If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание

Курс: Биологична библиотека > Раздел 36

Урок 1: Интензивен курс : Биология

Еукариополис - градът на животинските клетки

Ханк ни разказва за града Еукариополис - животинската клетка, която е отговорна за всички готини неща, които се случват в тялото ни. Създадено от EcoGeek.

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Все още няма публикации.
Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.

Видео транскрипция

Това е животно. Това също е животно. Животно. Животно. Труп на животно. Животно. Отново труп на животно. Животно. Всички тези различни същества имат нещо общо и това е, че са направени от една и съща основна строителна единица: животинската клетка. Животните са направени от познатите ти обикновени еукариотни клетки. Наричат се еукариотни, защото имат "същинска ядка" на гръцки, добро ядро. То съдържа ДНК и командва останалата част от клетката, различните органели. Има много различни видове органели с много специфични функции. Всичко това е оградено от клетъчната мембрана. Разбира се, растенията са също с еукариотни клетки, но техните са устроени малко по-различно. Разбира се, те имат органели, които им позволяват да си произвеждат храната, което е супер готино. Ние нямаме такива. Също така тяхната клетъчна мембрана е всъщност клетъчна стена, направена от целулоза. Тя е твърда, затова растенията не могат да танцуват. Ако искаш да знаеш всичко за растителните клетки, имаме цяло видео за тях и можеш да го гледаш от този линк тук. Много от нещата в това видео ще се отнасят до всички еукариотни клетки, включващи растения, гъби и протисти. Твърдите клетъчни стени са супер, но една от причините животните да са толкова успешни е тяхната гъвкава мембрана. Освен че им позволява да могат да танцуват, тя им дава гъвкавостта да създават разнообразни типове клетки, органи и тъкани, което не би било възможно при растенията. Клетъчните стени, които защитават растенията и им дават структура, не им позволяват да развият сложни нервни структури и мускулни клетки, които позволяват на животните да са такава сила за ядене на растения. Животните могат да се движат, да намират подслон и храна, да намират партньори, всичко това. Всъщност способността да се движат, използвайки специализирани мускулни тъкани, е 100% запазена марка за царство Животни. Ами протозоите? Чудесен въпрос! Какво да кажем за протозоите? Те нямат специализирани мускулни тъкани. Те се движат наоколо с реснички и камшичета, подобни неща. През 1665 г. британският учен Робърт Хук открива клетки с грубата си бета версия на микроскоп. Нарича ги клетки, защото приличали на голи монашески килии с почти нищо вътре. Хук е бил умен човек, но е имал напълно грешна представа за това какво се случва в една клетка. В една еукариотна клетка се случват много неща. По-скоро е като град, отколкото монашеска килия. Всъщност нека я приемем така: клетката е като град. Тя има очертани географски граници, правителство, енергийни централи, пътища, заводи за отпадъци, полиция, индустрия – всички неща, от които един преуспяващ град се нуждае, за да работи безпроблемно. Но този град няма едно от тези хипи правителства, където всеки гласува за нещо и държи речи на общински срещи и подобни глупости. Не. Представи си фашистка Италия от 1938 г. Представи си Северна Корея на Ким Чен Ун и ще се доближиш до идеята как еукариотните клетки движат бизнеса си. Нека започнем с границите на града. С доближаването на град Еукариополис ще забележиш неща, които един традиционен град няма. Наричат се реснички или камшичета. Някои еукариотни клетки имат едната или другата от тези структури. Ресничките са множество малки ръчички, които шават насам-натам. Камшичетата са дълги опашки, подобни на камшик. Някои клетки нямат нито едното. Сперматозоидите например имат камшиче, а клетките на дробовете и гърлото имат реснички. които избутват навън слуз от дробовете ни. Ресничките и камшичетата са направени от дълги протеинови нишки – микротубули. И двете имат една и съща основна структура. Девет двойки микротубули оформят кръг около две централни микротубули. Това често се нарича структура 9+2. Както и да е, само да те предупредя като приближаваш града, внимавай за ресничките и камшичетата. Ако преминеш през ресничките, ще се натъкнеш на клетъчната мембрана, която е нещо като клетъчната стена при растенията, но е мека. Тя обгражда града и всичките му компоненти и също следи за това какво влиза и какво излиза от клетката. Малко като фашистката гранична полиция. Клетъчната мембрана има избирателна пропускливост, което означава, че може да избира в повечето случаи кои молекули да допуска и кои не. Направил съм цяло видео върху това, което можеш да видиш тук. Важно е да се отбележи, че пейзажът в Еукариополис е доста мокър и джвакащ. Малко е като мочурище. Всяка еукариотна клетка е пълна с разтвор от вода и хранителни вещества, наречен цитоплазма. В цитоплазмата има скеле, което се казва цитоскелет. Реално това са множество протеинови нишки, които заздравяват клетката. Центрозомите са специална част от това скеле. Те свързват дълги микротубули от протеини, като арматура за скелета на строежа. Цитоплазмата предоставя необходимата инфраструктура за всички органели, за да вършат невероятната си работа. Изключение прави ядрото, което има нещо като собствена цитоплазма, нуклеоплазмата. Тя е по-луксозна, по-висококачествена среда, подхождаща на обичания лидер на клетката. Ще стигнем до това след малко. Първо, нека поговорим за магистралната система на клетката. Ендоплазменият ретикулум, наричан още ендоплазмена мрежа, е органел, който представлява мрежа от мембрани, които разнасят неща из клетката. Тези мембрани са фосфолипидни бислоеве, както в клетъчната мембрана. Има два типа ендоплазмени мрежи. Има гладки и грануларни– подобни са, но малко различни по форма и по функции. Грануларният изглежда зърнист, защото има рибозоми, прикрепени към него. А гладкият няма, затова е гладка мрежа от тръбички. Гладкият ретикулум играе ролята на заводски склад в клетъчния град. Съдържа ензими, които помагат при синтеза на важни липиди, които може би си спомняш от разговора ни за органичните молекули. Фосфолипиди и стероиди, които се превръщат в полови хормони и пр. Други ензими в гладката ендоплазмена мрежа специализират в пречистването на вещества като вредни лекарства и алкохол. Те го правят, като им добавят карбоксилна група и ги правят разтворими във вода. Накрая гладкият ретикулум пази и йони в разтвори, от които клетката може да се нуждае по-късно. Най-вече натриеви йони, които се използват за енергия в мускулните клетки. Гладкият ретикулум помага за създаването на липиди, докато грануларният помага в синтеза и пакетирането на протеини. Тези протеини са създадени от друг тип органели – рибозомите. Рибозомите могат да плават свободно в цитоплазмата или да се прикрепят за ядрената обвивка, от където са излезли първоначално. Тяхната работа е да сглобяват аминокиселини в полипептиди. Докато рибозомите строят веригата от аминокиселини, тя се избутва в ендоплазмената мрежа. Когато протеиновата верига е завършена, ретикулумът я срязва и изпраща към апарата на Голджи. В клетъчния град апаратът на Голджи е пощенската станция, която обработва протеините и ги опакова, преди да ги изпрати там, където трябва да отидат. Заради името апарат, си представяме, че той е някаква сложна машина, каквато отчасти е, защото е направен от тези пакети от мембранни пластове, които понякога се наричат тела на Голджи. Телата на Голджи могат да режат големи протеини на по-малки хормони и могат да комбинират протеини и въглехидрати, за да правят различни молекули... Например сополи. Телата пакетират тези малки неща в пакети, наречени секреторни мехурчета, които имат фосфолипидни стени, точно като основната клетъчна мембрана. После ги транспортират или към други части на клетката, или извън клетъчната стена. Ще научим повече за това как работят тези мехурчета в следващия епизод на курса. Телата на Голджи също довършват работата си при лизозомите. Лизозомите са реално заводите за отпадък и центровете за рециклиране на града. Тези органели са торбички, пълни с ензими, които разграждат клетъчните отпадъци и останки, външни за клетката, и ги превръщат в прости съединения, които се трансформират в цитоплазмата като нови строителни материали. Накрая нека си поговорим за ядрото, обичания лидер. Ядрото е високо специализиран органел, който живее в собствена двойна сигурна мембрана заедно с този малък приятел ядърцето. В клетката ядрото е шефът за много неща, защото съхранява клетъчната ДНК. То носи информацията, нужна на клетката, за да си върши работата. Ядрото пише всички закони за града и заповядва на другите органели как и кога да растат, какво да метаболизират, кои протеини да синтезират, как и къде да се делят. Ядрото прави всичко това, като използва информацията закодирана в ДНК, за да се синтезират протеини, което се използват за извършване на специфични задачи. Например на 1 януари 2012 г., да кажем, че клетка от черния дроб има нужда от помощ да разгради цяла бутилка шампанско. Ядрото в тази чернодробна клетка ще започне да казва на клетката да произведе алкохол-дехдрогеназа – ензим, който превръща алкохола в нещо друго. Този синтез на протеини е сложно нещо. За щастие имаме цяло видео за това как се случва. Ядрото пази ценната ДНК заедно с някои протеини във вид на хроматин – вещество, подобно на мрежа. Когато дойде време клетката да се дели, хроматинът се събира в пръчкоподобни хромозоми, всяка от които съдържа ДНК молекули. Различните видове животни имат различен брой хромозоми. Ние, хората, имаме 46. Винарките имат 8. Таралежите, които са възхитителни, но не толкова сложни като хората, имат 90. Ядърцето, което живее в ядрото, е единственят органел без собствена мембрана. То е просто лепкаво петънце в ядрото. Главната му работа е да създава рибозомна РНК, или рРНК, която комбинира с протеини, за да изгради основните части на рибозомите. Когато са готови тези части, ядърцето ги изплюва от ядрената обвивка, където те се събират в рибозоми. Ядрото след това изпраща заповеди под формата на информационна РНК, иРНК, към тези рибозоми. Те са вестоносците, които предават заповедите към останалите. Как точно правят това рибозомите е неимоверно сложно и невероятно. Толкова невероятно, че ще го разгледаме в самостоятелно видео. Сега идва най-готината част от животинската клетка – обективно казано, разбира се. Това са електроцентралите – митохондриите – тези издължени, овални органели, където се случва невероятният и супер важен процес на клетъчното дишане. Тук енергията се извлича от въглехидрати, мазнини и други горива и се трансформира в аденозинтрифосфат (ATФ), който е като основната валута, която движи живота в Еукариополис. Можеш да научиш повече за АТФ и дишането в специалния ни епизод, посветен на него. Разбира се, някои клетки като мускулните или нервните, се нуждаят от повече мощност, отколкото обикновените клетки в тялото. Затова те имат повече митохондрии на клетка. Може би най-якото нещо за митохондриите е, че преди много време са липсвали в животинската клетка. Съществували са като отделен вид бактериална клетка. Един ден едно от тези неща се е озовало в животинска клетка, вероятно защото тя се е опитвала да го погълне. Но вместо да го изяде, е осъзнала, че тези неща са супер умни и добри в превръщането на храната в енергия, и просто го е задържала. Запазила си го е. До ден днешен те действат малко като отделни организми. Те си вършат тяхната работа в клетката. Копират се. Дори съдържат малко количество ДНК. И за да стане още по-невероятно, ако е възможно това, тези митохондрии са в клетката на яйцеклетката, когато тя се опложда. Тези митохондрии имат ДНК. Понеже митохондриите се самокопират отделно, те не се смесват с ДНК от бащата. Това е майчината митохондриална ДНК. Което значи, че твоята и моята митохондриална ДНК са еднакви с митохондриалната ДНК на нашите майки. Понеже тази специална ДНК е изолирана по този начин, учените могат реално да проследят назад, назад и назад до единична митохондриална Ева, която е живяла преди 200 000 години в Африка. Цялата тази сложност, мистерия и красота на една клетка на твоето тяло. Сложно е, да. Но си струва да се разбере.