תוֹכֶן
- תאים פרוקריוטיים לעומת תאים אוקראוטיים
- מבני תאים ותפקידיהם
- אברונים של תאים אוקראוטיים
- ממברנות פלזמה הן שומרי הסף של התאים
- מבט מקרוב על פוספוליפידים
- הגרעין הוא מוח התא
המכולות המיקרוסקופיות המכונות תאים הן היחידות הבסיסיות של דברים חיים על כדור הארץ. כל אחד מתהדר בכל המאפיינים שהמדענים מייחסים לחיים. למעשה, כמה דברים חיים מורכבים רק מתא בודד. לעומת זאת, גופך שלך טווח 100 טריליון.
כמעט כל היצורים החד-תאיים הם פרוקריוטות, ובתכנית הסיווג הגדולה של החיים, אלה שייכים לתחום החיידקים או לתחום Archaea. בני אדם, יחד עם כל שאר בעלי החיים, הצמחים והפטריות, הם אאוקריוטות.
מבנים זעירים אלה מבצעים את אותן משימות בסולם "מיקרו" כדי לשמור על עצמן על כנה שאתה ואורגניזמים אחרים בגודל מלא מבצעים בסולם "מאקרו" כדי להישאר בחיים. וברור שאם מספיק תאים בודדים נכשלים במשימות אלה, האורגניזם ההורה ייכשל יחד איתו.
למבנים בתוך תאים יש פונקציות אינדיבידואליות, ובכלל, ללא קשר למבנה, ניתן להפחית אותם לשלוש עבודות חיוניות: א ממשק פיזי או גבול עם מולקולות ספציפיות; אמצעי שיטתי להסעת כימיקלים למבנה, לאורך או מחוץ אליו; ו פונקציה מטבולית או רבייה ספציפית, ייחודית.
תאים פרוקריוטיים לעומת תאים אוקראוטיים
כאמור, בעוד שתאים נחשבים בדרך כלל כמרכיבים זעירים של דברים חיים, הרבה תאים הם דברים חיים.
חיידקים, שלא ניתן לראות אך בהחלט גורמים לנוכחותם מורגשת בעולם (למשל, חלקם גורמים למחלות זיהומיות, אחרים עוזרים למאכלים כמו גיל גבינה ויוגורט כראוי, ואחרים ממלאים תפקיד בשמירה על בריאות מערכת העיכול האנושית), הם דוגמה לאורגניזמים חד תאיים, ולפרוקריוטים.
לתאים פרוקריוטיים יש מספר מוגבל של רכיבים פנימיים בהשוואה לעמיתיהם האוקריוטים. אלה כוללים א קרום תא, ריבוזומים, חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA) ו- ציטופלזמה, ארבעת התכונות החיוניות של כל התאים החיים; אלה מתוארים בפירוט בהמשך.
לחיידקים יש גם דפנות תאים מחוץ לקרום התא לצורך תמיכה נוספת, ולחלקם יש גם מבנים הנקראים פלאנלה, מבנים דמויי שוט העשויים מחלבון ומסייעים לאורגניזמים אליהם הם קשורים לנוע בסביבתם.
לתאים אוקריוטיים יש מגוון של מבנים שתאים פרוקריוטיים אינם עושים, ובהתאם, תאים אלה נהנים ממגוון רחב יותר של פונקציות. אולי החשובים ביותר הם גרעין וה מיטוכונדריה.
מבני תאים ותפקידיהם
לפני שאתה מתחבר לעומק כיצד מבני תאים בודדים מטפלים בפונקציות אלה, מועיל לבדוק מה הם אותם מבנים והיכן ניתן למצוא אותם. ארבעת המבנים הראשונים ברשימה הבאה משותפים לכל התאים בטבע; האחרים נמצאים באוקריוטות, ואם מבנה נמצא רק בתאים אוקיורוטיים מסוימים, מצוין מידע זה.
קרום התא: זה נקרא גם קרום פלזמה, אך הדבר עלול לגרום לבלבול מכיוון שתאים אוקריוטים למעשה ממברנות פלזמה סביבם אברונים, שרבים מהם מפורטות להלן. זה מורכב משכבה דו-פוספוליפדית, או משתי שכבות שנבנו זהה זו מול זו באופן "תמונת מראה". זוהי מכונה דינמית באותה מידה שהיא מכשול פשוט.
ציטופלזמה: מטריקס דמוי ג'ל זה החומר בו יושבים הגרעין, האברונים ומבני התא האחרים, כמו חתיכות פרי בקינוח ג'לטין קלאסי. חומרים עוברים בציטופלזמה על ידי דיפוזיה, או מאזורים בריכוזים גבוהים יותר של אותם חומרים לאזורים בעלי ריכוז נמוך יותר.
ריבוזומים: מבנים אלה, אשר אינם בעלי ממברנות משלהם, ולכן אינם נחשבים לאברונים אמיתיים, הם האתרים של סינתזת חלבון בתאים והם עצמם עשויים מתת-חלבונים. יש להם "תחנות עגינה" לחומצה ריבונוקלאית מסנג'רית (mRNA), הנושאת הוראות DNA מהגרעין, וחומצות אמינו, "אבני הבניין" של חלבונים.
DNA: החומרים הגנטיים של התאים יושבים בציטופלסמה של תאים פרוקריוטים, אך בגרעינים (ריבוי "הגרעין") של התאים האוקריוטים. המורכב ממונומרים - כלומר חזרה על יחידות משנה - נקרא נוקליאוטידים, מהם ישנם ארבעה סוגים בסיסיים, ה- DNA נארז יחד עם חלבונים תומכים הנקראים היסטונים לחומר ארוך ומחוטר הנקרא כרומטין, שהיא עצמה מחולקת ל כרומוזומים באוקריוטות.
אברונים של תאים אוקראוטיים
האברונים מספקים דוגמאות נהדרות למבני תאים המשרתים מטרות מובחנות, הכרחיות וייחודיות המסתמכות על שמירה על מנגנוני תובלה אשר בתורם תלויים באופן שבו מבנים אלו קשורים פיזית לשאר התא.
מיטוכונדריה הם אולי המולקולות הבולטות ביותר מבחינת המראה הייחודי שלהם תחת מיקרוסקופ ותפקידם, שהוא להשתמש בתוצרי התגובות הכימיות המפרקות גלוקוז בציטופלסמה כדי לחלץ כמות רבה של אדנוזין טריפוספט (ATP) כל עוד כמו שיש חמצן. זה ידוע בשם נשימה תאית ומתרחש בעיקר על הקרום המיטוכונדריאלי.
אברונים מרכזיים אחרים כוללים את תכנית אנדופלסמה, מעין "כביש מהיר" סלולרי האורז ומעביר מולקולות בין ריבוזומים, הגרעין, הציטופלזמה והחוץ התא. גופות גולגי, או "דיסקים" שמתנתקים מהתכנית האנדופלסמית כמו טבלאות מוניות קטנות. ליזוזומיםשהם גופים כדוריים חלולים המפרקים את מוצרי הפסולת הנוצרים במהלך התגובות המטבוליות.
ממברנות פלזמה הן שומרי הסף של התאים
שלושת העבודות של קרום התא שומרים על שלמות התא עצמו, משמשים כממברנה חצי-למחצה אשר עלולה לעבור מולקולות קטנות ומאפשרות הובלה פעילה של חומרים באמצעות "משאבות" המוטמעות בקרום.
המולקולות המרכיבות כל אחת משתי שכבות הממברנה הן פוספוליפידיםשיש להם "זנבות" הידרופוביים העשויים משומן הפונים פנימה (ומכאן זה כלפי זה) ו"ראשים "המכילים זרחן הידרופילי הפונים כלפי חוץ (וזה לכיוון פנים ואופן האיברון עצמו, או במקרה של קרום התא תקין, החלק הפנימי והחיצוני של התא עצמו).
אלה הם לינאריים ובניצב למבנה הכולל דמוי סדין של הקרום בכללותו.
מבט מקרוב על פוספוליפידים
הפוספוליפידים קרובים זה לזה מספיק כדי להרחיק רעלים, או מולקולות גדולות אשר יפגעו בפנים אם יינתן מעבר. אך הם רחוקים זה מזה בכדי לאפשר מולקולות קטנות הנחוצות לתהליכים מטבוליים, כמו מים, גלוקוז (הסוכר שכל התאים משתמשים בו לאנרגיה) וחומצות גרעין (המשמשות לבניית נוקלאוטידים וכך DNA ו- ATP, "מטבע האנרגיה" בכל התאים).
לקרום "משאבות" משובצות בין הפוספוליפידים העושים שימוש ב- ATP בכדי להכניס או להעביר מולקולות שלא היו עוברות בדרך כלל, בין אם בגלל גודלן ובין אם בגלל שהריכוז שלהן גדול יותר בצד של המולקולות נשאבות לכיוון. התהליך הזה קרא מעבר פעיל.
הגרעין הוא מוח התא
הגרעין של כל תא מכיל עותק שלם של כל ה- DNA של האורגניזם בצורת כרומוזומים; לבני אדם 46 כרומוזומים, כאשר 23 עוברים בירושה מכל הורה. הגרעין מוקף בקרום פלזמה הנקרא מעטפת גרעין.
במהלך תהליך שנקרא מיטוזה, המעטפה הגרעינית מומסת, והגרעין מתפצל לשניים לאחר שכל הכרומוזומים מועתקים או משוכפלים.
אחרי זה בקרוב חלוקת התא כולו, תהליך המכונה ציטוקינזיס. התוצאה היא יצירת שני תאי בת זהים זה לזה כמו גם לתא האב.