DIERENCEL: ONDERDELEN, FUNCTIES, ORGANELLEN [MET AFBEELDINGEN] - BIOLOGIE - 2026

De dierencel is het type eukaryote cel waaruit alle dieren in de biosfeer zijn samengesteld, zowel de kleine die we niet kunnen zien als de protozoa, aangezien ze microscopisch klein zijn, zoals walvissen en olifanten, die enorme zoogdieren zijn.

Het feit dat dierlijke cellen eukaryote cellen zijn, impliceert dat ze intracellulaire organellen hebben die gescheiden zijn van de rest van de cytosolische componenten dankzij de aanwezigheid van lipidemembranen, en bovendien impliceert het dat hun genetisch materiaal is ingesloten in een gespecialiseerde structuur die bekend staat als kern.

Schema van een dierencel en zijn onderdelen (Bron: Alejandro Porto via Wikimedia Commons) Dierlijke cellen vertonen een grote diversiteit aan organellen ondergedompeld in het celinterieur. Sommige van deze structuren zijn ook aanwezig in zijn tegenhanger: de plantencel. Sommige zijn echter uniek voor dieren, zoals centriolen.

Deze klasse van cellen is zeer divers in termen van vorm en functie, wat gemakkelijk te zien is bij het observeren en detailleren van dierlijk weefsel onder een microscoop. Naar schatting zijn er gemiddeld 200 verschillende soorten diercellen.

Kenmerken van de dierencel

- Net zoals het geldt voor plantencellen en voor bacteriën en andere cellulaire organismen, vertegenwoordigen dierlijke cellen voor dieren de belangrijkste structurele blokken waaruit hun lichaam bestaat.

- Het zijn eukaryote cellen , dat wil zeggen dat hun erfelijk materiaal wordt omsloten door een membraan in het cytosol.

- Het zijn heterotrofe cellen , wat betekent dat ze energie moeten halen om hun functies uit te voeren vanuit de omgeving om hen heen.

- Ze verschillen van plantencellen en veel bacteriën doordat ze geen starre celwand hebben die hen beschermt tegen sterk fluctuerende omgevingsomstandigheden.

- Net als sommige "lagere" planten hebben dierlijke cellen structuren die " centrosomen " worden genoemd en die bestaan ​​uit een paar " centriolen ", die deelnemen aan de celdeling en aan de organisatie van cytoskeletale microtubuli.

Hier is een animatie van een menselijke dierencel, waar je gemakkelijk de kern kunt zien:

Organellen van de dierlijke cel en hun functies

Als de lezer een dierlijke cel door een microscoop zou observeren, is het in eerste instantie waarschijnlijk dat de aanwezigheid van een structuur die een hoeveelheid volume afbakent van het omringende medium zijn aandacht zou trekken.

Binnen wat deze structuur bevat, is het mogelijk om een ​​soort vloeistof te waarderen waarin een bol met een dichter en ondoorzichtiger uiterlijk is opgehangen. Het zijn dus het plasmamembraan , het cytosol en de celkern die misschien wel de meest voor de hand liggende structuren zijn.

Vergroting met een microscoop 430 keer. Je kunt de kern zien met het genetisch materiaal en verschillende organellen, zoals het endoplasmatisch reticulum. Jlipuma1 Het zal nodig zijn om de vergroting van het microscoopobjectief te vergroten en zorgvuldig te letten op wat wordt waargenomen om de aanwezigheid van vele andere organellen ingebed in het cytosol van de cel in kwestie te verifiëren.

Als je een lijst zou moeten maken van de verschillende organellen waaruit het cytosol van een "gemiddelde" dierlijke cel bestaat, zoals de hypothetische cel die de lezer onder de microscoop bekijkt, zou het er ongeveer zo uitzien:

- Plasma en organellair membraan

- Cytosol en cytoskelet

- Kern

- Nucleolus

- Endoplasmatisch reticulum

- Golgi complex

- Lysosomen

- Peroxisomen

- Centrosomen

- Mitochondriën

- Cilia en flagella

Cel- of plasmamembraan

Het plasmamembraan wordt rechtsonder aangegeven

Membranen zijn zonder twijfel een van de belangrijkste structuren, niet alleen voor het bestaan ​​van dierlijke cellen, maar ook voor plantencellen, bacteriën en archaea.

Het plasmamembraan oefent de transcendentale functie uit van het scheiden van de cellulaire inhoud van de omgeving eromheen, en dient op zijn beurt als een selectieve permeabiliteitsbarrière, aangezien het specifieke eiwitten heeft geassocieerd die de doorgang van stoffen van de ene kant van de cel naar de andere bemiddelen. zelf.

Organellaire membranen

De membranen die de interne organellen (organellaire membranen) omringen, maken de scheiding mogelijk van de verschillende compartimenten waaruit de cellen bestaan, inclusief de kern, wat op de een of andere manier de "optimalisatie" van middelen en de verdeling van interne taken mogelijk maakt.

Samenstelling en structuur

Structuur van het plasmamembraan. Het extracellulaire medium is aangegeven en het onderste deel is het intracellulaire medium

Alle biologische membranen, inclusief die van dierlijke cellen, zijn opgebouwd uit lipidedubbellagen die zo zijn georganiseerd dat de vetzuren van de lipidemoleculen tegenover elkaar staan ​​in het "centrum" van de dubbellaag, terwijl de koppen polaire "kijken" naar het waterige medium dat hen omringt (intra- en extracellulair gesproken).

De structurele en moleculaire kenmerken van de lipiden die de membranen van dierlijke cellen vormen, zijn grotendeels afhankelijk van het type cel in kwestie, evenals het type organel.

Zowel het plasmamembraan van een dierlijke cel als de membranen die de organellen omringen, worden geassocieerd met eiwitten die verschillende functies vervullen. Deze kunnen integraal zijn (die het membraan kruisen en er sterk mee geassocieerd zijn) of perifeer (die geassocieerd zijn met een van de twee vlakken van het membraan en deze niet kruisen).

Cytosol en cytoskelet

Het cytosol is het semi-gelatineuze medium waarin alle interne componenten van een cel op een georganiseerde manier zijn ingebed. De samenstelling is relatief stabiel en wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van water en alle voedingsstoffen en signaalmoleculen die de dierlijke cel nodig heeft om te overleven.

Het cytoskelet, aan de andere kant, is een complex netwerk van eiwitfilamenten dat wordt verdeeld en zich uitstrekt door het cytosol.

Een deel van zijn functie is om elke cel zijn karakteristieke vorm te geven, zijn interne componenten in een specifiek gebied van het cytosol te organiseren en de cel gecoördineerde bewegingen te laten uitvoeren. Het neemt ook deel aan tal van intracellulaire signalerings- en communicatieprocessen, van vitaal belang voor alle cellen.

Cytosol-filamenten

Cytoskelet: netwerk van filamenteuze eiwitten. Alice Avelino Dit architecturale raamwerk in cellen bestaat uit drie soorten filamenteuze eiwitten die bekend staan ​​als intermediaire filamenten , microtubuli en actine-filamenten ; elk met specifieke eigenschappen en functies.

De tussenliggende filamenten van het cytosol kunnen van verschillende typen zijn: keratinefilamenten, vimentinefilamenten en gerelateerd aan vimentine en neurofilamenten. In de kern staan ​​deze bekend als de nucleaire laminae.

Microtubuli bestaan ​​uit een eiwit genaamd tubuline en worden bij dieren gevormd uit structuren die bekend staan ​​als centrosomen ; terwijl actinefilamenten bestaan ​​uit het eiwit waarvoor ze zijn genoemd, en dunne en flexibele structuren zijn.

Centrosomes

Ze zijn de belangrijkste centra voor de organisatie van microtubuli. Ze bevinden zich aan de omtrek van de kern wanneer de cel zich deelt en bestaan ​​uit centriolen die haaks op elkaar zijn aangesloten, die elk bestaan ​​uit negen tripletten van microtubuli die cilindrisch zijn gerangschikt.

Kern

De celkern (Bron: BruceBlaus. Bij gebruik van deze afbeelding in externe bronnen kan deze worden geciteerd als: Blausen.com personeel (2014). «Medische galerij van Blausen Medical 2014». WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 2002-4436. via Wikimedia Commons) Dit is het organel dat prokaryote cellen onderscheidt van eukaryoten. De belangrijkste functie is om het genetisch materiaal (DNA) erin te houden, waardoor in feite alle cellulaire functies worden gecontroleerd.

Binnenin vinden complexe processen plaats, zoals DNA-replicatie tijdens celdeling, gentranscriptie en een belangrijk deel van de verwerking van de resulterende boodschapper-RNA's, die naar het cytosol worden geëxporteerd voor vertaling in eiwitten of om hun regulerende functies uit te oefenen. .

De kern is omgeven door een dubbel membraan dat bekend staat als de nucleaire envelop , die, net als het plasmamembraan, een selectieve permeabiliteitsbarrière vormt, omdat het de vrije doorgang van moleculen naar beide zijden van elkaar verhindert.

De communicatie van de kern met de rest van het cytosol en zijn componenten vindt plaats via structuren van de nucleaire envelop die nucleaire poriëncomplexen worden genoemd en die in staat zijn om specifieke signalen of labels te herkennen in de moleculen die worden geïmporteerd of geëxporteerd via hun binnen.

Tussen de twee membranen van de nucleaire envelop bevindt zich een ruimte die de perinucleaire ruimte wordt genoemd en het is belangrijk op te merken dat het buitenste deel van de nucleaire envelop doorloopt met het membraan van het endoplasmatisch reticulum en de perinucleaire ruimte verbindt met het lumen van het laatste organel. .

Het binnenste van de kern is verrassend georganiseerd, wat mogelijk is dankzij het bestaan ​​van eiwitten die functioneren als een "nucleoskelet", die het enige structurele ondersteuning bieden. Bovendien bevinden de chromosomen waarin het nucleaire DNA is georganiseerd, zich in specifieke regio's van het organel.

Nucleolus

Nucleolus of nucleolus bovenaan

De nucleolus bevindt zich in de kern en is de plaats waar de transcriptie en verwerking van ribosomale RNA's plaatsvindt, evenals de assemblage van ribosomen, de structuren die verantwoordelijk zijn voor de vertaling van boodschapper-RNA's in eiwitsequenties.

Het is geen nucleair organel, dat wil zeggen, het is niet omgeven door een membraan, het is eenvoudigweg samengesteld uit de gebieden van de chromosomen waar ribosomale genen worden gecodeerd en door de eiwitmachines die verantwoordelijk zijn voor hun transcriptie en enzymatische verwerking (voornamelijk RNA-polymerasen) .

Endoplasmatisch reticulum

Het is een soort "netwerk" van zakjes of stortbakken en buisjes omgeven door een membraan dat continu loopt met het buitenmembraan van het nucleaire omhulsel. Sommige auteurs zijn van mening dat dit het grootste organel van de meeste cellen is, aangezien het in sommige gevallen tot 10% van de cel kan vertegenwoordigen.

Onder de microscoop kan worden gezien dat er een ruw endoplasmatisch reticulum is en een ander met een glad uiterlijk. Terwijl het ruwe endoplasmatisch reticulum honderden ribosomen heeft ingebed in het buitenoppervlak (die verantwoordelijk zijn voor de translatie van membraaneiwitten), is het gladde deel gerelateerd aan het lipidenmetabolisme.

Het gladde en ruwe endoplasmatisch reticulum (Bron: OpenStax via Wikimedia Commons) De functie van dit organel heeft te maken met de verwerking en distributie van cellulaire eiwitten, vooral die welke worden geassocieerd met lipidemembranen, met andere woorden, het neemt deel aan het eerste station van de secretoire route.

Het is ook een van de belangrijkste eiwitglycosyleringsplaatsen, namelijk de toevoeging van koolhydraatdelen aan specifieke gebieden van de peptideketen van een eiwit.

Golgi complex

Het Golgi-complex of -apparaat is een ander organel dat gespecialiseerd is in de verwerking en distributie van eiwitten van het endoplasmatisch reticulum naar hun eindbestemmingen, die lysosomen, secretoire blaasjes of het plasmamembraan kunnen zijn.

Daarbinnen vinden ook glycolipidesynthese en eiwitglycosylering plaats.

Het is daarom een ​​complex dat bestaat uit afgeplatte "zakken" of stortbakken bedekt met een membraan, die zijn geassocieerd met een groot aantal transportblaasjes die van zichzelf loskomen.

Het heeft een polariteit, en daarom worden een cis-gezicht (gericht naar het endoplasmatisch reticulum) en een trans-gezicht (waar de blaasjes naar buiten komen) herkend.

Lysosomen

Het lysosoom breekt de materialen af ​​die de cel binnenkomen en recyclet intracellulaire materialen. Stap 1 - Materiaal dat de voedselvacuole binnenkomt via het plasmamembraan. Stap 2-Een lysosoom in een actief hydrolytisch enzym verschijnt als de voedselvacuole weg beweegt van het plasmamembraan. Stap 3 - Fusie van het lysosoom met de voedselvacuole en hydrolytische enzymen. Stap 4 - Hydrolytische enzymen verteren voedseldeeltjes. Jordan hawes Het zijn organellen omgeven door een membraan en verantwoordelijk voor de afbraak van verschillende soorten grote organische moleculen zoals eiwitten, lipiden, koolhydraten en nucleïnezuren, waarvoor ze gespecialiseerde hydrolase-enzymen hebben.

Ze fungeren als het "zuiverings" -systeem van de cel en zijn het recyclingcentrum voor verouderde componenten, inclusief defecte of onnodige cytosolische organellen.

Ze zien eruit als bolvormige vacuolen en zijn relatief dicht van inhoud, maar hun vorm en grootte varieert van cel tot cel.

Peroxisomen

Grafische weergave van een peroxisoom.
Bron: Rock 'n Roll. Deze kleine organellen werken in veel reacties van het energiemetabolisme van dieren; Ze hebben tot wel 50 verschillende soorten enzymen en zijn betrokken bij:

- Productie van waterstofperoxide en eliminatie van vrije radicalen

- De afbraak van vetzuren, aminozuren en andere organische zuren

- De biosynthese van lipiden (vooral cholesterol en dolichol)

- De synthese van galzuren afgeleid van cholesterol

- De synthese van plasmalogenen (essentieel voor het hart en hersenweefsel), enz.

Mitochondriën

Mitochondriën

Mitochondriën zijn de belangrijkste energieproducerende organellen in de vorm van ATP in dierlijke cellen met aëroob metabolisme. Ze lijken morfologisch op een bacterie en hebben hun eigen genoom, dus vermenigvuldigen ze zich onafhankelijk van de cel.

Deze organellen hebben een "integratieve" functie in het intermediaire metabolisme van verschillende metabole routes, vooral met betrekking tot oxidatieve fosforylering, vetzuuroxidatie, de Krebs-cyclus, de ureumcyclus, ketogenese en gluconeogenese.

Cilia en flagella

Veel dierlijke cellen hebben trilharen of flagellen waardoor ze kunnen bewegen, voorbeelden hiervan zijn sperma, flagellaatparasieten zoals trypanosomatiden of haarcellen die aanwezig zijn in het ademhalingsepitheel.

Cilia en flagella zijn in wezen samengesteld uit min of meer stabiele arrangementen van microtubuli en projecteren van het cytosol naar het plasmamembraan.

De trilharen zijn korter, vergelijkbaar met haren, terwijl de flagellen, zoals hun naam al aangeeft, langer en dunner zijn, gespecialiseerd in celbeweging.

Voorbeelden van dierlijke cellen

Er zijn meerdere voorbeelden van dierlijke cellen in de natuur, waaronder:

- Neuronen, een voorbeeld van een groot neuron is het reuzeninktvisaxon, dat tot 1 meter lang en 1 millimeter breed kan meten.

Zenuwcel (Bron: Gebruiker: Dhp1080 via Wikimedia Commons)

- De eieren die we consumeren zijn bijvoorbeeld een goed voorbeeld van de grootste cellen, zeker als we kijken naar een struisvogelei.

- De huidcellen, die de verschillende lagen van de dermis vormen.

- Alle eencellige dieren, zoals flagellated protozoa die talrijke ziekten bij de mens veroorzaken.

- De zaadcellen van dieren met seksuele voortplanting, die een kop en een staart hebben en gerichte bewegingen hebben.

- Rode bloedcellen, dit zijn cellen zonder kern, of de rest van de bloedcellen, zoals witte bloedcellen. In de volgende afbeelding ziet u rode bloedcellen op een glaasje:

Dierlijke celtypen

Bij dieren is er een grote cellulaire diversiteit. Vervolgens noemen we de meest relevante typen:

Bloedcellen

In het bloed vinden we twee soorten gespecialiseerde cellen. Rode bloedcellen of erytrocyten zijn verantwoordelijk voor het transport van zuurstof naar de verschillende organen van het lichaam. Een van de meest relevante kenmerken van rode bloedcellen is dat de celkern na volwassenheid verdwijnt.

In de rode bloedcellen bevindt zich hemoglobine, een molecuul dat zuurstof kan binden en transporteren. Erytrocyten hebben de vorm van een schijf. Ze zijn rond en plat. Het celmembraan is flexibel genoeg om deze cellen door nauwe bloedvaten te laten gaan.

Het tweede celtype is witte bloedcellen of leukocyten. Zijn functie is compleet anders. Ze zijn betrokken bij de verdediging tegen infectie, ziekte en ziektekiemen. Ze zijn een belangrijk onderdeel van het immuunsysteem.

Spiercellen

Spieren bestaan ​​uit drie celtypen: skeletachtig, glad en cardiaal. Deze cellen laten beweging bij dieren toe. Zoals de naam al aangeeft, is skeletspier vastgemaakt aan botten en draagt ​​het bij aan hun bewegingen. De cellen van deze structuren worden gekenmerkt doordat ze zo lang zijn als een vezel en doordat ze meer dan één kern hebben (meerkernig).

Ze bestaan ​​uit twee soorten eiwitten: actine en myosine. Beiden kunnen onder de microscoop worden gevisualiseerd als "banden". Vanwege deze eigenschappen worden ze ook wel dwarsgestreepte spiercellen genoemd.

Mitochondriën zijn een belangrijk organel in spiercellen en worden in grote hoeveelheden aangetroffen. Ongeveer in de honderden.

Van zijn kant vormen gladde spieren de wanden van de organen. In vergelijking met skeletspiercellen zijn ze kleiner van formaat en hebben ze een enkele kern.

Ten slotte worden de hartcellen in het hart gevonden. Deze zijn verantwoordelijk voor de beats. Ze hebben een of meer kernen en hun structuur is vertakt.

Epitheelcellen

Epitheelcellen bedekken de buitenoppervlakken van het lichaam en de oppervlakken van organen. Deze cellen zijn plat en over het algemeen onregelmatig van vorm. Typische structuren bij dieren, zoals klauwen, haar en nagels, bestaan ​​uit clusters van epitheelcellen. Ze zijn ingedeeld in drie typen: squameus, kolomvormig en kubisch.

- Het eerste type, de schilferige, beschermt het lichaam tegen het binnendringen van ziektekiemen en creëert verschillende lagen op de huid. Ze zijn ook aanwezig in de bloedvaten en in de slokdarm.

- De zuil is aanwezig in de maag, darmen, keelholte en strottenhoofd.

- De kubus wordt aangetroffen in de schildklier en in de nieren.

Zenuwcellen

Zenuwcellen of neuronen vormen de fundamentele eenheid van het zenuwstelsel. Zijn functie is de overdracht van de zenuwimpuls. Deze cellen hebben de bijzonderheid dat ze met elkaar communiceren. Er kunnen drie soorten neuronen worden onderscheiden: sensorische, associatieve en motorische neuronen.

Neuronen bestaan ​​meestal uit dendrieten, structuren die dit celtype een boomachtig uiterlijk geven. Het cellichaam is het gebied van het neuron waar de celorganellen worden aangetroffen.

De axonen zijn de processen die zich door het hele lichaam uitstrekken. Ze kunnen behoorlijk lange lengtes bereiken: van centimeters tot meters. De set van axonen van verschillende neuronen vormen de zenuwen.

Verschillen tussen dierlijke cellen en plantencellen

Er zijn bepaalde belangrijke aspecten die een dierlijke cel onderscheiden van een plant. De belangrijkste verschillen houden verband met de aanwezigheid van celwanden, vacuolen, chloroplasten en centriolen.

Cellulaire muur

Celwandstructuur

Een van de meest opvallende verschillen tussen de twee eukaryote cellen is de aanwezigheid van een celwand in planten, een structuur die afwezig is bij dieren. Het belangrijkste bestanddeel van de celwand is cellulose.

De celwand is echter niet uniek voor planten. Het wordt ook aangetroffen in schimmels en bacteriën, hoewel de chemische samenstelling tussen groepen varieert.

Daarentegen worden dierlijke cellen begrensd door een celmembraan. Deze eigenschap maakt dierlijke cellen veel flexibeler dan plantencellen. In feite kunnen dierlijke cellen verschillende vormen aannemen, terwijl cellen in planten star zijn.

Vacuoles

Vacuoles zijn een soort zakken gevuld met water, zouten, puin of pigmenten. In dierlijke cellen zijn vacuolen meestal vrij talrijk en klein.

In plantencellen is er maar één grote vacuole. Deze "zak" bepaalt de celturgor. Gevuld met water ziet de plant er mollig uit. Wanneer de vacuole leegloopt, verliest de plant stijfheid en verdort.

Chloroplasten

Chloroplasten zijn vliezige organellen die alleen in planten voorkomen. Chloroplasten bevatten een pigment dat chlorofyl wordt genoemd. Dit molecuul vangt licht op en is verantwoordelijk voor de groene kleur van planten.

Een belangrijk plantproces vindt plaats in chloroplasten: fotosynthese. Dankzij dit organel kan de plant zonlicht opnemen en door biochemische reacties omzetten in organische moleculen die als voedsel voor de plant dienen.

Dieren hebben dit organel niet. Voor voedsel hebben ze een externe koolstofbron nodig die in voedsel wordt aangetroffen. Daarom zijn planten autotrofen en heterotrofen van dieren. Net als mitochondriën wordt aangenomen dat de oorsprong van chloroplasten endosymbiotisch is.

Centrioles

Centriolen zijn afwezig in plantencellen. Deze structuren zijn tonvormig en zijn betrokken bij celdelingsprocessen. Microtubuli worden geboren uit de centriolen, die verantwoordelijk zijn voor de verdeling van chromosomen in dochtercellen.

Referenties

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Essentiële celbiologie. Garland Science.
2. Cooper, GM, Hausman, RE en Hausman, RE (2000). De cel: een moleculaire benadering (Deel 10). Washington, DC: ASM-pers.
3. Gartner, LP en Hiatt, JL (2006). Kleur leerboek van histologie ebook. Elsevier Gezondheidswetenschappen.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie (Deel 15). New York: McGraw-Hill.
5. Villanueva, JR (1970). De levende cel.