย - ด้วยความช่วยเหลือจากโปรตีน "ตัวย้าย" - ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เหล่านี้ เยื่อหุ้มเหล่านี้สามารถใช้กับรูปร่างที่ไม่เหมือนใครเช่น microvilli ที่พบในเซลล์ที่มีลำไส้เล็กซึ่งจะเพิ่มพื้นที่ผิวของเซลล์เพื่อดูดซับสารอาหารจากอาหารในทางเดินอาหาร

ไซโตพลาสซึม: สารที่มีลักษณะคล้ายเยลลี่ที่อยู่ในเซลล์

มุมมองภายในเซลล์แสดงสารกึ่งเหลวและมีลักษณะคล้ายเยลลี่ที่มาจากเยื่อหุ้มเซลไปจนถึงนิวเคลียสที่ล้อมรอบ ออร์แกเนลล์มีโครงสร้างพิเศษหลายอย่างภายในเซลล์ลอยอยู่ในเจลนี้ประกอบด้วยไซโตลในเซลล์โครงร่างและสารเคมีหลายชนิด โปรโตปลาสซึมของน้ำเป็นหลัก 70 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ แต่ในรูปแบบเจล พลาสซึมของเซลล์ภายในเซลล์ยูคาริโอตนั้นมีโปรตีนและน้ำตาลอะมิโนกรดนิวคลีอิกและกรดไขมันไอออนและโมเลกุลที่ละลายน้ำได้มากมาย

โครงกระดูกในเซลล์ยูคาริโอต

ภายในไซโตพลาสซึมมีโครงร่างโครงร่างของเซลล์ที่ประกอบด้วยไมโครฟิลลาเมนต์, ไมโครโฟโตคิวลาร์และเส้นใยระดับกลางซึ่งช่วยรักษารูปร่างของเซลล์ให้สมอกับออร์แกเนลล์และมีหน้าที่ในการเคลื่อนที่ของเซลล์ องค์ประกอบที่ทำขึ้น microtubules และ microfilaments ประกอบตามความจำเป็นสำหรับการเคลื่อนไหวของเซลล์และประกอบใหม่เมื่อเซลล์ต้องการการเปลี่ยนแปลง

นิวเคลียสของเซลล์

คำวิทยาศาสตร์หลายคำมีต้นกำเนิดในละตินหรือกรีกและเซลล์ยูคาริโอตก็ไม่มีข้อยกเว้น ชื่อของเซลล์ที่แตกหักไปถึงต้นกำเนิดของมันหมายถึง "ดีหรือไม่จริงถั่ว" ตัวแทนของนิวเคลียสของเซลล์ Eu ในภาษากรีกหมายถึง ดี หรือ จริงในขณะที่คำฐาน karyo หมายถึงถั่ว เซลล์ Prokaryotic ไม่มีนิวเคลียสที่ล้อมรอบภายในเซลล์ในขณะที่สารพันธุกรรมแม้ว่าจะอยู่ตรงกลางเซลล์ แต่ก็มีอยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์

นิวเคลียสของเซลล์ยูคาริโอตเก็บโครมาตินซึ่งประกอบด้วยดีเอ็นเอและโปรตีนในสารคล้ายเจลที่เรียกว่านิวคลีโอพลาสซึม ซองจดหมายนิวเคลียร์รอบนิวเคลียสประกอบด้วยสองชั้น; เยื่อหุ้มชั้นในและชั้นนอกที่สามารถซึมผ่านของไอออนโมเลกุลและวัสดุอาร์เอ็นเอระหว่างนิวคลีโอพลาสซึมภายในนิวเคลียสและด้านในของเซลล์ นิวเคลียสยังรับผิดชอบการผลิตไรโบโซม นิวเคลียสของวัสดุดีเอ็นเอเซลล์ยูคาริโอตโครโมโซมจัดทำแผนแปลก ๆ สำหรับการสืบพันธุ์เซลล์

การแบ่งเซลล์และการจำลองแบบ

ในระดับกล้องจุลทรรศน์เซลล์แบ่งและทำซ้ำลักษณะที่ใช้ร่วมกันทั้งเซลล์ยูคาริโอตและโปรคาริโอตเพื่อสร้างเซลล์ใหม่จากเดิม แต่เซลล์โปรคาริโอติกแบ่งโดยใช้ฟิชชันแบบไบนารีในขณะที่เซลล์ยูคาริโอตจะแบ่งโดยกระบวนการที่เรียกว่าไมโทซิส สิ่งนี้ไม่รวมถึงการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในกลุ่มสิ่งมีชีวิตซึ่งเกิดขึ้นผ่านไมโอซิสซึ่งมีไข่และสเปิร์มเดี่ยวรวมกันเพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ทั้งหมด เฉพาะเซลล์ที่ไม่เจริญพันธุ์แบ่งโดย mitosis ในโดเมน Eukarya

หรือที่เรียกว่าโซมาติกเซลล์เซลล์ที่ไม่เจริญพันธุ์สร้างเซลล์ส่วนใหญ่ในร่างกายมนุษย์รวมถึงเนื้อเยื่อและอวัยวะต่าง ๆ เช่นทางเดินอาหารกล้ามเนื้อผิวหนังปอดและเซลล์ขน เซลล์สืบพันธุ์ - สเปิร์มและเซลล์ไข่ - ภายในเซลล์ยูคาริโอตไม่ใช่เซลล์ร่างกาย Mitosis เกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอนที่กำหนดว่าสถานะของเซลล์หาร: พยากรณ์, พรอมต์เฟส, เมตาเฟส, แอนนาฟ, โทพอลเฮสและไซโตไคเนส ก่อนการแบ่งเซลล์จะอยู่ในสถานะเฟส

ผ่านชุดของระยะโครโมโซมซ้ำตัวเองและแต่ละเส้นจะย้ายไปยังเสาตรงข้ามภายในนิวเคลียสเพื่อให้ซองจดหมายนิวเคลียสมาบรรจบกันและล้อมรอบแต่ละโครโมโซม ในเซลล์สัตว์ร่องร่องที่แยกความแตกต่างของดิปลอยด์หรือเซลล์ลูกสาวออกเป็นสองส่วน ในเซลล์พืชยูคาริโอตชนิดของแผ่นเซลล์ก่อตัวขึ้นก่อนผนังเซลล์ใหม่ที่แยกเซลล์ลูกสาว ตามการแบ่งเซลล์ของลูกสาวแต่ละคนนั้นมีลักษณะทางพันธุกรรมที่ซ้ำกันของเซลล์ดั้งเดิม

Meiosis Cell Division ของเซลล์ยูคาริโอต

การแบ่งเซลล์ไมโอซิสเป็นกระบวนการที่สิ่งมีชีวิตภายในโดเมนยูคาริโอสร้างเซลล์เซ็กซ์เช่นสเปิร์มเพศชายและเซลล์ไข่เพศหญิง ความแตกต่างระหว่างไมโทซีสและไมโอซิสคือสารพันธุกรรมภายในเซลล์ดิพลอยด์นั้นมีความเหมือนกันในขณะที่ไมโอซิสเซลล์ใหม่แต่ละเซลล์จะมีข้อมูลทางพันธุกรรมที่เป็นเอกลักษณ์และเป็นเอกลักษณ์ของสีน้ำเงิน

เมื่อเกิดไมโอซิสสเปิร์มและเซลล์ไข่ก็พร้อมที่จะสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ทั้งหมด สิ่งนี้จะช่วยให้ความหลากหลายทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่ทำซ้ำทางเพศ ในระหว่างการแบ่งเซลล์ไมโอซิสซึ่งเกิดขึ้นในสองขั้นตอนคือไมโอซิส I และไมโอซิสที่สองส่วนเล็ก ๆ ของโครโมโซมแต่ละตัวจะแตกตัวและยึดติดกับโครโมโซมอื่นที่เรียกว่าการรวมตัวกันทางพันธุกรรม ขั้นตอนเล็ก ๆ นี้มีหน้าที่รับผิดชอบในความหลากหลายทางพันธุกรรมระหว่างเผ่าพันธุ์ ก่อนไมโอซิส 1 เซลล์สืบพันธุ์มีอยู่ในเฟสเพื่อเตรียมการแบ่งเซลล์

ไรโบโซมเซลล์ยูคาริโอตสร้างโปรตีน

แต่ละส่วนของเซลล์ยูคาริโอตมีบทบาทสำคัญในการรักษาชีวิตของเซลล์ ยกตัวอย่างเช่นริโบโซมเมื่อมองผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสามารถปรากฏได้สองวิธี: เช่นการสะสมขององุ่นหรือเป็นจุดเล็ก ๆ ที่ลอยอยู่ภายในพลาสซึมของเซลล์ พวกเขายังสามารถแนบกับผนังด้านในของเมมเบรนพลาสมาหรือบนเยื่อหุ้มด้านนอกของซองจดหมายนิวเคลียร์เป็นหน่วยย่อยขนาดเล็กหรือขนาดใหญ่ การผลิตโปรตีนเป็นจุดประสงค์ที่สำคัญของทุกเซลล์และเกือบทุกเซลล์มีไรโบโซมโดยเฉพาะในเซลล์ที่ผลิตโปรตีนจำนวนมาก เซลล์ในตับอ่อนมีหน้าที่สร้างเอนไซม์ที่ช่วยย่อยอาหารมีไรโบโซมจำนวนมาก

ระบบ Endomembrane

ระบบ endomembrane ประกอบด้วยซองจดหมายนิวเคลียร์, เมมเบรนพลาสม่า, อุปกรณ์ Golgi, ถุง, reticulum endoplasmic และโครงสร้างอื่น ๆ ที่ได้มาจากองค์ประกอบเหล่านี้ ทุกคนมีส่วนร่วมในการทำงานของเซลล์แม้ว่าบางอย่างจะแตกต่างกันไปตามลักษณะและวัตถุประสงค์ ระบบ endomembrane จะทำการเคลื่อนย้ายโปรตีนและเยื่อหุ้มเซลล์รอบ ๆ เซลล์ ยกตัวอย่างเช่นโปรตีนบางชนิดที่สร้างขึ้นบนไรโบโซมถูกผูกไว้กับเอนโดพลาสมิกเรติเคิลซึ่งเป็นโครงสร้างที่คล้ายกับเขาวงกตที่ยึดติดกับด้านนอกของนิวเคลียส โครงสร้างเหล่านี้ช่วยในการปรับเปลี่ยนและเคลื่อนย้ายโปรตีนไปยังจุดที่ต้องการในเซลล์

โรงงานพลังงานของเซลล์ยูคาริโอต

เซลล์ทั้งหมดต้องการพลังงานในการทำงานและไมโทคอนเดรียเป็นพืชพลังงานของเซลล์ Mitochondria ผลิต adenosine triphosphate โดยย่อว่า ATP ซึ่งเป็นโมเลกุล - สกุลพลังงานของทุกชีวิต - ที่นำพลังงานภายในเซลล์ในช่วงเวลาสั้น ๆ โครงสร้างยลนี้ในเซลล์อาศัยอยู่ในไซโตพลาสซึมระหว่างเยื่อหุ้มชั้นนอกของเซลล์และผนังด้านนอกของนิวเคลียสของเซลล์ พวกมันประกอบไปด้วยไรโบโซมและ DNA ของตนเองที่มี bilayer ฟอสโฟลิพิดผสมกับโปรตีน

ความแตกต่างระหว่างพืชยูคาริโอตกับเซลล์สัตว์

พืชและสัตว์ตกอยู่ภายใต้โดเมนของยูคาริยาเนื่องจากลักษณะสำคัญของเซลล์ยูคาริโอต แต่มีความแตกต่างระหว่างเซลล์ภายในพืชและอาณาจักรสัตว์ ในขณะที่เซลล์ยูคาริโอตของพืชและสัตว์มี microtubules หลอดเล็ก ๆ ที่ช่วยในการแยกโครโมโซมในระหว่างการแบ่งเซลล์เซลล์ของสัตว์ยังมี centrosomes และ lysosomes อยู่ในเซลล์ยูคาริโอตในขณะที่พืชไม่ เซลล์พืชนอกเหนือจากการมีคลอโรพลาสต์ที่ช่วยในการสังเคราะห์แสง (เปลี่ยนพลังงานของดวงอาทิตย์เป็นอาหาร) ตัวอย่างเช่นยังมีแวคิวโอลกลางขนาดใหญ่ซึ่งเป็นพื้นที่ภายในเซลล์ที่มีของเหลวเป็นส่วนใหญ่และถูกหุ้มด้วยเมมเบรน

คลอโรพลาสต์ในเซลล์พืชยูคาริโอต

Chloroplasts เป็นโครงสร้างภายในเซลล์พืชยูคาริโอตที่มีคลอโรฟิลล์และเอ็นไซม์ที่มีส่วนช่วยในกระบวนการสังเคราะห์แสงที่พืชทำอาหารจากน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้พลังงานของดวงอาทิตย์ โรงงานเล็ก ๆ เหล่านี้มีหน้าที่ปล่อยออกซิเจนเป็นผลิตภัณฑ์ของการสังเคราะห์แสงกลับสู่ชั้นบรรยากาศ

โครงสร้างของเซลล์พืชขนาดใหญ่เหล่านี้มี DNA และเมมเบรนสองชั้นรวมถึงระบบเยื่อหุ้มภายในที่ทำจาก thylakoids ที่มีลักษณะเหมือนถุงแบน Stroma เป็นช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มชั้นนอกและ thylakoid ที่มี DNA ของคลอโรพลาสต์ซึ่งเป็น "โรงงาน" ที่ผลิตโปรตีนสำหรับคลอโรพลาสต์เช่นเดียวกับเอนไซม์และโปรตีนอื่น ๆ