Den eukaryota cellens funktion

Nu följer några inlägg på ett och samma tema. Som blivande biomedicinsk analytiker läser jag väldigt mycket om cellen. Flera föreläsningar har varit på det temat;

Jag tar dem i tur och nämnd ordning. Idag kommer jag att återberätta lite från föreläsningen om den eukaryota cellens funktion. Observera att kroppens andra celler har en annan uppbyggnad och en annan funktion.

Eukaryota Celler

Det finns ungefär 200 olika sorters celler i kroppen. Erytrocyterna (de röda blodkropparna) finns i blodet och hör till kroppens mindre celler. Olika celler varierar nämligen både i storlek och innehåll. Ibland är de stora, de breder ut sig, men har en liten cellkropp. Den eukaryot cellen har en eller flera kärnor, medan de celler som kallas prokaryota saknar cellkärna. Muskelcellen har flera kärnor och är alltså eukaryot.

Cellens uppbyggnad och funktion

Cellmembranet omger cellen och skyddar den mot främmande ämnen, genom att släppa in rätt ämnen i rätt mängd. Förmågan att välja vad som ska in i och ut ur cellen kallas homeostas. Membranet består av ett dubbelt lager fosfolipider som ligger vända mot varandra. En fosfolipid har en hydrofob (vattenavstötande) och en hydrofil (vattenälskande) sida. Två fosfolipider vänder sig mot varandra på det viset att deras hydrofila sidor är vända mot varandra. På det viset blir membranet till en avgränsande vägg. I membranet finns också sfingolipider, kolesterol som är till för att göra membranet stabilt, och runt 200 proteiner. Ungefär 10 % av cellmembranet består av proteiner, men deras vikt utgör ungefär hälften av membranets fulla vikt. Vidare finner vi markörer (glykoprotiner), kanalproteiner, enzymer och receptorer i cellmembranet.

Cellmembran - fosfolipider
Cellmembranets uppbyggnad

Cellmembranets uppgifter är flera. Det står för förbindelsen till andra närliggande celler. Glykoproteinets uppgift är att känner av skillnaden mellan kroppsceller och främmande celler, receptorerna binder till kemiska ämnen (exempelvis hormoner) som skulle kunna kallas ”budbärare” då de skickats från andra celler. Enzymet i sin tur bryter ner hormonet som receptorn bundit och avgör hur det kommer påverka cellen. Cellmembranets uppgift är helt enkelt att vara som en dörrvakt. Det släpper in/ut rätt ämnen i rätt mängd. Vissa ämnen som ska in i cellen är hydrofoba. De kan passera cellmembranet genom så kallad passiv transport (faciliterad transport). Syre, koldioxid och steroidhormoner är exempel på ämnen som passerar cellmembranet och vissa jonkanaler genom passiv transport. Den här formen av transport kräver ingen energi av cellen, utan beror på diffusion och osmos.

Diffusion sker genom lagret av fosfolipider och genom jonkanaler. Det innebär att molekyler sprider sig på ett sådant sätt att de blir jämnt fördelade. Det enklaste sättet att se det på, med egna ögon, är att ta lite vispad grädde och lägga i en kopp kaffe. Även om du inte rör om har allt kaffe i koppen snart samma brunvita färg. Det beror på att grädden spridit ut sig jämnt i allt kaffe. På samma sätt föredelar sig (diffunderar) molekylerna inne i cellen. Om det finns mindre natriumjoner i cellen än utanför, då kommer natriumjoner att diffundera in i cellen. Nettodiffusion innebär att diffusionen går i samma hastighet år båda hållen.

Osmos innebär att vattenmoleyler passerar (diffunderar) genom cellmembranets aquaporiner (speciella kanaler), från den sidan av membranet som har en högre vattenhalt (lägre halt av molekyler) till den sida av membranet som har en lägre vattenhalt och högre halt av molekyler. På det viset jämnas koncentrationerna ut. Osmotiskt tryck är skillnaden mellan cellens inre och yttre tryck, detta styr riktningen på osmosen.

Aktiv transport förbrukar cellens energi och sker med hjälp av transportproteiner. Ett hydrofilt ämne som passerar cellmembranet genom aktiv transport flyttas nämligen från den sidan av membranet som har en lägre koncentration (av ämnet i fråga) till den sida av membranet som har en högre koncentration. Exempel på ämnen som flyttas genom aktiv transport är natrium- och kaliumjoner. De passerar alltså inte membranet med hjälp av diffusion och osmos, men genom kemiska reaktioner. Det finns något som kallas för Natrium/Kalium-ATPas (Na/K-pump) som pumpar in både natrium- och kaliumjoner, och pumpar ut fler natroiumjoner. Kaliumjonerna har lättare för att tränga igenom. Det finns också något som heter sekundär aktiv transport. Genom denna transport kan glukos och aminosyror transporteras. Andra begrepp som är knutna till transporten, och som kan vara bra att känna till, är symport som innebär att två eller fler joner/molekyler transporteras samtidigt åt samma håll, medan antiport innebär att de transporteras åt olika håll.

Om cellmembranet omsluter vatten med näringsämnen i och för det in i sig självt kallas det pinocytos. Om membranet omsluter en partikel på samma sätt, då kallas det fagocytos. I båda fallen innebär det att cellmembranet lägger sig som en hinna runt det cellen ska ha, och liksom ”snoppar av” sig självt in i cellen. Både pinocytos och fagocytos är en form av endocytos (se nedan).

biology-41522
Skiss över cellmembran.

Cytoplasma och Cytosol

Innanför cellmembranet finns cytoplasma och cytosol. Cytoplasma är vätskan tillsammans med allt annat förutom själva cellkärnan. ”Allt annat” är golgiapparaten, ribosomerna, mitokondriern, (inklusioner och organeller) och så vidare. Jag återkommer till det längre ner. Cytosol är den vätska som cellens olika delar ligger i. Cytosol ingår alltså i cytoplasman.

Organeller

En organell omges alltid av ett membran som består av fosfolipider, på samma sätt som cellen omges av sitt membran. Cellens organeller är de endoplasmatiska nätverken som med ett bättre namn heter endoplasmatiska retikulum. Till organellerna hör också mitokondrier, lysosomer, peroxisomer, och vesikler.

De endoplasmatiska retikulumen delas upp i två olika typer; kornigt och glatt. Det korniga endoplasmatiska retikulumet har till uppgift att syntetisera (sätta ihop) proteiner som ska ut ur cellen. Det glatta endoplasmatiska retikulumet ska i stället syntetisera fettsyror, fosfolipider, och kalciumjoner.

Golgiapparaten finns i närheten av cellkärnan. Den bygger polysackarider, modifierar, sorterar, koncentrerar, packeterar och förvarar sekretprodukter. Golgiapparaten skapar blåsor som innehåller ämnen som kommer från olika platser i cellen och ska till olika destinationer.

Mitokondrierna bildar ATP som är cellen energi. De omsluts av ett dubbelt membran. Det yttre membranet är slätt och släpper igen små molekyler genom kanaler som kallas poriner, medan det inre membranet är veckat och släpper igenom något färre molekyler. Dessa spelar stor roll i hur ATP bildas, något jag återkommer till när jag skriver om cellens metabolism.

Lysosomerna innehåller proteolytiska enzymer som bryter ner främmande partiklar och andra organeller som ska bytas ut mot yngre versioner. De bildas i golgiapparaten, och slår sig samman med vesiklar.

Peroxisomer bryter också ner trämmande ämnen, tillsammans med fettsyror. De tar över efter lysosomerna och fortsätter att bryta ner proteiner. De liknar lysosomerna till utseendet men är mindre. De innehåller oxiderande enzymer, vilket innebär att de kan avlägsna väteatomer från organiska ämnen.

Vesikler står för transport av ämnen inom och utanför celler. Vesiklar är som bubblor. Genom exocytos transporteras ämnen ut ur cellen, och genom endocytos transporteras de in i cellen.

Inklusioner

Inklusioner är nästan som organeller, de vilar också i cytoplasman. Men inklusionerna saknar membran. Hit hör ribosomer, fettdroppar, glykogenkorn, centrioler, centrosom, cellskelett, cilier, flageller och proteosomer.

Cellskelettet kallas också för cytoskelett. Det kan delas in i tre olika typer; mikrofilament som består av aktin, intermediära som ansvarar för organellens position, samt mikrotubuli som ansvarar för transporter inom cellen genom centrioler, cilier och flageller.

Ribosomerna finns både på det korniga endoplasmatiska retikulumet, och fritt i cytoplasman. De söker upp DNA och syntetiserar proteiner med hjälp av DNA-koden. Jag återkommer till detta när jag skriver om proteinsyntes.

Proteosomer finns i både cytoplasman och nukleoplasman (vätskan i cellens kärna). De är relativt stora och cylinderformade, uppbyggda av proteiner. De bryter ner proteiner som är felaktiga på något sätt, och bestämmer också mängden protein.

Centrosomen finns mitt i cellen och består av två centrioler som ligger vinkelrätt mot varandra i golgiapparaten. Centriolerna består av mikrotubuli (proteintrådar). Centrosomerna spelar en viktig roll i samband med cellcykeln, jag återkommer till detta.

Cellens funktion561

Källa: 

Alberts B, et al. Essential Cell Biology. 4:de upplagan. USA: Garland Science. 2013.

Nilsson, S. Eukaryota cellens funktion. Föreläsning. Linköpings Universitet. 2013-11-14.

13 comments

  1. Pingback: Virusets livscykel

Vad tycker du?