Τι είναι ένα κύτταρο;
Κύτταρο είναι η θεμελιώδης δομική και λειτουργική μονάδα οργάνωσης της ζωής. Μια από τις πιο σημαντικές γενικεύσεις της Βιολογίας είναι η κυτταρική θεωρία. Υπάρχουν δύο σημαντικές αρχές της κυτταρικής θεωρίας:
- Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα.
- Κάθε κύτταρο προέρχεται από προϋπάρχον κύτταρο
Τα έμβια όντα είναι χημικές οργανώσεις κυττάρων ικανά να αναπαράγονται.
Υπάρχουν πολλοί τύποι κυττάρων και κατηγορίες ανάμεσά τους. Υπάρχουν φυτικά κύτταρα, ζωικά κύτταρα, ευκαρυωτικά κύτταρα. προκαρυωτικά κύτταρα και πολλά άλλα. Επίσης μέσα σε κάθε κατηγορία υπάρχουν μικρότερες υποδιαιρέσεις που αφορούν σε ειδικές ιδιότητες ή λειτουργίες των κυττάρων. Τα κύτταρα εμφανίζουν σημαντική ποικιλομορφία στις ιδιότητες που βασίζεται σε διαφορετικές διατάξεις των συστατικών τους. Τα κύτταρα επίσης ποικίλουν σε μέγεθος, αν και τα περισσότερα εξ’ αυτών εμπίπτουν στο εύρος των 5 – 20 μm.
Ακόμη κι’ αν δεν υπάρχει αυτό που ονομάζεται “τυπικό κύτταρο”, εξ’ αιτίας των πολλών και διαφορετικών ειδών κυττάρων, οι βιολόγοι έχουν καθορίσει ότι υπάρχουν δύο βασικοί τύποι κυττάρων. Ποιοι είναι αυτοί οι 2 κυτταρικοί τύποι;
Τα κύτταρα χαρακτηρίζονται είτε ως προκαρυωτικά, είτε ως ευκαρυωτικά. Τα προκαρυωτικά είναι εμφανώς διαφορετικά από τα ευκαρυωτικά, στα δομικά τους χαρακτηριστικά. Μια κεντρική διαφορά μεταξύ των δύο αυτών κυτταρικών τύπων, είναι ότι τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν έχουν πυρηνική μεμβράνη, χαρακτηριστική των ευκαρυωτικών κυττάρων. Τα προκαρυωτικά κύτταρα έχουν μια πυρηνική περιοχή στην οποία συγκεντρώνεται το γενετικό υλικό (DNA). Τα ευκαρυωτικά κύτταρα διαθέτουν πυρήνα που περιβάλλεται από διπλή στοιχειώδη μεμβράνη. Ο ευκαρυωτικός πυρήνας περιέχει το DNA, το οποίο συνδέεται με πρωτεΐνες και οργανώνεται σε χρωμοσώματα.
Τα βακτήρια και τα κυανοπράσινα φύκη, είναι μονοκύτταροι προκαρυωτικοί οργανισμοί. Άλλοι οργανισμοί, όπως για παράδειγμα πρωτόζωα, φύκη, μύκητες, ανώτερα φυτά και ζώα, είναι ευκαρυωτικοί. Στο εσωτερικό των ευκαρυωτικών κυττάρων, εντοπίζονται διακριτές περιοχές, οι οποίες συνήθως διαχωρίζονται από το υπόλοιπο του κυττάρου με μεμβράνες. Αυτές ονομάζονται μεμβρανώδη υποκυτταρικά οργανίδια. Επιτελούν ειδικές κυτταρικές λειτουργίες, όπως για παράδειγμα η αναπνοή και η φωτοσύνθεση. Τα ένζυμα για τις διεργασίες αυτές, εντοπίζονται εντός των μεμβρανών των μιτοχονδρίων και χλωροπλαστών αντίστοιχα. Στα προκαρυωτικά κύτταρα δεν υπάρχουν τέτοιου είδους μεμβρανώδη οργανίδια. Εκεί τα αναπνευστικά και φωτοσυνθετικά ένζυμα, δεν συγκεντρώνονται σε διακριτά οργανίδια, παρ’ ότι εμφανίζουν οργανωμένη διάταξη. Τα προκαρυωτικά κύτταρα, δεν έχουν ενδοπλασματικό δίκτυο, σύμπλεγμα Golgi, λυσοσώματα και πλαστίδια. Εν κατακλείδι, τα προκαρυωτικά, δεν διαθέτουν εσωτερική μεμβρανώδη δομή, χαρακτηριστική των ευκαρυωτικών κυττάρων.
Υπάρχουν κι’ άλλες διαφορές μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων. Τα ριβοσώματα των προκαρυωτικών, είναι μικρότερα από εκείνα των ευκαρυωτικών. Τα μαστίγια των βακτηρίων, είναι δομικά διαφορετικά από τα ευκαρυωτικά μαστίγια. Το κυτταρικό τοίχωμα των βακτηρίων και κυανοπρασίνων φυκών συνήθως περιέχει μουραμικό οξύ (muramic acid), μια ουσία η οποία δεν περιέχεται στα φυτικά κυτταρικά τοιχώματα και τα κυτταρικά τοιχώματα των μυκήτων.
Κύρια συστατικά και δομές ενός ευκαρυωτικού κυττάρου.
Οι μεμβράνες είναι κρίσιμο συστατικό, και για τα ζωικά και για τα φυτικά κύτταρα. Η πλασματική μεμβράνη περιβάλλει το κύτταρο και εξυπηρετεί το διαχωρισμό της εσωτερικής ζωντανής ύλης, από το εξωτερικό περιβάλλον. Τα φυτικά κύτταρα έχουν επιπροσθέτως, ένα κυτταρικό τοίχωμα εξωτερικά της πλασματικής μεμβράνης. Αποτελείται κυρίως από κυτταρίνη, και είναι αρκετά άκαμπτο αλλά διαπερατό. Η εκλεκτικότητα των υλικών (ουσιών) που εισέρχονται στα φυτικά κύτταρα δεν είναι λειτουργία του κυτταρικού τοιχώματος, αλλά της πλασματικής μεμβράνης. Οι μεμβράνες είναι επίσης παρούσες στο εσωτερικό του κυττάρου, διαιρώντας το κύτταρο σε διαμερίσματα διακριτά σε τύπο και λειτουργία. Όλες οι μεμβράνες αποτελούνται βασικά από λιπίδια και πρωτεΐνες. Γι’ αυτό το λόγο η πλασματική μεμβράνη και οι εσωτερικές μεμβράνες του κυττάρου ονομάζονται βασικές μεμβράνες (Unit Membranes). Οι δομές στο κυτταρόπλασμα είναι γνωστές ως οργανίδια. Όταν αυτά περιβάλλονται από μεμβράνη, ονομάζονται μεμβρανώδη οργανίδια.
