Lärandemål
- Beskriv cellmembranets uppbyggnad och funktion, inklusive dess reglering av material som förs in i och ut ur cellen
- Beskriv funktionerna hos de olika cytoplasmatiska organellerna
- Förklara cellkärnans struktur och innehåll, samt processen för DNA-replikation
- Förklara den process genom vilken en cell bygger proteiner med hjälp av DNA-koden
- Ange cellcykelns stadier i tur och ordning, inklusive stegen i celldelningen i både somatiska celler
- Diskutera hur en cell differentieras och blir mer specialiserad
- Lista de morfologiska och fysiologiska egenskaperna hos några representativa celltyper i människokroppen
Figur 1. Flourescensfärgad cell som genomgår mitos. En lungcell från en vattensalamander, som ofta studeras för sin likhet med mänskliga lungceller, är färgad med fluorescerande färgämnen. Den gröna färgningen avslöjar mitotiska spindlar, rött är cellmembranet och en del av cytoplasman, och de strukturer som visas ljusblå är kromosomer. Den här cellen befinner sig i mitosens anafas. (kredit: ”Mortadelo2005″/Wikimedia Commons)
Du har utvecklats från en enda befruktad äggcell till den komplexa organism som innehåller triljoner celler som du ser när du tittar i en spegel. Under denna utvecklingsprocess differentierar tidiga, odifferentierade celler och blir specialiserade i sin struktur och funktion. Dessa olika celltyper bildar specialiserade vävnader som arbetar tillsammans för att utföra alla funktioner som är nödvändiga för den levande organismen. Cell- och utvecklingsbiologer studerar hur den fortsatta delningen av en enda cell leder till sådan komplexitet och differentiering.
Tänk på skillnaden mellan en strukturell cell i huden och en nervcell. En strukturell cell i huden kan vara formad som en platt platta (skivepitel) och lever bara en kort tid innan den avskiljs och ersätts. Packade tätt i rader och ark utgör de skivepitelformiga hudcellerna en skyddande barriär för de celler och vävnader som ligger under. En nervcell däremot kan vara formad ungefär som en stjärna, sända ut långa processer som är upp till en meter långa och kan leva under hela organismens livstid. Med sina långa slingrande bihang kan nervcellerna kommunicera med varandra och med andra typer av kroppsceller och sända snabba signaler som informerar organismen om sin omgivning och gör det möjligt för den att interagera med denna omgivning.
Dessa skillnader illustrerar ett mycket viktigt tema som är genomgående på alla organisatoriska nivåer i biologin: en strukturs form är optimalt anpassad för att utföra särskilda funktioner som tilldelats den strukturen. Ha detta tema i åtanke när du får en rundtur på insidan av en cell och introduceras till de olika typerna av celler i kroppen. Ett primärt ansvar för varje cell är att bidra till homeostas.
Homeostas är en term som används inom biologin och som hänvisar till ett dynamiskt tillstånd av balans inom parametrar som är förenliga med livet. Levande celler behöver till exempel en vattenbaserad miljö att överleva i, och det finns olika fysiska (anatomiska) och fysiologiska mekanismer som håller alla triljoner levande celler i människokroppen fuktiga. Detta är en aspekt av homeostas. När en viss parameter, t.ex. blodtryck eller syrehalt i blodet, rör sig tillräckligt långt utanför homeostasen (blir i allmänhet för hög eller för låg), uppstår ohälsa eller sjukdom – och ibland döden – oundvikligen.
Begreppet cell började med mikroskopiska observationer av död korkvävnad av vetenskapsmannen Robert Hooke år 1665. Utan att inse deras funktion eller betydelse myntade Hook begreppet ”cell” baserat på likheten mellan de små indelningarna i korken och de rum som munkar bodde i, kallade celler. Ungefär tio år senare blev Antonie van Leeuwenhoek den första personen som observerade levande och rörliga celler i ett mikroskop. Under det århundrade som följde skulle teorin om att cellerna utgjorde livets grundläggande enhet utvecklas. Dessa små vätskefyllda säckar innehåller komponenter som ansvarar för de tusentals biokemiska reaktioner som krävs för att en organism ska kunna växa och överleva. I det här kapitlet kommer du att lära dig om de viktigaste komponenterna och funktionerna hos en prototypisk, generaliserad cell och upptäcka några av de olika typerna av celler i människokroppen.