Die eukaryotische Zelle ist der Zelltyp, aus dem Tiere, Pflanzen, Pilze und Menschen bestehen. Zusammen mit prokaryotischen Zellen, die andere Organismen wie Bakterien und Archaeen bilden, sind diese Zellen die Grundeinheiten, mit denen Lebewesen gebildet werden..
Eukaryontische Zellen sind wie mikroskopisch kleine Lebewesen, das heißt so klein, dass wir sie nicht nur mit unseren Augen sehen können, sondern wir müssen ein Gerät verwenden, das uns hilft, sie zu vergrößern, um sie besser sehen zu können..
Als Lebewesen sagen wir, dass jede eukaryotische Zelle sowie ein Tier, ein Pilz, eine Pflanze oder wir uns ernähren, wachsen, reproduzieren, Informationen verarbeiten, auf äußere oder innere Reize aus der Umwelt reagieren und Chemikalien ausführen können Reaktionen.
Dies sind die Merkmale, die im Allgemeinen jedes Lebewesen auf der Erde definieren, und das heißt, dass Zellen, ob eukaryotisch oder prokaryotisch, die kleinsten Grundeinheiten jedes Lebewesens sind.
Lebewesen aus eukaryotischen Zellen sind bekannt als eukaryotische Organismen, und sie können aus einer oder mehreren Zellen bestehen:
Die meisten Tiere, Pflanzen und Pilze, die wir kennen, bestehen aus mehr als einer Zelle, aber es gibt viele einzellige Eukaryoten, die unter vielen Gesichtspunkten sehr häufig und wichtig sind, wie einzellige Hefen, einzellig Pilze, Parasiten, Zooplankton oder Phytoplankton.
Einige spezielle Eigenschaften von eukaryotischen Zellen umfassen:
- Sie werden durch eine Membran gebildet oder begrenzt, die den Austausch bestimmter Substanzen zwischen dem Zellinneren und der extrazellulären Umgebung ermöglicht..
- Je nach Zelltyp und Organismus können eukaryotische Zellen bis zu 100 Mikrometer messen.
- Im Inneren befinden sich normalerweise verschiedene Strukturen, die durch Membranen begrenzt sind und eine Art Kompartiment bilden, das für die sie umgebende Umgebung relativ undurchlässig ist. In jedem Kompartiment werden spezielle chemische Prozesse durchgeführt, die es der Zelle ermöglichen, ein Lebewesen zu sein.
- Alle Eigenschaften von eukaryotischen Zellen werden durch die Informationen bestimmt, die in einem Molekül gespeichert sind, das als Desoxyribonukleinsäure (DNA) bekannt ist und in einem Membrankompartiment eingeschlossen ist, das als Kern bezeichnet wird..
- Sie sind Zellen, die Energie benötigen, und dafür benötigen sie Nährstoffe, die sie aus der Umgebung, in der sie sich befinden, beziehen können oder nicht.
- Einige Zellen sind mobil, da sie Zilien, Flagellen oder Pseudopodien haben, andere sind völlig unbeweglich.
- In mehrzelligen Organismen haben eukaryotische Zellen die Fähigkeit, miteinander zu interagieren, um Gewebe zu bilden, eng miteinander zu assoziieren, Nährstoffe, Informationen und verschiedene Arten wichtiger chemischer Botschaften auszutauschen (Kommunikation).
Alle eukaryotischen Zellen, ob sie einem Tier, einem Pilz oder einer Pflanze gehören, haben eine ziemlich komplexe innere Organisation, von der ihre Funktionen abhängen..
Sie haben unter anderem einen Membrankern und eine Vielzahl von inneren Organellen, die ebenfalls durch Membranen begrenzt oder getrennt sind. Mal sehen, was sie sind:
Der Kern ist die bekannteste und charakteristischste intrazelluläre Organelle einer eukaryotischen Zelle. Hier ist das genetische Material (Nukleinsäuren) in enger Verbindung mit Proteinen enthalten, die als „Histone“ bezeichnet werden und eukaryotische Chromosomen bilden..
Diese Histonproteine helfen dabei, die gesamte DNA eines Organismus (außer Mitochondrien) im Zellkern zu verdichten und spielen darüber hinaus eine sehr wichtige Rolle bei der Expression von Genen in jeder Zelle..
Der Kern wird durch die Kernhülle begrenzt, die aus einem Paar konzentrischer Membranen besteht, die die Kernkomponenten vom Rest des Cytosols trennen, und die unter dem Gesichtspunkt der Genexpression und der Wechselwirkung der intrazellulären Umgebung wichtige Funktionen hat..
Das Cytosol einer eukaryotischen Zelle hat auch andere sehr wichtige Membranorganellen, die für die Erzeugung der Energie verantwortlich sind, die von der Zelle verwendet werden kann: die Mitochondrien.
Dank dieser Organellen können lebende Organismen in Gegenwart von Sauerstoff leben.
Mitochondrien sind "stabförmige" Strukturen, ähnlich einem Bakterium (siehe endosymbiotische Theorie); Sie haben ihr eigenes Genom, so dass sie sich fast unabhängig von der Zelle replizieren, in der sie sich befinden, und sie haben zwei Membranen, eine stark gefaltete innere und eine äußere, die dem Cytosol zugewandt sind.
Zwischen den Mitochondrien, dem Cytosol und einigen der Membranorganellen eukaryotischer Zellen, die für die Funktion der Zelle wesentlich sind, findet ein ständiger Austausch von Metaboliten und Informationen statt..
Das endoplasmatische Retikulum ist eine weitere innere Membranstruktur eukaryotischer Zellen. Es besteht aus einer Art "Labyrinth", dessen Räume miteinander verbunden und von einer Membran umgeben sind. Dies ist eine Fortsetzung der Membran, die die Kernhülle bildet, die das genetische Material im Kern einschließt..
In dieser Organelle werden zwei Regionen unterschieden, eine "glatte" und eine "raue". Diejenige mit einem rauen Aussehen hat assoziierte Ribosomen und ist der Hauptort der Proteinsynthese und der von der Zelle exportierten Substanzen. Die glatte Region hingegen ist der Synthese von Lipiden und anderen Substanzen sowie der Speicherung bestimmter Moleküle gewidmet.
Der Golgi-Komplex ist definiert als ein "Stapel abgeflachter Säcke", die von einer Membran bedeckt sind. Es ist einer der Orte, an denen die Modifikation der Proteine erfolgt, die im endoplasmatischen Retikulum synthetisiert werden, und es ist auch an seiner Verteilung auf andere Regionen der Zelle und im Ausland beteiligt.
Andere für Eukaryoten typische innere Organellen sind solche, die an der Verdauung und Verarbeitung von Abfallstoffen und reaktiven Spezies beteiligt sind, die für die Zellfunktion toxisch sind..
Obwohl sie nicht in allen Zellen vorhanden sind und je nach Art unterschiedliche Funktionen erfüllen können, besitzen eukaryotische Zellen normalerweise Lysosomen und Peroxisomen..
In einigen parasitären Mikroorganismen gibt es modifizierte und spezialisierte Peroxisomen für den Glukosekatabolismus, weshalb sie als Glykosomen bekannt sind.
Pflanzenzellen und einige tierische Zellen haben eine Vakuole, eine große Organelle, die für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen äußerst wichtig ist. Die Vakuole in Pflanzenzellen nimmt normalerweise mehr als 80% des Zellvolumens ein, enthält Wasser und auch ein Endomembransystem, das als Tonoplast bekannt ist.
Einige einzellige Organismen, die von tierischen eukaryotischen Zellen gebildet werden, haben kontraktile Vakuolen, mit denen sie unter anderem ihre Bewegung in einem wässrigen Medium vorantreiben..
Ein wichtiger Aspekt, der eukaryotische Zellen von Prokaryoten unterscheidet, ist das Vorhandensein eines Netzwerks interner filamentöser Proteine, die eine Art inneres Gerüst im Cytosol bilden.
Dieses "Gerüst" trägt nicht nur zur mechanischen Stabilität von Zellen bei, sondern hat auch wichtige Funktionen für die intrazelluläre Kommunikation, den internen Transport und die Zellbewegungen usw..
Wie bei Bakterien haben viele eukaryotische, tierische und pflanzliche Zellen äußere Strukturen, die aus Mikrotubuli bestehen und insbesondere bei der Fortbewegung und Bewegung funktionieren..
Flagellen sind Strukturen mit einer Länge von bis zu 1 mm, während Zilien 2 bis 10 Mikrometer lang sein können. Diese Strukturen sind in Mikroorganismen und in kleinen mehrzelligen Organismen reichlich vorhanden..
Bei Tieren und Pflanzen gibt es auch Zellen mit Zilien und Flagellen. Dies ist der Fall bei den Flagellen der Spermien und den Zilien, die die Zelloberflächen auskleiden, aus denen die inneren Epithelien einiger Organe bestehen..
Eukaryontische Zellen können sich sowohl sexuell als auch asexuell vermehren. Sexuell vermehren sich eukaryotische Organismen durch die Fusion von zwei Zellen (den Gameten) aus zwei verschiedenen Organismen, die die Hälfte der genetischen Belastung jedes "Elternteils" haben..
Das Ergebnis der eukaryotischen sexuellen Fortpflanzung ist eine neue Zelle - die Zygote - die die Hälfte der genetischen Informationen eines Individuums und die Hälfte eines anderen enthält. Soweit wir wissen, handelt es sich um eine Art Fortpflanzung, die eine große genetische Variation erzeugt. Sexuelle Fortpflanzung erfolgt durch Meiose.
Andererseits vermehrt sich eine große Anzahl von Eukaryoten ungeschlechtlich durch mitotische Teilungen. Bei diesen Teilungen erstellt jede Zelle eine praktisch identische Kopie von sich selbst und teilt sich dann, wobei zwei gleiche Zellen gebildet werden..
Eukaryoten können heterotrop oder autotrop sein. Es wird allgemein gesagt, dass Tiere und Pilze aus heterotrophen eukaryotischen Zellen bestehen, das heißt, sie können ihre eigene Nahrung nicht "herstellen"..
Tiere müssen die Energie und die organischen Nährstoffe, die sie benötigen, aus dem Verzehr anderer Organismen wie Pflanzen oder anderer Tiere beziehen, und Pilze tun dasselbe, jedoch im Allgemeinen aus dem Verzehr von zersetzendem organischem Material..
Pflanzen hingegen bestehen aus autotrophen eukaryotischen Zellen, was bedeutet, dass sie ihre Nahrung aus anorganischen Quellen wie Sonnenlicht herstellen können..
Die meisten Tiere und Pilze benötigen Sauerstoff und Wasser, um zu überleben, und Pflanzen sind für die Produktion dieses Sauerstoffs verantwortlich. Letztere wiederum benötigen Wasser und Kohlendioxid.
Wie jedes Lebewesen beziehen sich einzellige und mehrzellige eukaryotische Organismen auf unterschiedliche Weise auf ihre Umwelt, entweder mit Organismen derselben Art oder mit Organismen verschiedener Arten..
Diese Beziehungen können als interspezifische und intraspezifische „ökologische Beziehungen“ bezeichnet werden und können nützlich, schädlich oder neutral sein.
Darüber hinaus ist es wichtig hervorzuheben, dass die Zellen mehrzelliger eukaryotischer Organismen in enger Beziehung zueinander stehen, da sie zur Bildung der Gewebe, Organe und Körpersysteme, die mehrzellige Tiere und Pflanzen bilden, ständig Informationen austauschen und kommunizieren müssen.
Pflanzen und Algen bestehen aus Pflanzenzellen. Diese Zellen haben neben Mitochondrien Organellen (Plastiden), die auf die Photosynthese spezialisiert sind: Chloroplasten.
Solche Organellen enthalten zahlreiche Invaginationen und interne Membranprozesse, die reich an spezifischen Pigmenten und Enzymen sind, die diesen Zellen die Möglichkeit geben, "ihre eigene Nahrung zu produzieren" und die aus den Sonnenstrahlen gewonnene Energie in chemische Energie und Nährstoffe umzuwandeln.
Pflanzenzellen haben auf ihrer Plasmamembran eine Zellwand aus einem organischen Polymer, das als Cellulose bekannt ist. Es ist eine starre Struktur, die diesen Zellen einen gewissen Widerstand gegen verschiedene Arten von Kräften verleiht..
Alle Tiere, die wir in der Biosphäre kennen, bestehen aus tierischen Zellen. Diese Zellen haben keine Zellwand oder Chloroplasten wie Pflanzenzellen..
Seine Größe und Form variieren erheblich in Abhängigkeit von der Art der Zelle und der Art des Organismus, Organs oder Gewebes, zu dem es gehört..
Sie unterscheiden sich von Pflanzenzellen auch durch das Vorhandensein von "Organellen", die als Zentrosomen bekannt sind und Zentriolen enthalten. Beide Strukturen sind für die Synthese und Organisation von Mikrotubuli während der Zellteilung verantwortlich.
Ebenso haben die meisten tierischen Zellen eine "schleimige" oder "gelatineartige" Schicht um sich herum, die als Glycocalyx bekannt ist. Dies ist für sie sehr wichtig und wird durch Zucker gebildet, die in der Plasmamembran vorhanden sind..
Pilzzellen sind solche, die alle zum Pilzreich gehörenden Organismen bilden, dh Pilze, einzellig oder mehrzellig..
Sie unterscheiden sich von tierischen Zellen dadurch, dass sie eine Zellwand haben, diese jedoch nicht aus Cellulose, sondern aus einem anderen organischen Polymer besteht: Chitin. Sie haben keine Chloroplasten oder andere Plastiden wie Pflanzen, aber sie haben die typischen Organellen einer tierischen Zelle.
In der Natur vorkommende eukaryotische Zellen bilden nicht nur große und komplexe Organismen wie Tiere, Pilze und Pflanzen, mit denen wir täglich vertraut sind. Zusätzlich zu diesen Organismen gibt es einzellige eukaryotische Wesen, die aus einer einzelnen Zelle bestehen.
Diese Organismen können aus Pflanzenzellen (wie Phytoplankton), tierischen Zellen (wie Zooplankton, Amöben und einigen Protozoenparasiten) oder Pilzzellen (wie Hefe und anderen einzelligen Pilzen) bestehen..
Der Hauptunterschied zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen ist das Vorhandensein eines Membrankerns in letzteren.
Tatsächlich leitet sich das Wort "Eukaryot" von den griechischen Wurzeln ab EU, was bedeutet "wahr" und Karyon, was "Kern" bedeutet; das heißt, der Begriff definiert Zellen mit einem "wahren Kern".
Das Vorhandensein dieses Kerns im Cytosol eukaryotischer Zellen ermöglicht eine feinere Kontrolle der Expression der in dem darin enthaltenen genetischen Material enthaltenen Gene und gleichzeitig eine größere Komplexität der allgemeinen Zellfunktionen.
Eukaryontische Zellen werden im Allgemeinen als größer angesehen als prokaryotische Zellen. Wie bereits erwähnt, können erstere zwischen 10 und 100 Mikrometer messen, während letztere eine durchschnittliche Größe zwischen 0,1 und 1 Mikrometer haben..
Diese größere Größe impliziert nicht nur einen Unterschied im Volumen, sondern auch in der Komplexität, da dies die Entwicklung der Membranstrukturen oder Organellen ermöglicht, die eukaryotische Zellen charakterisieren und sie erheblich komplexer machen als prokaryotische Zellen..
Andererseits können sich eukaryotische Zellen miteinander verbinden, um mehrzellige Organismen zu bilden, die aus Geweben und Organen bestehen, während prokaryotische Organismen streng einzellig sind..
Abhängig von der Art der Zelle oder der Art des betreffenden eukaryotischen Organismus kann die Fortpflanzung sexuell oder asexuell sein. Mit anderen Worten, eukaryotische Zellen können sich entweder durch Mitose oder durch Meiose vermehren oder vermehren..
Es ist wichtig, dass wir uns daran erinnern, dass die asexuelle Reproduktion zur schnellen Vermehrung einer Zelle beiträgt und einen "Klon" von sich selbst erzeugt, während die sexuelle Reproduktion nicht nur die Vermehrung der Anzahl von Zellen ermöglicht, sondern auch genetisch unterschiedliche Zellen produziert..
Die sexuelle Fortpflanzung ist jedoch ein ganz besonderes Merkmal von Organismen, die von eukaryotischen Zellen gebildet werden, und entspricht keiner der Arten der Fortpflanzung prokaryotischer Organismen, die sich nur ungeschlechtlich vermehren.
Die sexuelle Fortpflanzung stellt für eukaryotische Organismen eine sehr wichtige Quelle genetischer Variation dar, was wichtige Auswirkungen auf die große Vielfalt hat, die bei dieser Art von Organismen beobachtet wird.
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