Vad är en cell? – Grundläggande biologi, organeller och funktion
Lär dig vad en cell är: struktur, organeller som kärna och mitokondrier, cellernas funktion och celldelning. Enkla förklaringar i grundläggande biologi för studenter och nyfikna.
Inom biologin är cellen organismens grundläggande struktur. Alla celler skapas genom delning av andra celler.
Vad är en cell?
En cell är den minsta enheten som kan uppvisa alla kännetecken för liv: metabolism, tillväxt, reaktion på omgivningen och förmåga att föröka sig. Cellen fungerar som ett litet "miniorgan" där många processer pågår samtidigt och samordnas. Vissa organismer, som bakterier, består av en enda cell; andra, som människor och träd, består av biljoner specialiserade celler som samarbetar.
Typer av celler
- Prokaryota celler – enklare celler utan avgränsad cellkärna (exempelvis bakterier).
- Eukaryota celler – mer komplexa celler med en tydlig cellkärna och flera organeller (exempelvis djur-, växt- och svampceller).
Cellmembran och inre miljö
Cellmembranet skiljer miljön utanför cellen från cytoplasman inuti cellen. Membranet består huvudsakligen av ett dubbelt lager lipider (fettämnen) med inbyggda proteiner som reglerar vilka ämnen som får passera. Genom membranet sker transport av näringsämnen, avfallsprodukter och signalmolekyler, och det deltar i cellens kommunikation med omgivningen.
Organeller – cellens "inre organ"
I vissa celler är delar av cellen åtskilda från andra delar. Dessa separata delar kallas organeller (som små organ). De gör alla olika saker i cellen. Exempel är kärnan (där DNA finns) och mitokondrierna (där kemisk energi omvandlas).
Andra viktiga organeller och strukturer är:
- Ribosomer – bygger proteiner utifrån RNA och aminosyror.
- Endoplasmatiskt nätverk (ER) – syntes och bearbetning av proteiner och lipider (grov-ER och slät-ER).
- Golgiapparaten – modifierar, paketerar och skickar ut proteiner och lipider.
- Lysosomer – bryter ner avfall och gamla organeller (särskilt i djurceller).
- Vakuoler – stora vätskefyllda rymdar (stora i växtceller) för lagring och tryckreglering.
- Kloroplaster – platsen för fotosyntes i växtceller och vissa protister.
- Cytoskelett – nätverk av proteintrådar som ger form, rörlighet och inre transport.
- Cellvägg – styv omgivning runt celler i växter, svampar och vissa bakterier som ger struktur och skydd.
Cellens funktioner
- Energiomvandling – mitokondrier (och kloroplaster i växter) omvandlar energi mellan olika former.
- Proteinproduktion – DNA → RNA → protein, vilket styr cellens uppbyggnad och funktion.
- Transport – selektiv passage av ämnen genom membranet och vesikeltransport inom cellen.
- Signalering – celler skickar och tar emot kemiska signaler för att samordna aktivitet i vävnader och organ.
- Reproduktion och differentiering – celler delar sig och kan specialisera sig för olika uppgifter i en flercellig organism.
- Upprätthållande av inre miljö – homeostas genom reglering av jonbalans, pH och temperatur.
Storlek och hur vi studerar celler
Celler varierar i storlek: bakterier kan vara någon mikrometer stora, medan vissa nervceller är flera decimeter långa (inklusive utskott). De flesta celler är dock mikroskopiska och studeras med hjälp av ljusmikroskopi eller elektronmikroskopi, som ger detaljer om struktur och organeller.
Viktiga idéer att minnas
- Cellteorin: Alla levande organismer består av celler, celler är grundläggande enheter av liv och alla celler kommer från tidigare celler.
- Celler är både likartade (samma grundläggande funktioner) och olika (specialisering beroende på organism och vävnad).
Genom att förstå cellens struktur och funktion får vi insikt i hur organismer växer, utvecklas, reagerar på sin omgivning och hur sjukdomar uppstår när cellernas normala processer störs.
Eukaryoternas (vänster) och prokaryoternas (höger) celler.
Endotelcell: kärnor färgade blått, mitokondrier färgade rött och F-actin, en komponent i mikrofilamenten, färgat grönt. Cell avbildad i ett fluorescerande mikroskop.
Celltyper
Cellen kan delas in i olika typer beroende på kärnans struktur och den fysiologiska funktionen. År 1949 nämnde en tysk forskare vid namn Fott två typer av celler som kallas prokaryota och eukaryota. Senare, 1957, delade forskaren Dougherty in cellen i två typer utifrån kärnans struktur, nämligen prokaryotacellen och eukaryotacellen. Man förstår att det finns två grundläggande typer av celler: prokaryota celler och eukaryota celler. Prokaryoter, såsom bakterier och arkéer, är enkla celler som inte har någon cellkärna. De har dock bakteriella mikrokompartment.
Eukaryoter är komplexa celler med många organeller och andra strukturer i cellen. De är större än prokaryota celler: de kan vara 1000 gånger större i volym. Eukaryoter lagrar sin genetiska information (DNA) på kromosomer i cellkärnan. Organismer (levande varelser) som består av flera celler är eukaryoter.
De flesta celler är små, särskilt med tanke på hur stora många djur och växter är. De måste vara små för att kunna fungera som de ska.
Sorter av prokaryotiska organismer
De enda prokaryotiska organismerna är bakterier och arkéer. Prokaryota organismer utvecklades före eukaryota organismer, så vid en tidpunkt bestod världen bara av prokaryota organismer. Det finns också virus, som är biologiska organismer. De förökar sig alltid inuti andra organismers celler. De orsakar vissa viktiga sjukdomar. Virus består av RNA, eller DNA, och protein, och de förökar sig inuti bakterie- eller eukaryotceller.
Sorter av eukaryota organismer
Encelliga
Encelliga organismer består av en cell. Exempel på encelliga organismer är:
- Amöba
- Paramecium
Encelliga organismer behöver:
Alla encelliga organismer måste:
- göra sig av med avfall (kassera)
- reproducera (göra mer av sig själv)
- växa
Vissa kan:
- flytta
- känner av sin omgivning
- får sin energi från solen (t.ex. cyanobakterier)
- jäsning (t.ex. jäst)
- använder anaerob andning (t.ex. Clostridium botulinum).
Multicellulär
Flercelliga organismer består av många celler. De är komplexa organismer. Det kan handla om ett litet antal celler eller om miljontals eller triljoner celler. Alla växter och djur är flercelliga organismer. Cellerna i en flercellig organism är inte alla lika. De har olika former och storlekar och utför olika arbeten i organismen. Cellerna är specialiserade. Det innebär att de bara utför vissa typer av arbete. På egen hand kan de inte göra allt som organismen behöver för att leva. De behöver andra celler för att utföra andra arbeten. De lever tillsammans, men kan inte leva ensamma.
Ett enkelt diagram av en växtcell
Ett paramecium, en encellig organism.
Ett enkelt diagram av en djurcell
Cellhistorik
Cellerna upptäcktes av Robert Hooke (1635-1703). Han använde ett sammansatt mikroskop med två linser för att titta på korkens struktur och för att titta på blad och vissa insekter. Han gjorde detta från omkring 1660 och rapporterade det i sin bok Micrographica 1665. Han gav cellerna sitt namn efter det latinska ordet cella, som betyder rum. Han gjorde detta eftersom han tyckte att cellerna såg ut som små rum.
Många andra naturvetare och filosofer testade det nya instrumentet. Nehemiah Grew (1641-1712) och Marcello Malpighi (1628-1694) undersökte växternas struktur. Grews huvudverk var The anatomy of plants (1682). Det är oklart vem som först såg djurceller, Malpighi, Jan Swammerdam (1637-1680) eller Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723).p17
Leeuwenhoeks upptäckter och teckningar av "små djurkroppar" öppnade en helt ny värld för naturforskare. Protozoer och mikroorganismer i allmänhet upptäcktes, och upptäckterna om dem pågår fortfarande idag. Christian Gottfried Ehrenbergs bok Die Infusionsthierchen sammanfattade vad man visste 1838. Lorenz Oken (1779-1851) skrev 1805 att infusoria (mikroskopiska former) var grunden för allt liv.
Tanken att cellerna var grunden för de större livsformerna kom på 1700-talet. Det har tagit tid att ta reda på vem som utförde arbetet:
"Den tjeckiske Jan Purkyně (1787-1869) och hans elev och medarbetare Gabriel Valentin (1810-1883) blev orättvist nedvärderade av de nationalistiska tyskarna. De har anspråk på en viss prioritet i cellteorin". Kapitel 9 Johannes Müller (1801-1858) gjorde också stora insatser. "Det var dock hans elev Theodor Schwann (1810-1882) och Matthias Schleiden (1804-1881) som fick äran för cellteorin, trots att en del av deras observationer inte var korrekta och att deras krediter till tidigare arbetare var "en travesti".p97
Cellteorin innehåller dessa viktiga idéer:
- Alla levande varelser består av celler.
- Cellen är den grundläggande enheten för struktur och funktion i alla organismer.
- Varje cell kommer från en annan cell som levde före den.
- Kärnan är cellens centrala del.
Cellreproduktion
Kroppscellerna hos metazoer delas genom enkel mitotisk celldelning. Den sexuella reproduktionen är ursprunglig hos eukaryoter, och hos metazoer utförs den av specialiserade könsceller. De bildas genom en process som kallas meios.
Prokaryota celler förökar sig genom binär fission, där cellen helt enkelt delas på mitten. Både vid mitos och binär klyvning måste cellen replikera (kopiera) all sin genetiska information (DNA) så att varje ny cell får en kopia.
Relaterade sidor
- Cytologi
- Växtcell
Frågor och svar
F: Vad är den grundläggande strukturen för organismer inom biologin?
S: Cellen är den grundläggande strukturen för organismer inom biologin.
F: Hur tillverkas celler?
S: Celler bildas genom delning av andra celler.
F: Vad skiljer miljön utanför cellen från cytoplasman inuti cellen?
S: Cellmembranet skiljer miljön utanför cellen från cytoplasman inuti cellen.
Fråga: Vad är organeller?
S: Organeller är delar av en cell som är åtskilda från andra delar och som gör olika saker inom cellen.
F: Vad finns DNA i?
Svar: DNA finns i kärnan, som är en organell.
Fråga: Var omvandlas kemisk energi?
S: Kemisk energi omvandlas i mitokondrierna, som är en organell.
Sök