De minsta biologiska enheterna som bygger upp allt liv på jorden är celler. Alla djur växter och de flesta svampar är flercelliga organismer. Det finns också encelliga organismer som består av en enda cell, till dessa hör till exempel bakterier.
Flercelliga organismer har vad som kallas eukaryota celler. Det är komplexa celler som kännetecknas av att cellens DNA ligger inuti en cellkärna och att det finns organeller som sköter cellens funktioner. De flesta encelliga organismer utgörs av en prokaryot cell som har en enklare struktur utan cellkärna och organeller.
Encelliga organismer har oftast prokaryota celler
Bakterier och arkeér är prokaryota organismer och består av en enda prokaryot cell. Runt cellen finns en skyddande cellvägg. Prokaryota organismer är enklare uppbyggda än eukaryoter och saknar de flesta organeller och cellkärna. Prokaryota cellers DNA utgörs av en kromosom och några ringformade strukturer som kallas för plasmider.
Bakterier kan blanda DNA med horisontell genöverföring
När en prokaryot organism förökar sig sker det asexuellt. Det kallas för binär fission och innebär helt enkelt att den delar sig. Inför varje delning kopieras allt DNA i cellen så att alla celler får en kopia av genomet.
Trots att en prokaryot organism förökar sig asexuellt kan en viss blandning av DNA mellan olika bakterier ändå ske med olika former av horisontell genöverföring. Det gör att en bakterie snabbt kan få nya egenskaper, som till exempel antibiotikaresistens, utan att en ny mutation uppstår.
Nedan beskrivs tre sätt som bakterier kan få nytt DNA på:
- En form av genöverföring är konjugation. Det sker när bakterier skickar DNA mellan sig via pilier, som är trådliknande utskott på deras cellyta.
- En bakterie kan också ta upp fritt DNA från den omgivande miljön. Det kallas för naturlig transformation. Väl inne i cellen kan det DNA som bakterien hittat antingen förstöras eller fogas in i bakteriernas genom med homolog rekombination.
- I en process som kallas transduktion är bakteriofager inblandade. De är virus som infekterar bakterier och styr om bakteriens proteintillverkning så att nya bakteriofager bildas. Samtidigt hackas bakteriens eget DNA sönder. De nya bakteriofagerna fylls med DNA som kan vara en blandning av bakterie-, och bakteriofag-DNA. När bakteriofagen tar sig vidare för att infektera nästa bakterie, kan den föra med sig DNA från en bakterie till en annan.
Eukaryota, flercelliga organismer
Eukaryota organismer byggs upp av ett stort antal eukaryota celler. En vuxen människa består av ungefär 37 biljoner celler. Men det finns några få undantag, till exempel vissa jästsvampar som består av en enda eukaryot cell.
Runt varje eukaryot cell finns ett cellmembran. Växtceller har även en cellvägg som bland annat består av cellulosa. Inuti de eukaryota cellerna finns organeller som sköter cellens många funktioner och bidrar till att eukaryota organismer är mer komplexa än de prokaryota.
Med organeller kan eukaryota celler utföra komplicerade uppgifter som till exempel fotosyntes (i en växtcell). Organellerna ligger i cytosolen som är cellens själva innandöme. Runt organellerna finns en trögflytande vätska som kallas cytoplasma.
DNA ligger skyddat i en cellkärna
En organell är cellkärnan, där ligger det mesta av den eukaryota cellens DNA. Det kallas därför kärn-DNA. I två andra organeller, mitokondrier och kloroplaster, finns också DNA. Alla eukaryota celler har mitokondrier medan kloroplaster bara finns i växtceller.
Under en cells livscykel hinner den dela sig ett antal gånger. Det gör att en eukaryot organism kan växa, utvecklas och byta ut gamla eller skadade celler. Den process som leder till att en eukaryot cell delar sig och bildar fler celler kallas för mitos. Inför varje celldelning kopieras allt DNA så att alla celler får en kopia av genomet.
Organellerna är cellens organ
Organellerna har fått sitt namn från att de påminner om kroppens alla organ. Tillsammans sköter organellerna cellens funktioner.
Nedan följer en kort beskrivning av några organeller och dess funktion i cellen:
- Ribosomerna sköter tillverkningen av proteiner i cellen.
- Lysosomerna är cellens återvinningsstation som bryter ner ämnen som flyter runt inne i cellen. En del ämnen återvinns medan andra transporteras ut ur cellen.
- Det endoplasmatiska nätverket sköter tillverkning och transport av olika ämnen, till exempel olika fetter.
- Vesiklar har olika funktioner som till exempel att tillverka och lagra ämnen som ska utsöndras utanför cellen. Vissa kemiska reaktioner som kräver en annorlunda miljö utförs också här.
- I golgiapparaten sorteras, packas och lagras nytillverkade proteiner. Här sätts en adresslapp på proteinerna så att de hamnar rätt vare sig de ska användas inne i, eller transporteras ut ur cellen.
- Mitokondrier bildar energi i form av molekylen adenosintrifosfat (ATP) som sedan används i många av cellens processer.
- Kloroplaster innehåller klorofyll och har som främsta uppgift att utföra fotosyntes. Under fotosyntesen omvandlar växter med hjälp av solens energi koldioxid och vatten till kolhydrater och syre. Kloroplaster finns bara i alg- och växtceller.
Kroppsceller och könsceller
Hos människor och andra djur, är en könscell antingen en äggcell eller en spermie. Könsceller kallas också för gameter. Vid befruktning smälter en äggcell och en spermie samman. Då bildas en ny cell som kallas för en zygot som börjar dela sig och specialiseras, vilket innebär att cellerna får olika egenskaper och uppgifter. Detta är starten på ett helt nytt liv. Alla celler som inte är könsceller hos djur kallas för somatiska celler, eller kroppsceller.
Diploid och haploid
Somatiska celler är diploida. Det innebär att cellerna har en dubbel uppsättning kromosomer som bildar homologa kromosompar. En kromosom har ärvts från mamman och en från pappan.
Att kromosomerna är homologa betyder att de innehåller samma gener. Eftersom det kan finnas variationer i gensekvenserna så talar man ofta om genvarianter, eller alleler, som kan ge olika egenskaper. Man ärver en genvariant från vardera förälder.
En könscell är haploid och har en enkel uppsättning kromosomer, en av varje. En sammansmältning av könsceller resulterar därför i en diploid cell.
Hos vissa växter förekommer polyploidi, vilket innebär att det i cellerna kan finnas tre, fyra eller ännu fler homologa kromosomer.
Stamceller är alla specialiserade cellers ursprung
Somatiska celler kan antingen vara stamceller eller specialiserade celler. Stamceller är ursprunget till alla specialiserade celler och kan dela sig oändligt många gånger för att bilda nya celler.
De specialiserade cellerna har olika utseende och uppgifter. Vi människor har fler än 200 olika celltyper till exempel hudceller, muskelceller, immunceller och nervceller. Hos växter finns bland annat parenkym- och sklerenkymceller. Tillsammans bygger alla specialiserade celler upp en fungerande flercellig organism.
Embryonala och vuxna stamceller
Stamceller kan vara embryonala eller vuxna. De vuxna stamcellerna finns i benmärgen och de embryonala finns i ett befruktat ägg.
Embryonala stamceller används ibland inom forskningen och kommer då från befruktade ägg som blivit över vid en in vitro fertilisering (IVF, även kallat provrörsbefruktning). Oftast genereras fler befruktade ägg än vad som återförs till livmodern vid en IVF och med föräldrarnas tillstånd kan dessa användas till forskning. De embryonala stamcellerna kan utvecklas till vilken cell som helst och kallas för pluripotenta.
Vuxna stamceller finns i olika delar av kroppen för att ersätta celler som skadas eller dör. I benmärgen finns blodstamceller som ska ersätta blodceller, till exempel röda blodkroppar och lymfocyter, celler som ingår i immunförsvaret. Vuxna stamceller är mer specialiserade än de embryonala och kan bara utvecklas till en eller några celltyper.
Celldelning, mitos och meios
Under sin livstid delar sig de flesta celler ett antal gånger så att nya celler hela tiden bildas. När somatiska (kropps)celler delar sig så sker det genom en process som heter mitos. Under mitosen bildas två identiska celler. Inför varje mitos dubbleras alla kromosomer så att alla celler får en egen kopia av individens genom.
Hos organismer med sexuell reproduktion finns ytterligare en celldelningsprocess som heter meios (även kallad reduktionsdelning). Hos oss människor är det celler i äggstockarna och testiklarna som genomgår meios för att ägg och spermier ska bildas. Processen startar med en diploid cell med dubbel kromosomuppsättning, och slutar med fyra haploida könsceller med enkel kromosomuppsättning.
Uppdaterad: 2024-09-06
