Celle (biologi)

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi

Cellekultur, farvelagt for keratin (rød) og dna (grøn).
Cellekultur, farvelagt for keratin (rød) og dna (grøn).

En celle er den mindste levende enhed i alle levende organismer og er fælles for alt liv, både for mikroorganismer, planter, dyr og mennesker. Nogle organismer såsom bakterier består kun af en enkelt celle (encellede), hvorimod andre organismer er flercellede og består af flere billioner celler, der arbejder sammen.

Matthias Jakob Schleiden og Theodor Schwann var de første, der fremsatte teorien om at alle organismer består af én eller flere celler, der alle er opstået ved deling af andre celler. En organismes vitale funktioner foregår inde i cellerne, og styres og kontrolleres af arvematerialet, dna, der findes i alle celler.

Alle celler er i en hvis udstrækning i stand til at varetage sine egne vitale funktioner og derved opretholde sit eget liv. Cellen er således i stand til at optage næringsstoffer, omsætte disse næringsstoffer til energi og nødvendige molekylære byggesten samt udskille de affaldsstoffer, der bliver tilovers ved disse processer. Ved disse processer, der kaldes stofskiftet, gør cellen brug af specialiserede enzymer og proteiner, som ofte ligger lokaliseret i strukturer kaldet organeller. Organeller kan betragtes som cellens små organer. Celler deler sig ved celledeling, hvor cellen videregiver en komplet kopi af sit arvemateriale til sine datterceller.

Indholdsfortegnelse

[redigér] Anatomi

Diagram over en typisk prokaryot celle.
Diagram over en typisk prokaryot celle.

Traditionelt skelner man mellem to typer af celler: eukaryoter og prokaryoter. Prokaryoter er som regel encellede organismer, hvorimod eukaryoter indgår i flercellede organismer. Der er en række forskelle i de to celletypers anatomi. Evolutionært menes prokaryoterne at være opstået før eukaryoterne, og prokaryoterne fremstår derfor også som mere primitiv end eukaryoten.

[redigér] Prokaryoter

Uddybende artikel: Prokaryot.

Prokaryoter adskiller sig på flere punkter væsentligt fra eukaryoter, fx har prokaryoten ikke en afgrænset cellekerne, prokaryoterne er som oftest meget mindre end eukaryoterne og prokaryoterne har som regel færre organeller end eukaryoten. Frem for at have mange specialiserede organeller, har prokaryoten en plasmamembran, som varetager en stor del af prokaryotens livsnødvendige funktioner. Overordnet består prokaryoten af tre forskellige anatomiske regioner: vedhæng som flageller og pili, som er proteiner, der sidder på prokaryotens overfladen; én cellevæg med en underliggende cellemembran, der afgrænser cellen fra omgivelserne; et cytoplasma hvori prokaryotens arvemateriale ligger. I cytoplasmaet findes også cellens ribosomer og andre organeller.

[redigér] Eukaryoter

Diagram over en typisk eukaryot. Organeller: (1) nucleolus (2) cellekerne (3) ribosom (4) vesikel,(5) ru endoplasmatisk reticulum (ER), (6) Golgiapparat, (7) Cytoskelet, (8) glat endoplasmatisk reticulum, (9) mitochondrie, (10) vakuole, (11) cytoplasma, (12) lysosom, (13) centrioler.
Diagram over en typisk eukaryot. Organeller: (1) nucleolus (2) cellekerne (3) ribosom (4) vesikel,(5) ru endoplasmatisk reticulum (ER), (6) Golgiapparat, (7) Cytoskelet, (8) glat endoplasmatisk reticulum, (9) mitochondrie, (10) vakuole, (11) cytoplasma, (12) lysosom, (13) centrioler.
Uddybende artikel: Eukaryot.

Eukaryoter er ofte meget større end prokaryoter. Udover størrelsesforskellen er en væsentlig forskel på de to typer af celler, at eukaryoter har afgrænsede organeller, hvori dele af eukaryotens stofskifte finder sted. Det enkelte organel er specialiseret til at varetage enkelte dele af cellens stofskifte. Den eukaryote celle har også en cellekerne, nucleus, hvor cellens dna ligger. Dna'et er hos eukaryoten længere end hos prokaryoten og ligger i eukaryoten organiseret i enkelte kromosomer.

Ligheder og forskelle mellem prokaryote og eukaryote celler
  Prokaryoter Eukaryoter
Typiske organismer Bakterier, archaea Protists, svampe, planter, dyr
Størrelse ~ 1-10 µm ~ 10-100 µm (sædceller, er, hvis man ser bort fra halen, mindre)
Cellekerne Ingen reel kerne Reel cellekerne med dobbeltlaget membran
Dna Cirkulært Lineære molekyler (kromosomer) med histon proteiner
Rna-/protein-syntese Finder sted i cytoplasmaet Rna-syntese i cellekernen
Proteinsyntese i cytoplasmaet
Ribosomer 50S+30S 60S+40S
Cytoplasmatiske strukturer Meget få strukturer i cytoplasma Meget struktureret med endomembraner og et cytoskelet
Cellebevægelse Flagel konstrueret af flagellin Flagel og cilia konstrueret af tubulin
Mitochondrier Ingen Mindst ét
Kloroplast Ingen Findes i alger og planter
Organisation Som regel encellede organisme Encellede og flercellede organismer med specialiserede celler
Celledeling Binær fission Mitose
Meiose

[redigér] Cellebestanddele

Både prokaryoten og eukaryoten har en række bestanddele, som er fælles for begge celletyper. De har begge en cellemembran, der adskiller dem fra omverden. Indenfor cellemembranen findes cellens cytoplasma. Alle celler har desuden et dna, der indeholder cellens genetiske materiale. Dna'et bruges af cellen til at lagre information om alle de processer, der er nødvendige for cellen. Cellen omsætter denne information vha. rna, som benyttes i ved cellens konstruktion af proteiner.

[redigér] Cellemembranen

Uddybende artikel: Cellemembran.

Cellen omgives af en cellemembran, der afgrænser og beskytter cellen for omgivelserne. Hos planter og prokaryoter er cellemembranen ofte dækket med en cellevæg, der yder ekstra beskyttelse og stivhed for cellen. Cellemembranen består af et dobbelt lag af fedtmolekyler, lipidlaget. Udover lipidlaget, der udgør hovedparten af cellemembranen, findes der også proteiner i cellemembranen. Lipidlaget er relativt uigennemtrængeligt for vand og vandopløselige molekyler og udgør derfor en effektiv barriere mod omgivelserne. Proteinerne i cellemembranen varetager de mere specialiserede funktioner i cellemembranen. De er fx ansvarlige for transport af vandopløselige molekyler ind og ud af cellen og kan virke som receptorer for ekstracellulære signalstoffer.

[redigér] Cytoskelet

Uddybende artikel: Cytoskelet.

Cytoskelettet findes inde i cellens cytoplasma og er med til at opretholde cellens form. Udover at give cellen dens form, er cytoskellettet også vigtigt for cellens evne til at bevæge sig og nødvendigt for den intracellulære transport af molekyler. Cytoskelettet er hos eukaryoten opbygget af tre forskellige trådformede proteinkomponenter kaldet aktinfilamenter, mikrotubuli og intermediære filamenter. Hos prokaryoten findes tilsvarende trålignende strukturer der gennemvæver cellens cytoplasma.

Dna fra en eukaryot celle organiseret i flere kromosomer.
Dna fra en eukaryot celle organiseret i flere kromosomer.

[redigér] Arvemateriale

Uddybende artikler: DNA og RNA.

Organismer kan lagre deres arvemateriale på to forskellige måder, som dna eller som rna. Både eukaryoter og prokaryoter lagre deres arvemateriale som dna. Rna'et anvendes af nogle typer af vira, til lagring af arvemateriale. Hos prokaryoterne og eukaryoterne anvendes rna som transportmedie for arvematerialet (mRNA) og som enzymer i forbindelse med cellens proteinsyntese. Prokaryoter har deres arvemateriale liggende som et enkelt cirkurlært dna-molekyle. Eukaryoten har sit arvemateriale placeret i cellekernen, hvor det ligger i flere forskellige liniære dna-molekyler kaldet kromosomer. Desuden findes der hos eukaryoten stykker af dna i enkelte organeller, som mitochondrierne og kloroplaster.

[redigér] Organeller

Uddybende artikel: Organel.

Som organerne hos mennesket findes der i cellen forskellige specialicerede strukturer, der varetage specifikke funktioner, disse kaldes organeller. Membranbundne organeller findes kun i den eukaryote celle.

[redigér] Cellekerne

Uddybende artikel: Cellekerne.

Cellekernen findes kun i eukaryoter og huser cellens genetiske materiale, dna. Cellekernen virker som cellens kontrolcenter og det er i cellekernen, at syntesen af dna og rna finder sted. Cellekernen er adskilt fra cellens cytoplasma ved en kernemembran, der har til formål at beskytte arvematerialet inde i kernen og styre transporten af molekyler ind og ud af cellekernen. Inde i cellekernen ligger cellens dna organiseret i kromosomer. De enkelte kromosomer er bygget op af kromatin, der består af dna og proteiner, som er med til at organisere de lange dna-molekyler. Udover kromatin findes der i cellekernen proteiner og enzymer, der forarbejder dna'et. Ved transkription af dna danner cellen en rna-kopi af arvematerialet kaldet messenger-rna (mRNA). mRNA'et transporteres ud af cellekernen til cellens cytoplasma, hvor det indgår syntesen af proteiner.

[redigér] Mitochondrier & chloroplaster

Uddybende artikler: Mitokondrie og Kloroplast.

Cellen er afhængig af energi for at kunne udføre de livsnødvendige processer i cellens stofskifte. Af denne årsag har de eukaryote celler særlige organeller, der varetager denne opgave. Mitochondriet findes i cellens cytoplasma og er ofte aflange eller ovale i deres form. De er opbygget af to membraner, en ydermembran og en indermembran. Inde i mitokondriet findes mitochondriets matrix, der indeholder enzymer der indgår i dannelsen af energi. Udover enzymer indeholder matrix også mitochondriets dna (mDNA), der er forskellig fra cellens dna, der findes i cellekernen. mDNA'et er mitokondriets arvemateriale og koder for alle de strukturer, der findes heri. Mitochondrierne danner energi i form af ATP ved krebs' cyklus, hvor ilt og glukose omsættes. I planter findes chloroplaster eller grønkorn, som også indeholder deres eget dna. kloroplaster er i planten ansvarlig for fotosyntesen, hvor lys omdannes til energi lagret i glukose.

[redigér] Andre organeller

Eukaryote celler indeholder flere andre organeller:

  • Ribosomer, der varetager syntesen af proteiner udfra mRNA. Ribosomer kan enten findes frit i cytoplasma eller i tilknytning til membraner fx endoplasmatisk reticulum.
  • Endoplasmatisk reticulum, der indgår i viderebehandlingen af proteiner og syntesen af lipider.
  • Golgiapparatet, hvor proteiner, der skal udskilles eller placeres i cellemembranen færdigbehandles og transporteres mod cellemembranen.
  • Lysosomer, peroxisomer og proteasomer, der alle spiller en rolle i nedbrydelsen af stoffer, der er optaget eller produceret i cellen.
  • Centromsomet, der er den struktur, hvorfra det mitotiske spindle dannes ved celledelingen.

[redigér] Celledeling

Uddybende artikel: Celledeling.
Tre typer af celledeling.
Tre typer af celledeling.

Celledeling omfatter dannelsen af to nye datterceller fra én enkelt modercelle. Hos flercellede organismer udgør dette basis for vækst og dannelse af nyt væv, hos encellede organismer er celledelingen basis for formering. Forud for en celledeling er det nødvendigt for cellen at lave en nøjagtig kopi af sit arvemateriale. På grund af forskellene i lagring og placering af dna'et hos prokaryoter og eukaryoter, er processen, hvorved de deler sig også forskellig.

Prokaryoter deler sig ved en proces kaldet binær fission. Her laves først en nøjagtig kopi af cellens dna, hvorved cellen får to kromosomer. Herefter vokser cellen i størrelse og de to kromosomer placerer sig i hver sin ende af cellen. Derefter begynder cellevæggen af invaginere på midten og de to kromosomer bliver adskilt i hvert sit rum. Til sidst skilles de to ender og der er dannet to datterceller.

Eukaryoter har flere kromosomer placeret i cellekernen. Når eukaryoten deler sig gennemløber den en række faser. I den først fase vokser cellen sig større, herefter laver den en nøjagtig kopi af hvert kromosom, herefter kommer endnu en vækstfase, der også virker som kontrolfase. Til sidst finder den egentlige celledeling sted, hvor cellekernen nedbrydes og cellen trækker én kopi af hvert kromosom ud til hver sin ende af cellen. Herefter dannes der en indsnørring midt på cellen, hvorved den splittes i to datterceller. Dattercellerne danner nu en ny cellekerne, hvor de placerer deres kopi af dna'et. Flercellede organismer anvender en særlig form for celledeling kaldet meiose til dannelsen af kønsceller, der anvendes ved formering.

Celledelingen hos prokaryoter er væsentligt hurtigere end den tilsvarende hos eukaryoter. Dels pga. af prokaryotens simplere opbygning men også som udtryk for en mindre kontrol med kopieringen af dna'et. Dette resulterer i en højere mutationsrate hos prokaryoter. Mutationer af en enkelt celle udgør hos flercellede organismer en risiko, da det kan resultere i kræft og derved kan betyde at hele organismen går til grunde. Hos encellede organismer kan den høje mutationsrate være en fordel, da den skaber større genetisk diversitet og derved større mulighed for at tilpasse sig.

[redigér] Se også


[redigér] Eksterne henvisninger

organisation