- Tế bào nhân thực là gì?
- Các loại tế bào nhân thực
- Chức năng của tế bào nhân thực
- Các bộ phận của tế bào nhân thực
- Sự khác biệt giữa tế bào nhân thực và tế bào nhân sơ
Chúng tôi giải thích tế bào nhân thực là gì, các loại tồn tại, các bộ phận và chức năng của chúng. Ngoài ra, sự khác biệt của nó với tế bào nhân sơ.
Tế bào nhân thực là gì?
Nó được gọi là tế bào nhân chuẩn (từ tiếng Hy Lạp eukaryota, ràng buộc của EU "Đúng" và karyon "Đai, nhân") cho tất cả các tế bào mà tế bào có màng tế bào có thể được tìm thấy phân định nhân tế bào, chứa hầu hết vật chất di truyền của chúng (DNA). Trong điều này, nó khác với tế bào sinh vật nhân nguyên thủy, nguyên thủy hơn nhiều và vật chất di truyền của nó được phân tán trong tế bào chất. Hơn nữa, không giống như sinh vật nhân sơ, tế bào nhân thực sở hữu các bào quan hoặc tổ chức, các cấu trúc dưới tế bào chuyên biệt có thể được xác định bên trong và được phân định bằng màng (ví dụ, tế bào ty thể và lục lạp).
Sự xuất hiện của tế bào nhân thực là một bước quan trọng trong quá trình tiến hóa của sự sống, đặt nền tảng cho sự đa dạng sinh học lớn hơn nhiều, bao gồm cả sự xuất hiện của tế bào chuyên biệt trong các tổ chức đa bào. Điều này đã dẫn đến vương quốc: nguyên sinh vật, nấm, cây, Y động vật. Các sinh vật sống được tạo thành từ các tế bào nhân thực được gọi là sinh vật nhân thực.
Mặc dù giới khoa học không nghi ngờ về sự liên quan của sự xuất hiện của tế bào nhân thực, nhưng vẫn chưa thể đưa ra lời giải thích rõ ràng về sự xuất hiện của chúng. Lý thuyết được nhiều người chấp nhận nhất nêu ra khả năng phát sinh cộng sinh giữa hai sinh vật nhân sơ, tức là một quá trình cộng sinh giữa một vi trùng và một archea, cùng tồn tại một cách rất gần gũi, sẽ cấu tạo nên cùng một sinh vật với sự trôi qua của các thế hệ, phụ thuộc vào nhau đến mức chúng trở thành một loài này với nhau. Lý thuyết về sự xuất hiện của tế bào nhân chuẩn được nhà sinh học tiến hóa người Mỹ Lynn Margulis nêu ra vào năm 1967, và được biết đến với tên gọi "Thuyết nội cộng sinh" hay "Thuyết nội sinh nối tiếp".
Các loại tế bào nhân thực
Có nhiều loại tế bào nhân thực khác nhau, nhưng về cơ bản có bốn loại được công nhận, mỗi loại có cấu trúc và quy trình khác nhau:
- Rau bào. Chúng có thành tế bào (bao gồm xenlulo và chất đạm) bao gồm màng sinh chất và mang lại cho chúng độ cứng, sự bảo vệ và khả năng chống chịu. Ngoài ra, tế bào thực vật còn có lục lạp, tức là bào quan có chứa chất diệp lục cần thiết để thực hiện quá trình quang hợp; và một không bào trung tâm lớn, duy trì hình dạng tế bào và kiểm soát sự chuyển động sau đó phân tử trong tế bào chất.
- Tế bào động vật. Chúng không có lục lạp (vì chúng không quang hợp) hoặc thành tế bào. Nhưng, không giống như tế bào thực vật, chúng có các trung thể (bào quan tham gia vào quá trình phân chia tế bào) và có các không bào nhỏ hơn nhưng phong phú hơn, được gọi là túi. Do thiếu thành tế bào, tế bào động vật có thể có một số lượng lớn các dạng biến đổi, và thậm chí nhấn chìm các tế bào khác.
- Tế bào nấm. Chúng giống với các tế bào động vật, mặc dù chúng khác với chúng bởi sự hiện diện của thành tế bào bao gồm kitin (mà tế bào động vật không có). Một đặc điểm phân biệt khác là tế bào nấm có ít chuyên hóa tế bào hơn tế bào động vật. Mặc dù nó không phải là thường xuyên nhất, nhưng có những loại nấm đơn bào, chẳng hạn như men.
- Tế bào tiền liệt tuyến. Tế bào nhân thực thường là một phần của sinh vật đa bào. Tuy nhiên, có những sinh vật nguyên sinh là những sinh vật nhân thực đơn bào hoặc đa bào đơn giản không hình thành mô. Mặc dù sinh vật nhân thực đơn bào là những sinh vật đơn giản hơn động vật và thực vật, nhưng thực tế cấu tạo nên một tế bào đơn lẻ phải thực hiện tất cả các chức năng của sinh vật khiến tế bào có một tổ chức phức tạp. Ngoài ra, chúng có thể đạt đến kích thước vĩ mô. Một số ví dụ về loại sinh vật này là euglena và tham số.
Chức năng của tế bào nhân thực
Tế bào nhân thực có hai chức năng chính: nuôi dưỡng và sinh sản.
Tế bào nhân thực, giống như tế bào nhân sơ, thực hiện các chức năng thiết yếu:
- Dinh dưỡng. Nó bao gồm sự kết hợp các chất dinh dưỡng vào bên trong tế bào và sự biến đổi của chúng thành các chất khác, được sử dụng để hình thành và thay thế cấu trúc tế bào và cũng để thu được Năng lượng cần thiết để thực hiện tất cả các chức năng của nó. Tùy thuộc vào dinh dưỡng của chúng, các tế bào có thể sinh vật tự dưỡng (họ tự làm món ăn từ vật chất vô cơ bởi các quá trình như quang hợp) hoặc sinh vật dị dưỡng (họ phải kết hợp chất hữu cơ bởi vì họ không có khả năng sản xuất nó). Tổng hợp của tất cả các hoạt động hóa học của tế bào là sự trao đổi chất của nó.
- Tăng. Nó liên quan đến sự gia tăng kích thước của các tế bào riêng lẻ trong một sinh vật, về số lượng tế bào hoặc cả hai. Sự tăng trưởng có thể đồng đều ở các bộ phận khác nhau của một sinh vật hoặc có thể lớn hơn ở một số bộ phận so với những bộ phận khác, làm cho tỷ lệ cơ thể thay đổi khi sự tăng trưởng xảy ra.
- Phản ứng với các kích thích. Tế bào tương tác với môi trường xung quanh chúng, nhận các kích thích khác nhau (chẳng hạn như các biến thể trong nhiệt độ, độ ẩm hoặc tính axit) và xây dựng các phản ứng tương ứng cho mỗi phản ứng (chẳng hạn như co hoặc dịch). Khả năng phản ứng với các kích thích từ môi trường này được gọi là tính dễ bị kích thích.
- Sinh sản. Đó là quá trình hình thành các tế bào mới (hoặc tế bào con) từ một tế bào ban đầu (hoặc tế bào gốc). Có hai loại quá trình sinh sản tế bào: nguyên phân Y meiosis. Qua quá trình nguyên phân, một tế bào gốc tạo ra hai tế bào con giống hệt nhau, tức là có cùng số lượng vật liệu di truyền và thông tin di truyền giống hệt nhau. Mặt khác, thông qua meiosis, một tế bào gốc tạo ra bốn tế bào con khác nhau về mặt di truyền và chúng cũng có một nửa vật chất di truyền của tế bào ban đầu. Nguyên phân can thiệp vào quá trình phát triển và sửa chữa mô, và trong quá trình sinh sản của các sinh vật sinh sản vô tính. Meiosis có một mục tiêu khác: nó chỉ xảy ra để làm phát sinh giao tử.
- Sự thích nghi. Khả năng tiến hóa của tế bào qua nhiều thế hệ và thích nghi với môi trường giúp chúng tồn tại trong một thế giới đang thay đổi. Sự thích nghi là những đặc điểm di truyền làm tăng khả năng tồn tại của sinh vật trong một môi trường cụ thể. Sự thích nghi có thể là cấu trúc, sinh lý, sinh hóa, hành vi hoặc sự kết hợp của bốn yếu tố trên. Tất cả các sinh vật thành công về mặt sinh học là một tập hợp phức tạp của các quá trình thích nghi phối hợp đã xảy ra thông qua các quá trình tiến hóa.
Các chức năng trao đổi chất, sinh trưởng, phản ứng với kích thích, sinh sản và thích nghi được thực hiện bởi tất cả các tế bào thuộc cả sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực. Tuy nhiên, đây không phải là những chức năng duy nhất của tế bào: còn có những chức năng khác tùy thuộc vào từng loại tế bào và mô hoặc sinh vật mà chúng thuộc về. Ví dụ, tế bào thần kinh (là một phần của mô thần kinh) có thể giao tiếp thông qua các xung điện.
Các bộ phận của tế bào nhân thực
Thành phần chính của tế bào nhân thực là:
- Màng tế bào hoặc màng sinh chất. Nó là một rào cản kép bao gồm chất béo Y chất đạm phân tách tế bào, để cách ly nó với môi trường xung quanh nó. Màng sinh chất có tính thấm chọn lọc: nó chỉ cho phép sự xâm nhập của vật liệu xây dựng cần thiết cho tế bào chất và cũng như trục xuất chất thải trao đổi chất. Cấu trúc này có trong tất cả các tế bào nhân thực và cả ở sinh vật nhân sơ.
- Thành tế bào. Nó là một cấu trúc cứng bên ngoài màng sinh chất và tạo ra hình dạng, hỗ trợ và bảo vệ tế bào. Thành tế bào chỉ có trong tế bào rau và ở nấm, mặc dù thành phần của nó khác nhau giữa cả hai loại tế bào: ở thực vật, nó được tạo thành từ cellulose và protein, trong khi ở nấm, nó được tạo thành từ kitin. Mặc dù cấu trúc này bảo vệ tế bào, nhưng nó ngăn cản sự phát triển của tế bào và giới hạn nó trong các cấu trúc cố định.
- Nhân tế bào. Nó là một bào quan trung tâm, được giới hạn bởi một màng xốp kép cho phép trao đổi vật chất giữa tế bào chất và phần bên trong của nó. Nhân chứa vật liệu di truyền (DNA) của tế bào, được tổ chức thành nhiễm sắc thể. Ngoài ra, trong nhân có một vùng chuyên biệt gọi là nucleolus, nơi RNA ribosome được phiên mã, sau này sẽ trở thành một phần của ribosome. Nhân có trong tất cả các tế bào nhân thực.
- Ribôxôm. Chúng là những cấu trúc được hình thành bởi RNA và protein, trong đó quá trình tổng hợp protein diễn ra. Ribôxôm được tìm thấy trong tất cả các loại tế bào, ngay cả sinh vật nhân sơ (mặc dù chúng là tế bào phụ). Một số ribosome tự do trong tế bào chất và một số ribosome khác được gắn vào lưới nội chất thô.
- Tế bào chất. Nó là môi trường nước chứa các bào quan khác nhau của tế bào. Tế bào chất được tạo thành từ tế bào, phần chứa nước không có bào quan chứa các chất hòa tan và bộ xương tế bào, một mạng lưới các sợi tạo hình dạng cho tế bào.
Ngoài sự có mặt của nhân, một trong những đặc điểm khác biệt của tế bào nhân thực là sự hiện diện của các bào quan hoặc ngăn dưới tế bào được bao bọc bởi một lớp màng, có chức năng chuyên biệt. Một số thì:
- Lysosome. Chúng là những mụn nước chứa đầy enzim hệ tiêu hóa, hiện diện độc quyền trong tế bào động vật. Quá trình tiêu hóa tế bào được thực hiện trong lysosome, được xúc tác bởi các enzym mà chúng chứa bên trong.
- Ti thể. Chúng là những bào quan nơi diễn ra quá trình hô hấp tế bào. Chúng được bao quanh bởi một lớp màng kép, cho phép tế bào nhận được năng lượng cần thiết để thực hiện các chức năng của mình. Ti thể có trong tất cả các loại tế bào nhân thực và số lượng của chúng thay đổi tùy theo nhu cầu của chúng: các tế bào có nhu cầu năng lượng cao có xu hướng có số lượng nhiều hơn các ti thể.
- Lục lạp Chúng là những bào quan mà quá trình quang hợp diễn ra, và chúng có một hệ thống màng phức tạp. Thành phần cơ bản của các bào quan này là chất diệp lục, một sắc tố màu xanh lá cây tham gia vào quá trình quang hợp và cho phép nó bắt giữ ánh sáng mặt trời. Lục lạp là duy nhất của tế bào quang hợp, vì vậy chúng có mặt trong tất cả các loài thực vật và tảo, màu sắc Màu xanh lá cây đặc trưng được tạo ra bởi sự hiện diện của chất diệp lục.
- Không bào. Chúng là một loại túi mật lớn có chức năng lưu trữ Nước uống, muối khoáng và các chất khác, và những chất này chỉ có trong tế bào thực vật. Không bào duy trì hình dạng tế bào và cung cấp hỗ trợ cho tế bào, ngoài việc tham gia vào quá trình vận động nội bào của các chất. Tế bào động vật có không bào nhưng chúng nhỏ hơn và số lượng nhiều hơn.
- Tâm cực. Chúng là cấu trúc hình ống chỉ có trong tế bào động vật. Họ tham gia vào việc phân tách nhiễm sắc thể trong quá trình phân chia tế bào.
- Lưới nội chất. Nó là một hệ thống màng tiếp nối với nhân tế bào và kéo dài khắp tế bào. Chức năng của nó liên quan đến việc tổng hợp các hợp chất chủ yếu dành cho bên ngoài tế bào. Lưới nội chất được chia thành thô và mịn, tùy thuộc vào sự có hoặc không có ribosome trên bề mặt của nó: lưới thô chứa ribosome và chủ yếu chịu trách nhiệm tổng hợp protein để xuất khẩu, trong khi lưới trơn chủ yếu liên quan đến các con đường trao đổi chất của các chất béo.
- Bộ máy Golgi. Nó là một bào quan được tạo thành từ một tập hợp các đĩa và túi dẹt được gọi là bể chứa. Chức năng của bộ máy Golgi liên quan đến việc sửa đổi và đóng gói protein và các phân tử sinh học (như carbohydrate và lipid) để bài tiết hoặc vận chuyển.
Sự khác biệt giữa tế bào nhân thực và tế bào nhân sơ
Sự khác biệt chính giữa hai loại tế bào này là:
- Sự hiện diện cốt lõi. Sự khác biệt quan trọng nhất là ở sinh vật nhân sơ, vật chất di truyền được phân tán trong tế bào chất trong một vùng gọi là nucleoid, thay vì trong nhân, như trường hợp sinh vật nhân thực.
- Loại DNA. Sinh vật nhân sơ có một phân tử DNA đơn, hình tròn, không liên kết với protein, đó là lý do tại sao nó thường được gọi là "DNA tròn, trần". Về phần mình, vật chất di truyền của sinh vật nhân thực có dạng mạch thẳng và liên kết với protein, tạo thành chất nhiễm sắc (hay nhiễm sắc thể, khi tế bào chuẩn bị bước vào quá trình phân bào). Mỗi loài sinh vật nhân thực có một số lượng nhiễm sắc thể đặc trưng.
- Kích cỡ. Tế bào nhân chuẩn có kích thước lớn hơn đáng kể (10-100 µm) so với tế bào nhân sơ thông thường (0,2-2,0 µm).
- Tổ chức. Hầu hết các sinh vật nhân thực là đa bào, trong khi tất cả các sinh vật nhân sơ là đơn bào. Tuy nhiên, cần nhớ rằng có một số sinh vật nhân chuẩn đơn bào, chẳng hạn như hệ tham số và men.
- Sinh sản. Sinh vật nhân sơ sinh sản vô tính (bằng cách phân hạch nhị phân), trong khi sinh vật nhân thực có cả hai sinh sản hữu tính (bằng cách meiosis, làm phát sinh giao tử hoặc tế bào sinh dục) như vô tính (vì nguyên phân).
- Các bào quan của tế bào. Tế bào nhân thực có các bào quan có màng và chức năng cụ thể, chẳng hạn như ty thể, lysosome hoặc lục lạp.