Qeliza

Qeliza është njësia themelore ndertimore dhe funksionale e të gjitha qenieve të gjalla.

Çdo qelizë që të mbahet në jetë duhet ti ketë së paku këto tri sisteme:

• Sistemi i membranave
• Sistemi që furnizon qelizën me energji
• Sistemi i autoreproduksionit

Struktura e një qelize shtazore

Qeliza (nga latinishtja cella, që do të thotë "dhomë e vogël" ) është njësia themelore strukturore, funksionale dhe biologjike e organizmave. Një qelizë është njësia më e vogël e jetës . Qelizat shpesh quhen "blloqe ndërtimi të jetës". Studimi i qelizave quhet biologjia e qelizave, biologjia qelizore ose citologjia.

Qelizat përbëhen nga citoplazma mbyllur brenda një membrane, e po cila përmban shumë biomolekula të tilla si proteina dhe acide nukleike . Numri i qelizave në bimë dhe kafshë ndryshon nga specia në specie, mendohet se njerëzit përmbajnë diku rreth 40 trilion (4 × 10 ¹³ ) qeliza. Shumica e qelizave bimore dhe shtazore janë të dukshme vetëm nën një mikroskop, me dimensione midis 1 dhe 100   mikrometra .

Qelizat u zbuluan nga Robert Hook në 1665, i cili i quajti ato për ngjashmërinë e tyre me qelizat e banuara nga murgjit e krishterë në një manastir . Teoria e qelizave, e zhvilluar për herë të parë në 1839 nga Matthias Jakob Schleiden dhe Theodor Schwann, thotë se të gjithë organizmat janë të përbërë nga një ose më shumë qeliza, që qelizat janë njësia themelore e strukturës dhe funksionit në të gjithë organizmat e gjallë dhe se të gjitha qelizat vijnë nga para qelizat ekzistuese. Qelizat u shfaqën në Tokë të paktën 3.5 miliardë vjet më parë.

Llojet e qelizave

Qelizat janë të dy llojeve: eukariotike, të cilat përmbajnë një bërthamë, dhe prokariotike, të cilat jo. Prokariotët janë organizma njëqelizorë, ndërsa eukariotët mund të jenë njëqelizorë ose shumëqelizorë .

Qelizat prokariotike

Struktura e një qelize tipike prokariotike

Kanë stukturë të thjeshtë. Janë të mbështjella me membranë të trashë qelizore, kanë murë të fortë qelizor. Nuk kanë bërthamë të vërtetë, të rrethuar me membranë por kanë masën e bërthamës, kanë vakuola dhe përmbajnë enëzime respiratore dhe ribozome.

Në prokariot bëjnë pjesë eubakteriet dhe algat blu të gjelbërta.

Prokariotët përfshijnë bakteret dhe arkeat, dy nga tre domenet e jetës . Qelizat prokariote ishin forma e parë e jetës në Tokë, e karakterizuar duke pasur procese jetësore jetësore përfshirë sinjalizimin e qelizave . Ato janë më të thjeshta dhe më të vogla se qelizat eukariote, dhe kanë mungesë organelesh të lidhura me membranë siç është bërthama . ADN e një qelize prokariote përbëhet nga një kromozom rrethor i vetëm që është në kontakt të drejtpërdrejtë me citoplazmën . Regjioni bërthamor në citoplazmë quhet nukleoid . Shumica e prokariotëve janë më të vegjlit nga të gjithë organizmat që variojnë nga 0,5 deri në 2.0   μm në diametër.

Një qelizë prokariotike ka tre zona ndërtuese:

• Rrotull qelizës gjendet cipa - përgjithësisht e përbërë nga një membranë plazmatike e mbuluar nga një mur qelizor i cili, për disa baktere, mund të mbulohet më tej nga një shtresë e tretë e quajtur kapsula . Megjithëse shumica e prokariotëve kanë një membranë qelizore dhe një mur qelizor, ekzistojnë përjashtime të tilla si Mycoplasma (bakteret) dhe Thermoplasma (arkea) të cilat posedojnë vetëm shtresën e membranës qelizore.Cipa i jep ngurtësi qelizës dhe ndan brendësinë e qelizës nga ambienti i saj, duke shërbyer si një filtër mbrojtës. Muri qelizor përbëhet nga peptidoglikani në baktere, dhe vepron si një pengesë shtesë kundër forcave të jashtme. Gjithashtu parandalon që qeliza të zgjerohet dhe shpërthejë (citoliza) nga presioni osmotik për shkak të një ambienti hipotonik . Disa qeliza eukariote (qelizat bimore dhe qelizat kërpudhore ) gjithashtu kanë një mur qelizor.
• Brenda qelizës është zona citoplazmike që përmban gjenomin (ADN), ribozomet. Materiali gjenetik gjendet lirshëm në citoplazmë. Prokariotët mund të mbajnë elemente të ADN-së ekstrakromozomale të quajtura plazmide, të cilat zakonisht janë rrethore. Plazmidet bakteriale lineare janë identifikuar në disa lloje të baktereve spirochete, duke përfshirë anëtarët e gjinisë Borrelia veçanërisht Borrelia burgdorferi, e cila shkakton sëmundjen Lyme. Megjithëse nuk formon një bërthamë, ADN-ja kondensohet në një nukleoid . plasmids kodojnë gjenet shtesë, siç janë gjenet e rezistencës ndaj antibiotikëve .
• Nga ana e jashtme, flagella dhe pilus. Ka struktura (jo të pranishme në të gjitha prokariotet) të përbëra nga proteina që lehtësojnë lëvizjen dhe komunikimin midis qelizave.

Struktura e një qelize tipike shtazore

Struktura e një qelize tipike bimore

Qelizat eukariote janë të diferencuara në citoplazmë dhe bërthamë.

Në citoplazmën e qelizave eukariote gjendem:

Retikulumi endoplazmatik

Aparati i golxhit

Mitokondriet

Kloroplastet

Ribozomet

Polizomet etj.

Bimët, kafshët, kërpudhat, myku i hollë, protozoarët dhe algat janë të gjitha eukariote . Këo qeliza janë rreth pesëmbëdhjetë herë më të gjera se një prokariote tipike dhe mund të jenë deri në një mijë herë më të mëdha në vëllim. Karakteristika kryesore dalluese e eukarioteve në krahasim me prokariotët është ndarja : prania e organeleve (ndarjeve) të lidhura me membranën, në të cilat zhvillohen aktivitete specifike. Më e rëndësishmja midis këtyre është një bërthamë qelizore, një organelë që strehon ADN-në e qelizës. Kjo bërthamë i jep e plazmatike i ngjan asaj të prokariotëve në funksion, me ndryshime të vogla në konfigurim. Muret e qelizave mund ose nuk mund të jenë të pranishme.

• ADN eukariotike është e organizuar në një ose më shumë molekula lineare, të quajtura kromozome, të cilat shoqërohen me proteina të histonit . E gjithë ADN-ja kromozomale ruhet në bërthamën e qelizës, e ndarë nga citoplazma nga një membranë. Disa organele eukariote si mitokondria përmbajnë edhe disa ADN.
• Shumë qeliza eukariotike janë të cilionuara me qilar primar . Ciliet primare luajnë role të rëndësishme në kimosensimin, mekanizimin dhe termosensimin. Eachdo cilium në këtë mënyrë mund të "shikohet si një antenë qelizore shqisore që koordinon një numër të madh të rrugëve të sinjalizimit qelizor, duke bashkuar ndonjëherë sinjalizimin me lëvizshmërinë ciliare ose në mënyrë alternative me ndarjen dhe diferencimin e qelizave."
• Eukariotet lëvizshme mund të lëvizë duke përdorur aftësi lëvizore qerpik ose flagjelat . Qelizat lëvizëse mungojnë në halorë dhe bimë të lulëzuar . Flagella eukariote është më komplekse sesa ajo e prokariotëve.

Krahasimi i veçorive të qelizave prokariote dhe eukariote

	Prokariotë	Eukarioteve
Organizmat tipikë	baktere, arkeje	protistë, kërpudha, bimë, kafshë
Madhësia tipike	– 1–5   μm	10–100   μm
Lloji i bërthamës	zona nukleoide ; nuk ka bërthamë të vërtetë	bërthama e vërtetë me membranë të dyfishtë
ADN	rrethore (përgjithësisht)	molekula lineare ( kromozome ) me proteina histone
Sinteza e ARN / proteinave	e shoqëruar në citoplazmë	Sinteza e ARN-së në bërthamë </br> sinteza e proteinave në citoplazmë
Ribozomet	50S dhe 30S	60S dhe 40S
Struktura citoplazmike	shumë pak struktura	shumë e strukturuar nga endomembranat dhe nga një citoskelet
Lëvizja e qelizave	flagellë e bërë nga flagellin	flagella dhe cilia që përmbajnë mikrotubula ; lamellipodia dhe filopodia që përmbajnë actin
Mitokondria	asnje	një deri në disa mijëra
Kloroplaste	asnje	në alga dhe bimë
Organizimi	zakonisht qelizat e vetme	qeliza të vetme, koloni, organizma shumëqelizorë më të lartë me qeliza të specializuara
Ndarja e qelizave	ndarje binare (ndarje e thjeshtë)	mitoza (çarje ose lulëzim) </br> mejoza
Kromozome	kromozom i vetëm	më shumë se një kromozom
Membranat	membranë qelizore	Membrana qelizore dhe organelet e lidhura me membranën

Përbërësit nënqelizorë

Të gjitha qelizat, qoftë prokariote, qoftë eukariote, kanë një membranë që mbështjell qelizën, shërben si rregullator i atyre që hyjnë dhe dalin prej qelizës (selektivisht e përshkueshme), dhe ruan potencialin elektrik të qelizës . Brenda membranës, citoplazma merr pjesën më të madhe të vëllimit të qelizës. Të gjitha qelizat (përveç qelizave të kuqe të gjakut që kanë mungesë të bërthamës qelizore dhe shumica e organeleve për të akomoduar hapësirën maksimale për hemoglobinë ) posedojnë ADN, materialin trashëgimor të gjeneve dhe ARN, që përmbajnë informacionin e nevojshëm për ndërtimin e proteinave të ndryshme si enzimat, makineritë kryesore të qelizave . Ekzistojnë edhe lloje të tjera të biomolekulave në qeliza. Ky artikull rendit këto përbërës kryesorë qelizorë, pastaj përshkruan shkurtimisht funksionin e tyre.

Membrana

Diagrami i hollësishëm i membranës qelizore lipidike me shtresë të dyfishtë

Membrana qelizore, ose membrana plazmatike, është një membranë biologjike që rrethon citoplazmën e një qelize. Tek kafshët, membrana plazmatike është kufiri i jashtëm i qelizës, ndërsa tek bimët dhe prokariotët zakonisht është e mbuluar nga një mur qelizor . Kjo membranë shërben për të ndarë dhe mbrojtur një qelizë nga mjedisi i saj përreth dhe ndërtohet kryesisht nga një shtresë e dyfishtë e fosfolipideve, të cilat janë amfifile (pjesërisht hidrofobike dhe pjesërisht hidrofile ). Prandaj, shtresa quhet dyshtresori fosfolipid, ose nganjëherë një membranë mozaiku fluide. E përfshirë në këtë membranë është një shumëllojshmëri e molekulave proteinike që veprojnë si kanale dhe pompa që lëvizin molekula të ndryshme brenda dhe jashtë qelizës. Membrana është gjysmë e përshkueshme, dhe selektive e përshkueshme, pasi mund të lejojë që një substancë ( molekulë ose jon ) të kalojë lirshëm, të kalojë në një masë të kufizuar ose të mos kalojë fare. Membranat sipërfaqësore të qelizave përmbajnë gjithashtu proteina të receptore që lejojnë qelizat të zbulojnë molekulat e sinjalizimit të jashtëm siç janë hormonet .

Citoskeleti

Një imazh fluoreshent i një qelize endoteliale. Bërthamat janë njolla blu, mitokondria paraqitet me njolla të kuqe, dhe mikrofilamentet janë me jeshile.

Citoskeletoni vepron për të organizuar dhe ruajtur formën e qelizës; mban organelet të fiksuara; ndihmon gjatë endocitozës, pra marrjes së materialeve të jashtme nga një qelizë, dhe citokinesis, pra ndarja e qelizës bijë pas ndarje qelizore ; dhe i drejton pjesët e qelizës në proceset e rritjes dhe lëvizshmërisë. Citoskeletoni eukariotik përbëhet nga mikrofilamente, filamente të ndërmjetëm dhe mikrotubula .Ekzistojnë një numër i madh i proteinave të lidhura me to, secila kontrollon strukturën e një qelize duke drejtuar e bashkuar filamentet. Citoskeletoni prokariotik është më pak i studiuar mirëpo është i përfshirë në mirëmbajtjen e formës së qelizave, polaritetit dhe citokinesis. Proteina e nënrenditur e mikrofilamenteve është një proteinë e vogël monomerike e quajtur actin . Njësia përbërëse e mikrotubulave është një molekulë dimerike e quajtur tubulinë . Fijet e ndërmjetme janë heteropolimerë nënndarjet e të cilave ndryshojnë midis llojeve të qelizave në inde të ndryshme. Por disa nga proteina nënrenditëse të filamenteve të ndërmjetëm përfshijnë vimentin, desmin, lamin ( laminat A, B dhe C), keratin (keratin të shumta acidike dhe bazike), proteina të neurofilamentit (NF-L, NF-M).

Materiali gjenetik

Ekzistojnë dy lloje të ndryshme të materialit gjenetik: acidi deoksiribonukleik (ADN) dhe acidi ribonukleik (ARN). Qelizat përdorin ADN për ruajtjen e informacionit të tyre afatgjatë. Informacioni biologjik që përmban një organizëm është i koduar në sekuencën e tij të ADN-së. ARN përdoret për transportin e informacionit (p.sh., mRNA ) dhe funksionet enzimatike (p.sh. ARN ribozomale ). Molekulat e ARN (tRNA) transferuese përdoren për të shtuar aminoacide gjatë përkthimit të proteinave.

Materiali gjenetik prokariotik organizohet në një kromozom të thjeshtë bakterial rrethor në rajonin nukleoid të citoplazmës. Materiali gjenetik eukariotik është i ndarë në molekula të ndryshme lineare, të quajtura kromozome brenda një bërthame diskrete, zakonisht me material gjenetik shtesë në disa organelë si mitokondria dhe kloroplastet (shiko teorinë endosimbiotike ).

Një qelizë njerëzore ka material gjenetik të përmbajtur në bërthamën e qelizës ( gjenomin bërthamor ) dhe në mitokondri ( gjenomë mitokondriale ). Tek njerëzit gjenomi bërthamor është i ndarë në 46 molekula lineare të ADN-së që quhen kromozome, duke përfshirë 22 çifte kromozome homologe dhe një palë kromozome seksi . Gjenoma mitokondriale është një molekulë ADN-je rrethore që dallohet nga ADN-ja bërthamore. Megjithëse ADN-ja mitokondriale është shumë e vogël në krahasim me kromozomet nukleare, kodon 13 proteina të përfshira në prodhimin e energjisë mitokondriale dhe tRNA të veçanta.

Materiali gjenetik i huaj (më së shpeshti ADN) gjithashtu mund të futet artificialisht në qelizë nga një proces i quajtur transfeksion . Kjo mund të jetë kalimtare, nëse ADN-ja nuk futet në gjenomën e qelizës, ose është e qëndrueshme, nëse është. Disa viruse gjithashtu futin materialin e tyre gjenetik në gjenom.

Organelet

Organelet janë pjesë të qelizës të cilat janë të adaptuara dhe / ose të specializuara për kryerjen e një ose më shumë funksioneve jetësore, analoge me organet e trupit të njeriut (të tilla si zemra, mushkëritë dhe veshkat, me secilin organ që kryen një funksion të ndryshëm). Të dy qelizat eukariote dhe ato prokariotike kanë organele, por organelet prokariotike janë përgjithësisht më të thjeshta dhe nuk janë të lidhura me membranë.

Ekzistojnë disa lloje organelesh në një qelizë. Disa (të tilla si bërthama dhe aparatet golgi ) janë tipike të vetmuar, ndërsa të tjerët (të tilla si mitokondria, kloroplastet, peroksisomet dhe lizozomet ) mund të jenë të shumta (qindra deri në mijëra). Citosoli është lëngu xhelatinoz që mbush qelizën dhe rrethon organelet.

Eukariotikët

Qelizat e kancerit të njeriut, konkretisht qelizat HeLa, me ADN të shfaqur në ngjyrë blu. Qeliza qendrore dhe e djathtë janë në interfazë, kështu që ADN-ja e tyre është e shpërndarë dhe të gjitha bërthamat etiketohen. Qeliza në të majtë po kalon në mitozë dhe kromozomet e saj janë kondensuar.

• Bërthama qelizore: Qendra e informacionit të një qelize, bërthama e qelizës është organelja më e dukshme që gjendet në një qelizë eukariote . Ajo strehon kromozomet e qelizës dhe është vendi ku ndodhin pothuajse të gjitha replikimet e ADN- së dhe sinteza e ARN- së ( transkriptimi ). Bërthama është sferike dhe e ndarë nga citoplazma nga një membranë e dyfishtë e quajtur zarf bërthamor . Zarfi bërthamor izolon dhe mbron ADN-në e një qelize nga molekula të ndryshme që mund të dëmtojnë aksidentalisht strukturën e saj ose të ndërhyjnë në përpunimin e saj. Gjatë përpunimit, ADN-ja transkriptohet, ose kopjohet në një ARN të veçantë, të quajtur ARN mesazher (mRNA). Kjo mRNA transportohet më pas nga bërthama, ku përkthehet në një molekulë proteine specifike. Janë mbledhur është një rajon i specializuar brenda bërthamës ku ribosomeve janë mbledhur. Në prokariotët, përpunimi i ADN-së bëhet në citoplazmë .
• Mitokondria dhe Kloroplastet : gjenerojnë energji për qelizën. Mitokondritë janë organele vetë-zëvëndësuese që shfaqen në numra, forma dhe madhësi të ndryshme në citoplazmën e të gjitha qelizave eukariote. Frymëmarrja ndodh në mitokondrinë e qelizës, e cila gjeneron energjinë e qelizës me anë të fosforilimit oksidativ, duke përdorur oksigjenin për të lëshuar energjinë e ruajtur në lëndë ushqyese qelizore (tipike që i përkasin glukozës ) për të gjeneruar ATP . Mitokondria shumohet me ndarje binare, si prokariotët. Kloroplastet gjenden vetëm në bimë dhe algë, dhe ata kapin energjinë e diellit për të prodhuar karbohidrate përmes fotosintezës .

Diagrami i sistemit endomembran

• Retikulumi endoplazmatik: (RE) është një rrjet i transportit për molekulat e synuar për ndryshime të caktuara dhe destinacione të veçanta, në krahasim me molekula që noton lirshëm në citoplazmë. RE ka dy forma: RE i ashpër, i cili ka ribozome në sipërfaqen e tij që sekretojnë proteina në RE, dhe RE të lëmuar, i cili nuk ka ribozome. RE i lëmuar luan një rol në sekuestrimin dhe lëshimin e kalciumit.
• Aparati i Golxhit : Funksioni parësor i aparatit Golxhi është të përpunojë dhe paketojë makromolekulat siç janë proteinat dhe lipidet që sintetizohen nga qeliza.
• Lizozomet dhe Peroksizomat : Lizozomet përmbajnë enzima tretëse ( hidrolaza acid). Ata tretin organelet e tepërta ose të djegur, grimcat e ushqimit dhe viruset e përfshira ose bakteret . Peroksizomat kanë enzima që heqin qelizën e peroksidëve toksikë. Qeliza nuk do mund të strehojë këto enzima shkatërruese nëse ato nuk do të ishin të mbështjella nga një sistem i lidhur me membranë.
• Centrozomet : organizatori i citoskeletit: Centrozomet prodhojnë mikrotubulat e një qelize - një përbërës kryesor i citoskeletit . Drejton transportin përmes RE dhe aparatit Golxhi . Centrozomet përbëhen nga dy centriole, të cilat ndahen gjatë ndarjes së qelizave dhe ndihmojnë në formimin e gishtit mitotik . Një centrozomë e vetme është e pranishme në qelizat e kafshëve . Ato gjenden gjithashtu në disa qeliza kërpudhash dhe algash.
• Vakuolat : produktet e mbeturinave të sekuencave të vakumit dhe në qelizat bimore ruajnë ujin. Ato shpesh përshkruhen si hapësirë e mbushur me lëng dhe rrethohen nga një membranë. Disa qeliza, veçanërisht Amoeba, kanë vakuola kontraktuese, të cilat mund të pompojnë ujin jashtë qelizës nëse ka shumë ujë. Vakuolat e qelizave bimore dhe qelizave kërpudhore janë zakonisht më të mëdha se ato të qelizave shtazore.

Eukariotikët dhe Prokariotët

• Ribozomet : ribozomi është një kompleks i madh i ARN dhe molekulave të proteinave . Ato përbëhen nga dy njësi, dhe veprojnë si një linjë montimi ku ARN nga bërthama përdoret për të sintetizuar proteinat nga aminoacidet. Ribozomet mund të gjenden ose që lundrojnë lirshëm ose të lidhur në një membranë (retikula e përafërt endoplazmatike në eukariotet, ose membrana qelizore në prokariotet).

Strukturat jashtë membranës qelizore

Shumë qeliza gjithashtu kanë struktura të cilat ekzistojnë tërësisht ose pjesërisht jashtë membranës qelizore. Këto struktura janë të dukshme sepse nuk mbrohen nga mjedisi i jashtëm nga membrana qelizore gjysmë e përshkueshme . Në mënyrë që të grumbullohen këto struktura, përbërësit e tyre duhet të transportohen nëpër membranën qelizore nga proceset e eksportit.

Muri qelizor

Shumë lloje të qelizave prokariote dhe eukariote kanë një mur qelizor . Muri qelizor vepron për të mbrojtur qelizën në mënyrë mekanike dhe kimike nga mjedisi i tij, dhe është një shtresë shtesë e mbrojtjes ndaj membranës qelizore. Lloje të ndryshme qelizash kanë mure qelizore të përbërë nga materiale të ndryshme; muret e qelizave bimore përbëhen kryesisht nga celuloza, muret e qelizave të kërpudhave përbëhen nga kitina dhe muret qelizore të baktereve përbëhen nga peptidoglikani .

Prokariotët

Kapsula

Një kapsulë xhelatinoze është e pranishme në disa baktere jashtë membranës qelizore dhe murit qelizor. Kapsula mund të jetë polisakaride si në pneumokokë, meningokokë ose polipeptid si tek Bacillus anthracis ose acid hialuronik si tek streptokokët . Kapsulat nuk shënohen nga protokolet normale të ngjyrosjes dhe mund të zbulohen nga boja e Indisë ose metil blu ; i cili lejon kontrast më të lartë midis qelizave për vëzhgim.

Flagjelat

Flagella janë organelë për lëvizshmëri qelizore. Flagjela bakteriale shtrihet nga citoplazma nëpër membranën qelizore dhe ekstrudon nëpër murin e qelizës. Ato janë shtojca të gjata dhe të trasha si fijet, me përbërje proteine. Një lloj tjetër i flagelumit gjendet në arkeje dhe një lloj tjetër gjendet në eukariotet.

Fimbria

Fimbria e njohur edhe si pilus është një fije e shkurtër, e hollë, si flokët, që gjendet në sipërfaqen e baktereve. Fimbria formohet nga një proteinë e quajtur pilin ( antigjenik ) dhe janë përgjegjës për ngjitjen e baktereve në receptorët specifikë të qelizave njerëzore.

Proceset qelizore

Prokariotët ndahen me ndarje binare, ndërsa eukariotët ndahen me mitozë ose meiozë .

Replikimi

Ndarja e qelizave përfshin një qelizë të vetme (të quajtur qelizë nënë ) që ndahet në dy qeliza bijë. Kjo çon në rritjen e organizmave shumëqelizorë (rritjen e indeve ) dhe në prodhimin ( riprodhimin vegjetativ ) në organizmat njëqelizor . Qelizat prokariote ndahen me ndarje binare, ndërsa qelizat eukariote zakonisht i nënshtrohen një procesi të ndarjes bërthamore, të quajtur mitozë, e ndjekur nga ndarja e qelizës, e quajtur citokinesis . Një qelizë diploide gjithashtu mund të pësojë meiozë për të prodhuar zakonisht katër qeliza haploide. Qelizat Haploide shërbejnë si gamete në organizmat shumëqelizorë, duke shkaktuar krijimin e qelizave të reja diploide.

Kopjimi i ADN-së, ose procesi i kopjimit të gjenomit të një qelize, ndodh gjithmonë kur një qelizë ndahet përmes mitozës ose ndarjes binare. Kjo ndodh gjatë fazës S të ciklit qelizor .

Në meiozë, ADN-ja përsëritet vetëm një herë, ndërsa qeliza ndahet dy herë. Replikimi i ADN-së ndodh vetëm para mejozës I. Përsëritja e ADN-së nuk ndodh kur qelizat ndahen për herë të dytë, në mejozë II . Replikimi, si të gjitha aktivitetet qelizore, kërkon proteina të specializuara për kryerjen e punës.

Një skicë e katabolizmit të proteinave, karbohidrateve dhe yndyrave

Rritja dhe metabolizmi

Një përmbledhje e sintezës së proteinave.
Brenda bërthamës së qelizës ( blu e çelët ), gjenet (ADN, blu e errët ) transkriptohen në ARN . Kjo ARN i nënshtrohet më pas modifikimit dhe kontrollit pas transkriptimit, duke rezultuar në një mRNA të pjekur (të kuqe ) e cila më pas transportohet jashtë bërthamës drejt citoplazmës (kafe), ku i nënshtrohet përkthimit gjenetik në një proteinë. mRNA përkthehet nga ribozomet ( vjollcë ) që përputhen me kodonët tre-bazës së mRNA me antikodonët tre-bazësë të tRNA -së së përshtatshme. Proteinat e reja të sintetizuara (të zeza ) shpesh modifikohen më tej, siç janë lidhja me një molekulë efektore ( portokalli ) për t'u bërë plotësisht aktive.

Midis ndarjeve të njëpasnjëshme të qelizave, qelizat rriten përmes funksionimit të metabolizmit qelizor. Metabolizmi i qelizave është procesi me të cilin qelizat individuale përpunojnë molekula ushqyese. Metabolizmi ka dy ndarje të dallueshme: katabolizëm, në të cilën qeliza zbërthen molekula komplekse për të prodhuar energji dhe ul fuqi, dhe anabolizëm, në të cilin qeliza përdor energji dhe zvogëlon fuqinë për të ndërtuar molekula komplekse dhe të kryejë funksione të tjera biologjike. Sheqernat komplekse të konsumuara nga organizmi mund të ndahen në molekula më të thjeshta sheqeri, të quajtura monosakaride si glukoza . Pasi ndodhet brenda qelizës, glukoza zbërthehet për të bërë adenozinë trifosfat ( ATP ), një molekulë që posedon energji lehtësisht të disponueshme, përmes dy rrugëve të ndryshme.

Sinteza e proteinave

Qelizat janë të afta të sintetizojnë proteina të reja, të cilat janë thelbësore për modulimin dhe mirëmbajtjen e aktiviteteve qelizore. Ky proces përfshin formimin e molekulave të reja të proteinave nga blloqet e ndërtimit të aminoacideve bazuar në informacionin e koduar në ADN / ARN. Sinteza e proteinave në përgjithësi përbëhet nga dy hapa kryesore: transkriptimi dhe përkthimi .

Transkriptimi është procesi kur informacioni gjenetik në ADN përdoret për të prodhuar një fije ARN plotësuese. Kjo fije ARN përpunohet më pas për t'i dhënë ARN-së mesazhere (mRNA), e cila është e lirë të migrojë nëpër qelizë. Molekulat e mRNA lidhen me komplekset proteinë-ARN të quajtura ribozome të vendosura në citosol, ku ato përkthehen në sekuenca polipeptidike. Ribozomi ndërmjetëson formimin e një sekuence polipeptide bazuar në sekuencën e mRNA. Sekuenca e mRNA lidhet drejtpërdrejt me sekuencën e polipeptidit duke u detyruar të transferoni molekula të përshtatësit të ARN (tRNA) në xhepa lidhës brenda ribozomit. Polipeptidi i ri pastaj del në një molekulë proteine funksionale tre-dimensionale.

Lëvizshmëria

Organizmat njëqelizorë mund të lëvizin për të gjetur ushqim ose për t'iu shpëtuar grabitqarëve. Mekanizmat e zakonshëm të lëvizjes përfshijnë flagellën dhe cilet .

Në organizmat shumëqelizorë, qelizat mund të lëvizin gjatë proceseve të tilla si shërimi i plagëve, reagimi imunitar dhe metastazat e kancerit . Për shembull, tek kafshët, për shërimin e plagëve, qelizat e bardha të gjakut lëvizin në vendin e plagës për të vrarë mikroorganizmat që shkaktojnë infeksion. Lëvizshmëria e qelizave përfshin shumë receptorë, ndërlidhje, bashkim, lidhës, ngjitje, motorik dhe proteina të tjera. Procesi ndahet në tre hapa - zgjatja e skajit kryesor të qelizës, ngjitja e skajit kryesor dhe bashkëngjitja në trupin e qelizës dhe pjesën e pasme, kontraktimi citoskeletal për të tërhequr qelizën përpara. Çdo hap drejtohet nga forcat fizike të krijuara nga segmente të veçanta të citoskeletit.

Organizimi shumëqelizor

Specializimi i qelizave

Njollë e një Caenorhabditis elegans e cila nënvizon bërthamat e qelizave të saj.

Organizmat shumëqelizorë janë organizma që përbëhen nga më shumë se një qelizë, në kontrast me organizmat njëqelizorë .

Në organizmat komplekse shumëqelizorë, qelizat specializohen në lloje të ndryshme qelizash që janë përshtatur për funksione të veçanta. Në gjitarët, llojet kryesore të qelizave përfshijnë qelizat e lëkurës, qelizat e muskujve, neuronet, qelizat e gjakut, fibroblastet, qelizat burimore dhe të tjerët. Llojet e qelizave ndryshojnë si nga pamja ashtu edhe nga funksioni, megjithatë janë gjenetikisht identikë. Qelizat janë në gjendje të jenë të të njëjtit gjenotip, por të llojit të qelizave të ndryshme për shkak të shprehjes diferenciale të gjeneve që ato përmbajnë.

Shumica e llojeve të qelizave të dallueshme lindin nga një qelizë e vetme totipotente, e quajtur zigotë, që diferencohet në qindra lloje të ndryshme qelizash gjatë rrjedhës së zhvillimit . Diferencimi i qelizave drejtohet nga shkaqe të ndryshme mjedisore (të tilla si ndërveprimi qelizë-qelizë) dhe ndryshime brenda saj (siç janë ato të shkaktuara nga shpërndarja e pabarabartë e molekulave gjatë ndarjes ).

Organizimi shumëqelizor

Organizimi shumëqelizor është zhvilluar në mënyrë të pavarur të paktën 25 herë, duke përfshirë në disa prokariotë si cyanobacteria, myxobacteria, aktinomiceteve, multicellularis Magnetoglobus ose Methanosarcina . Sidoqoftë, organizmat komplekse shumëqelizorë kanë evoluar vetëm në gjashtë grupe eukariotike: kafshë, kërpudha, alga kafe, algat e kuqe, algat jeshile dhe bimët. Ai evoluoi në mënyrë të përsëritur për bimët ( Chloroplastida ), një ose dy herë për kafshët, një herë për algat kafe, dhe ndoshta disa herë për kërpudhat, mykët e skorjeve dhe algat e kuqe . Organizimi shumëqelizor mund të ketë evoluar nga kolonitë e organizmave të ndërvarur, nga qelizat, ose nga organizmat në marrëdhënie simbiotike .

Dëshmia e parë të organizimit shumëqelizor është nga organizmat në formë cianobaktere që kanë jetuar midis 3 dhe 3.5 miliardë vjet më parë. Fosile të tjera të hershme të organizmave shumëqelizorë përfshijnë Grypania spiralis të kontestuar dhe fosilet e argjilave të zeza të Formacionit B Fosile B Palaeoproterozoic Francevillian Group në Gabon .

Evolucioni i organizimit shumëqelizor nga paraardhësit njëqelizor është përsëritur në laborator, në eksperimente evolucioni duke përdorur grabitqarin si presion selektiv .

Origjina

Origjina e qelizave ka të bëjë me origjinën e jetës, e cila filloi historinë e jetës në Tokë.

Origjina e qelizës së parë

Stromatolitet janë çka mbetën pas cianobaktereve, të quajtura edhe algat blu-jeshile. Ato janë fosilet më të vjetra të njohura të jetës në Tokë. Ky fosil një miliardë vjeçar është nga Parku Kombëtar Akullnajor në Shtetet e Bashkuara.

Ekzistojnë disa teori në lidhje me origjinën e molekulave të vogla që çuan në jetë në Tokën e hershme . Ato mund të jenë transportuar në Tokë nga meteorë (shih meteoritin Murchison ), mund të krijuar nga të çarat hidrotermale në thellësi të detit, ose të sintetizuar nga rrufeja në një atmosferë të zvogëluar (shiko eksperimentin Miller-Urey ). Ka pak të dhëna eksperimentale që përcaktojnë cilat ishin format e para të vetë-përsëritjes. ARN mendohet të jetë molekula më e hershme e vetë-përsëritjes, pasi ajo është e aftë të ruajë informacionin gjenetik dhe katalizimin e reaksioneve kimike, por disa entitete të tjera me potencialin e vetë-përsëritjes mund të kishin paraprirë ARN, si p.sh. acidi nukleik argjilor ose peptidet .

Qelizat u shfaqën të paktën 3.5 miliardë vjet më parë. Aktualisht mendohet se këto qeliza ishin heterotrofe . Membranat e hershme të qelizave ishin ndoshta më të thjeshta dhe më të depërtueshme se ato moderne, me vetëm një zinxhir të vetëm të acideve yndyrore për lipidet. Lipidet dihet që formojnë spontanisht vezikulat bilaterale në ujë, dhe mund të kishin paraprirë ARN, por membranat e para qelizore gjithashtu mund të ishin prodhuar nga ARN katalitike, ose madje kanë kërkuar proteina strukturore përpara se të mund të formohen.

Origjina e qelizave eukariote

Qeliza eukariote duket se ka evoluar nga një bashkësi simbiotike e qelizave prokariotike. Organelet që mbajnë ADN si mitokondria dhe kloroplastet kanë prejardhje nga proteobakteret dhe e lashta simbiotike që thithnin oksigjen gjatë grymëmarrjes, të cilat u endosimbiozuan në një qelizë të lashtë prokariote stërgjyshore.

Ende ekziston një debat i konsiderueshëm nëse organelet si hidrogjenoza i paraprinë origjinës së mitokondrive dhe anasjelltas.

Historia e kërkimit shkencor

Vizatimi i qelizave nga Huk në tapë, 1665

• 1632–1723: Antonie van Leeuwenhoek u vetëmësua të bënte thjerrëza, të ndërtonte mikroskopë optikë themelorë dhe të tërhiqte protozoarë, siç është Vorticella nga uji i shiut, dhe bakteret nga goja e tij.
• 1665: Robert Hooke zbuloi qelizat në tapë, pastaj në indet e gjalla të bimëve duke përdorur një mikroskop të kompleksit të hershëm. Ai krijoi termin qelizë (nga cella latine, që do të thotë "dhomë e vogël" ) në librin e tij Mikrografia (1665).
• 1839: Theodor Schwann dhe Matthias Jakob Schleiden sqaruan parimin që bimët dhe kafshët bëhen prej qelizave, duke arritur në përfundimin se qelizat janë një njësia bazë e ndërtimit dhe zhvillimit, dhe kështu themeluan teorinë e qelizave.
• 1855: Rudolf Virchow deklaroi se qelizat e reja vijnë nga qelizat para-ekzistuese nga ndarja e qelizave ( omnis cellula ex cellula ).
• 1859: Mendimi se format e jetës mund të ndodhin në mënyrë spontane ( generatio spontanea ) u kundërshtua nga Louis Pasteur (1822-1895) (megjithëse Francesco Redi kishte kryer një eksperiment në 1668 që sugjeronte të njëjtin përfundim).
• 1931: Ernst Ruska ndërtoi mikroskopin e parë të transmetimit të elektroneve (TEM) në Universitetin e Berlinit . Deri në vitin 1935, ai kishte ndërtuar një EM me dy herë rezolucionin e një mikroskopi me dritë, duke zbuluar organelet më parë të pazgjidhshme.
• 1953: Bazuar në punën e Rosalind Franklin, Watson dhe Crick bënë njoftimin e tyre të parë mbi strukturën spirale të dyfishtë të ADN-së.
• 1981: Lynn Margulis botoi Symbiosis in Cell Evolution duke detajuar teorinë endosimbiotike .

Shiko gjithashtu

• Organelet e qelizës
• Teoria e qelizës

Referime

Veqotit fizike kimike të qelizes

Lidhje të jashtme

• MBInfo - Përshkrime mbi funksionet dhe proceset qelizore
• MBInfo - Organizata qelizore Arkivuar 29 korrik 2017 tek Wayback Machine
• Brenda qelizës Arkivuar 20 korrik 2017 tek Wayback Machine - një broshurë për edukimin shkencor nga Instituti Kombëtar i Shëndetësisë, në PDF dhe ePub .
• Qelizat, të gjallë!
• Biologjia e qelizave në "Projekti i Biologjisë" të Universitetit të Arizonës .
• Qendra e Qelizës në internet Arkivuar 25 qershor 2022 tek Wayback Machine
• Biblioteka e Imazheve dhe Video e Shoqërisë Amerikane për Biologjinë e Qelizave Arkivuar 10 qershor 2011 tek Wayback Machine, një koleksion me imazhe, videoklipe dhe librat dixhitalë që ilustrojnë strukturën, funksionin dhe biologjinë e qelizës.
• Blog HighMag, imazhe të qelizave nga artikujt kërkimorë të fundit.
• Mikroskopi i ri prodhon filma të mahnitshem 3D të qelizave të gjalla Arkivuar 9 maj 2013 tek Wayback Machine, 4 mars 2011 - Instituti Mjekësor Howard Hughes .
• WormWeb.org: Vizualizimi interaktiv i linjës së qelizës C. elegans - Vizualizoni tërë pemën e linjës qelizore të nematodit C. elegans
• Fotomikografet e qelizave