Cele nauczania
- Opisać strukturę i funkcję błony komórkowej, włączając jej regulację materiałów do i z komórki
- Opisać funkcje różnych organelli cytoplazmatycznych
- Wyjaśnić strukturę i zawartość jądra, jak również proces replikacji DNA
- Wyjaśnij proces, w którym komórka buduje białka przy użyciu kodu DNA
- Wymień w kolejności etapy cyklu komórkowego, w tym etapy podziału komórki w obu komórkach somatycznych
- Przedstaw jak komórka różnicuje się i staje się bardziej wyspecjalizowana
- Wymień cechy morfologiczne i fizjologiczne niektórych reprezentatywnych typów komórek w organizmie człowieka
Rysunek 1. Komórka w trakcie mitozy wybarwiona flourescencją. Komórka płucna z traszki, powszechnie badana ze względu na podobieństwo do ludzkich komórek płucnych, jest barwiona barwnikami fluorescencyjnymi. Zielone zabarwienie ujawnia wrzeciona mitotyczne, czerwone to błona komórkowa i część cytoplazmy, a struktury, które wydają się jasnoniebieskie to chromosomy. Ta komórka jest w anafazie mitozy. (credit: „Mortadelo2005″/Wikimedia Commons)
Z pojedynczej zapłodnionej komórki jajowej rozwinąłeś się w złożony organizm zawierający biliony komórek, który widzisz, gdy patrzysz w lustro. Podczas tego procesu rozwoju, wczesne, niezróżnicowane komórki różnicują się i stają się wyspecjalizowane w swojej strukturze i funkcji. Te różne typy komórek tworzą wyspecjalizowane tkanki, które współpracują ze sobą, aby wykonywać wszystkie funkcje niezbędne dla żywego organizmu. Biolodzy komórkowi i rozwojowi badają, jak ciągły podział pojedynczej komórki prowadzi do takiej złożoności i zróżnicowania.
Rozważ różnicę między komórką strukturalną w skórze a komórką nerwową. Strukturalna komórka skóry może mieć kształt płaskiej płyty (squamous) i żyć tylko przez krótki czas, zanim zostanie zrzucona i zastąpiona. Ściśle upakowane w rzędy i arkusze, komórki płaskie skóry stanowią barierę ochronną dla komórek i tkanek, które znajdują się pod nimi. Z drugiej strony, komórka nerwowa może mieć kształt gwiazdy, wysyłając długie wyrostki o długości do metra i może żyć przez całe życie organizmu. Dzięki długim wijącym się wyrostkom, komórki nerwowe mogą komunikować się ze sobą i z innymi typami komórek ciała i wysyłać szybkie sygnały, które informują organizm o jego środowisku i pozwalają mu na interakcję z tym środowiskiem.
Te różnice ilustrują jeden bardzo ważny temat, który jest spójny na wszystkich poziomach organizacyjnych biologii: forma struktury jest optymalnie dostosowana do wykonywania określonych funkcji przypisanych tej strukturze. Pamiętaj o tym temacie, gdy będziesz zwiedzać wnętrze komórki i zapoznasz się z różnymi typami komórek w organizmie. Podstawową odpowiedzialnością każdej komórki jest przyczynianie się do homeostazy.
Homeostaza to termin używany w biologii, który odnosi się do dynamicznego stanu równowagi w ramach parametrów, które są zgodne z życiem. Na przykład, żywe komórki wymagają środowiska opartego na wodzie, aby przetrwać w, i istnieją różne fizyczne (anatomiczne) i fizjologiczne mechanizmy, które utrzymują wszystkie biliony żywych komórek w ludzkim ciele wilgotne. Jest to jeden z aspektów homeostazy. Kiedy określony parametr, taki jak ciśnienie krwi lub zawartość tlenu we krwi, porusza się wystarczająco daleko od homeostazy (ogólnie staje się zbyt wysoki lub zbyt niski), choroba lub choroba – a czasem śmierć – nieuchronnie results.
Koncepcja komórki rozpoczęła się od mikroskopowych obserwacji martwej tkanki korka przez naukowca Roberta Hooke w 1665 roku. Nie zdając sobie sprawy z ich funkcji ani znaczenia, Hooke ukuł termin „komórka” na podstawie podobieństwa małych podziałów w korku do pomieszczeń, które zamieszkiwali mnisi, zwanych komórkami. Około dziesięć lat później Antonie van Leeuwenhoek stał się pierwszą osobą, która zaobserwowała żywe i poruszające się komórki pod mikroskopem. W następnym stuleciu rozwinęła się teoria, że komórki stanowią podstawową jednostkę życia. W tych maleńkich, wypełnionych płynem woreczkach znajdują się składniki odpowiedzialne za tysiące reakcji biochemicznych niezbędnych do wzrostu i przetrwania organizmu. W tym rozdziale poznasz główne składniki i funkcje prototypowej, uogólnionej komórki oraz odkryjesz niektóre z różnych typów komórek występujących w ludzkim ciele.