Zelularen Egitura eta Funtzioa: Osagaiak eta Teoria Zelularra

Zelula: Sarrera

Zelularen aurkikuntza mikroskopioaren garapenarekin oso lotuta dago. Anton van Leeuwenhoek-ek protozooak, globulu gorriak eta beste hainbat egitura zelular ikertu zituen. XIX. mendera arte ez zen aurkikuntza handirik egin. 1831n, Robert Brown-ek nukleoa aurkitu zuen, eta urte batzuk geroago, Matthias Jakob Schleiden-ek eta Theodor Schwann-ek teoria zelularra planteatu zuten. Mikroskopio elektronikoak erabiltzen hastean, zitologiak izugarrizko bultzada izan zuen. Gaur egun, zelularen barne egitura osoa ezagutzen da.

Teoria Zelularra

Zelula biziaren unitatea da. Izaki bizidun guztiak zelulaz osatuta gaude, gure funtzionamenduaren oinarria zelularena da, eta ugalketa zeluletan oinarritzen da. Teoria zelularrak lau postulatu nagusi ditu:

1. Biziaren unitatea: Zelula izaki bizidunik txikiena eta sinpleena da.
2. Unitate anatomikoa: Izaki bizidun guztiak zelulez osatuta daude.
3. Unitate fisiologikoa: Zelulek bizirik irauteko behar diren mekanismo biokimiko guztiak dituzte.
4. Ugalketa unitatea: Zelula guztiak beste zelula batetik sortzen dira. Zelula bakoitzak osatzen duen organismoaren informazio hereditarioa darama, zelula amarengandik jasota.

Zelularen Deskribapena

Zelulak tamaina oso txikikoak dira. Formari dagokionez, hainbat faktoreren araberakoa da, eta, oro har, funtzioarekin erlazionatuta dago.

Bizidunen Egitura Zelularren Motak

Bi egitura mota nagusi daude:

• Eukariotikoa: Nukleo eratua dute, kromatina mintz batez inguratuta dago, eta nukleoa eta kromosomak dituzte. Askoz handiagoak dira, organulu ugari dituzte (erribosoma handiagoak), horma zelularra beti ez da agertzen, mitokondrioak dituzte, eta zelulabakarretan nahiz zelulanitzetan egon daitezke.
• Prokariotikoa: Ez dute nukleorik, DNA zitoplasman dute, txikiak dira, organulu gutxi dituzte (erribosoma txikiak), horma zelularra dute, fotosintesia egin dezakete, eta zelulabakarretan soilik agertzen dira.

Hala ere, zelula baino sinpleagoak diren izaki bizidunak ere badaude, birusak, adibidez. Azido nukleikoz eta proteinez osatuta daude, parasitoak dira, eta izaki bizidun guztietan egon daitezke.

Zelula Eukariotikoen Osagaiak

Mintz Plasmatikoa

Zelula mugatzen eta kanpo ingurunetik isolatzen duen mintz mehea da, organulu guztietan dagoena. Osagai nagusiak lipidoak (fosfolipidoak, esfingolipidoak eta kolesterola) eta proteinak (egiturazkoak eta entzimak) dira. Bi motatako proteinak daude: integralak (mintzaren barruan) eta periferikoak (kanpoan). Funtzio nagusia gaien trukea kontrolatzea da. Gai batzuk (gasak, adibidez) difusio bidez igarotzen dira, eta uraren iragazketan osmosiak garrantzia du. Prozesu hauek pasiboak dira, energia gasturik gabe gertatzen direlako. Baina gai gehienek kontzentrazio gradientearen aurka zeharkatu behar dute mintza, eta, beraz, ezin dute difusioa erabili. Kasu hauetan, prozesu aktiboa behar da, non entzima batzuek eta permeasek parte hartzen duten, ATP gastatuz.

Glukokalixa

Mintz plasmatikoa inguratzen duen geruza da, gluzidoz osatua. Gluzido hauek proteinei eta lipidoei lotuta egon ohi dira. Funtzio nagusiak zelulei babesa ematea, xurgapena erregulatzea, molekulen hartzaile gisa jardutea, antigeno gisa jokatzea eta errefusatze immunologikoen eragile izatea dira.

Pareta Zelularra

Mintz plasmatikoa estaltzen du landare zeluletan, eta mintzaren kanpo azalerari lotuta dago. Zelulari babesa eta sostengu mekanikoa ematen dizkio. Egiturari dagokionez, hasieran mintz primarioa eratzen da (pektinaz, zelulosaz eta hemizelulosaz osatua), gero mintz sekundario bat, eta, azkenik, mintz primordiala. Zelulen arteko komunikazioa eta ingurunearekiko komunikazioa plasmodesmoen bidez egiten da. Hauek konduktu zitoplasmatikoak dira, pareta zelularra zeharkatzen dutenak. Honen perforazioak puntuen bidez ikus daitezke. Funtzio nagusia landareei zurruntasuna ematea eta babesa eskaintzea da.

Zitoplasma

Mintz plasmatikoaren eta nukleo mintzaren artean dagoen gunea da, zitosolez edo hialoplasmaz osatua. Zitosola urak (% 70-90) eta proteinek osatzen dute nagusiki, esekidura koloidalak eratuz. Beste osagai batzuk ATP, nukleotidoak, aminoazidoak, elektrolitoak, glukosa eta gantz azidoak dira. Funtzioei dagokienez, katalizatzaile gisa jarduten du, eta egiturazko funtzioa du (itxuraz eta mugimenduaz arduratzen diren egiturazko proteinak zitoeskeletoa osatzen dute). Mintz zelularraren azpiko zitoplasman mikrozuntzak eta ektoplasma daude. Zitoeskeletoan zuntz ertainak eta mikrotubuluak daude. Funtzio nagusia prozesu metaboliko asko garatzea da, eta korronteei esker zelularen organuluak mugitzea.

Erretikulu Endoplasmatikoa

Zitoplasman zehar zabaldutako mintz unitariozko sarea da. Honek mintz plasmatikoa eta nuklearra elkarrekin komunikatzen dituzten zaku zapalak, besikulak eta tubuluak mugatzen ditu. Egiturari dagokionez, soluzio urtsua du (uretan disolbaezinak diren substantziak), eta bertan proteinak daude. Soluzioari esker, substantziak zelularen beste zatietara mugitzen dira. Mota eta egoera fisikoaren arabera, erretikuluaren moldaera eta garapena aldatu egiten dira, zelula jariatzaileetan, adibidez. Kanpoaldean erribosomak itsatsita izan ditzake, eta, horren arabera, bi mota bereizten dira: erretikulu endoplasmatiko laua eta erretikulu endoplasmatiko zimurra. Funtzioei dagokienez, erretikulu endoplasmatiko lauak lipidoak egin, bildu eta garraiatzen ditu, detoxifikazioa egiten du, muskuluen uzkurdura sortzen du, mineralen metabolismoan eta pigmentuen sorkuntzan parte hartzen du, eta glukogenotik glukosarako transformazioan parte hartzen du. Erretikulu endoplasmatiko zimurrak, berriz, proteinen sintesian eta banaketan parte hartzen du, baita proteinen glukolisian ere.

Golgi-ren Aparatua

Zelula eukariotiko guztietan agertzen da, ugaztunen globulu zuri batzuetan izan ezik, nukleotik hurbil. Egiturari dagokionez, zentrosomaren inguruan kokatutako besikula eta zakulu multzoa da. Zakuluak mintz unitarioz inguratuta daude, normalean 4-5 taldetan, diktiosoma izeneko egiturak osatuz. Funtzio nagusiak jariaketarekin erlazionatuta daude: erretikulu endoplasmatiko zimurrean sintetizatzen diren proteinak besikuletan bildu eta diktiosometan gordetzen dira, erreserba organulu gisa. Zenbait gai ere sintetizatzen ditu. Garraio funtzioa ere badu, Golgitik diktiosometara pasatzen baitira substantziak, organulu berriak sortuz, hala nola lisosomak eta bakuoloak.

Lisosomak

Korpuskulu litikoak edo liseri korpuskuluak (apurtu egiten dutenak) dira, eta landare eta onddoetan agertzen dira. Egiturari dagokienez, mintz unitarioz mugatutako barrunbe biribilak dira, eta beren barnean hidrolasa entzimak pilatzen dituzte. Bi mota daude: lisosoma primarioak, entzima litikoak soilik dituztenak, eta lisosoma sekundarioak, handiagoak direnak eta hidrolasen eta liseritzeko dauden substantzien nahasketa dutenak. Funtzio nagusia liseriketa zelularra da. Hidrolasen gordeleku gisa funtzionatzen dute, hialoplasman aske egonez gero kaltegarriak izango liratekeelako. Zelula barruko digestioan eta zelularen kanpotik erakarritako materiala eta ezertarako balio ez duena digeritzen dituzte.

Peroxisomak

Egiturari dagokienez, zakuto biribilak dira, barnean entzimak gordetzen dituztenak (peroxidasak eta katalasak). Erretikulu endoplasmatiko lauaren kimaketaz askatzen dira. Funtzio nagusia peroxisometan oxidazio erreakzioak ematea da. Landareetan, ernalketan dauden gantz azidoak azukre bihurtzen dituzte (energia iturri gisa), eta hostoetan fotoarnasketan parte hartzen dute.

Bakuoloak

Landare zelulen ezaugarri dira: oso txikiak eta ugariak dira zelula gazteetan, eta gutxi eta handiak helduetan. Egiturari dagokienez, zakutxo itxurako barrunbeak dira. Funtzio nagusia gaien pilaketa da, uretan disolbatuta. Presio osmotikoa erregulatzen dute, zelula barruko ur kopurua aldatuz kontrolatuta. Ur gezako protista batzuk bakuolo taupakariekin mugitzen dira.

Mitokondrioak

Biribilduak edo makila itxurako organuluak dira, bakterioen tamainakoak. Egiturari dagokienez, mitokondrioaren mintza bikoitza da, eta hialoplasma eta matrizea barne ingurunean banatzen ditu. Barne mintzean gandor mitokondrialak ateratzen dira. Matrizeak proteinak eta lipidoak ditu, baita DNA ere, proteinekin lotu gabe. Erribosoma batzuk ere badaude. Mitokondrioek zatiketa egiteko ahalmena dute, informazio genetiko propioa dutelako. Funtzio nagusia zelulek behar duten energia lortzea da, dituzten entzimei eta erreakzioei esker.

Plastoak

Zelula eukariotiko fotosintetiko guztien organuluak dira. Bi talde nagusi bereizten dira: kromatoplastoak, barruan dituzten pigmentuen pilaketak koloreztatutako plastoak direnak (kloroplastoak eta kromoplastoak), eta leukoplastoak, erreserba substantziak gordetzen dituztenak eta kolorerik ez dutenak (amiloplastoak, proteoplastoak eta oleoplastoak).

Kloroplastoak

Organo berdeen osagaiak dira, eta fotosintetikoki aktiboak. Klorofila da funtzioaren eta kolorearen arduraduna. Itxura askotakoak izan daitezke, baina gehienak oboideak dira. Egiturari dagokienez, mintz bikoitza dute, luzapenak dituzte, tilakoide izenekoak. Estromako tilakoideak eta granako tilakoideak bereizten dira. Kloroplastoaren barne ingurunea estroma izena du, eta bertan gluzidoen disoluzioa, lipidoak, azido nukleikoak eta abar aurkitzen dira. DNA ere badago, proteinekin lotu gabe. Funtzio nagusiak fotosintesia egitea (materia organikoaren sintesia energia erabiliz), entzimak edukitzea eta gordetze funtzioa betetzea dira.

Erribosomak

Tamaina txikiko organulu globularrak dira, hialoplasman sakabanatuta edo erretikulu endoplasmatikoari erantsita egon daitezkeenak. Isolatuta edo kateatuta aurki daitezke. Egiturari dagokienez, bi azpiunitatez osatuta daude. Konposizio kimikoari dagokionez, ura, ARNa eta proteinak dituzte. Nukleoan sortzen dira, non ARNa gauzatzen den. Erribosomen proteinak zitoplasman gauzatzen dira, nukleora higitzeko eta ARNa batekin elkartzeko. Funtzio nagusia proteinen sintesia da. Horretarako, polisoma edo erribosoma multzoak eratzen dira.

Zentrioloa

Zilindro formako organulu zitoplasmatikoa da, eta pareta mikrotubuluek osatzen dute. Nukleotik gertu agertzen dira, binaka, elkarzut kokatuta. Egitura honi diplosoma deritzo. Egiturari dagokionez, 9 mikrotubulu hirukotez osatuta dago, hirukoteak luzeera guztian baturik daudelarik. Funtzio nagusia zelula zatitzen hasi aurretik bikoiztea da, zentrioloek zelula zatiketa kontrolatzen baitute. Flageloak, zilioak eta ardatz akromatikoa mikrotubuluz osatutako egiturak dira.

Zilioak eta Flageloak

Higidurazko luzapen zitoplasmatikoak dira. Luzera eta kopuruaren arabera bereizten dira: flageloak luzeagoak eta gutxiago dira. Egiturari dagokienez, biak barruan mikrotubulu paraleloak dituzte, zabalgunean zehar hedatuta daudenak. Hauek axonema osatzen dute, eta bere oinarria zitoplasman dagoena oinarrizko korpuskulua edo zinetosoma da, 9 mikrotubulu bikoitzez osatua. Funtzio nagusia zelularen higiduraz arduratzea edo inguruan ur korronteak sortzea da.

Nukleoa

Zelula eukariotikoen DNA makromolekulak mintz berezi batez inguratuta eta babestuta daude. DNA-tik abiatuta, RNA mezulariak eratzen dira transkripzio bidez, eta hauek proteinak itzultzen dituzte. Beraz, funtzionamendua nukleoak zuzentzen du. Zelula gehienek nukleo bakarra dute, baina forma ugaritakoak izan daitezke. Animaliek nukleo esferikoa dute, eta landareek, berriz, disko itxurakoa.

Nukleo Mintza

Nukleoaren barne ingurunearen eta hialoplasmaren arteko muga da, eta erretikulu endoplasmatikoari lotuta dago. Egiturari dagokionez, bi mintz unitario ditu, eta erdian barrunbe perinuklearra. Mintza ez da jarraitua, zenbait puntutan poroak baititu. Funtzio nagusia nukleoplasma eta hialoplasmaren arteko elkartrukeak kontrolatzea da. Gero, elkartruke hauek mintz nuklearraren, erretikulu endoplasmatikoaren eta poroen zehar bideratzen dira.

Nukleoplasma

Mintz nuklearrez inguratutako barne ingurunea da. Egiturari dagokienez, gel egoeran dagoen disoluzio koloidala da. Disoluzio honetan gluzidoak, lipidoak, proteina, azido nukleikoak, gatz mineralak eta ioiak aurkitzen dira. Funtzio nagusia azido nukleikoen sintesia da.

Nukleoloa

Organulu esferikoa da, ez du mintzik izaten, eta bat baino gehiago egon daitezke zelula berean. Egitura oso trinkoa du, funtsean RNAz osatua dago, eta proteinak, lipidoak eta gluzidoak ere baditu. Funtzio nagusia RNA erribosomikoaren molekulen sintesia eta erribosomen eraketa dira. Gero, erribosomak zitoplasmara irteten dira.

Kromatina

Interfasean, DNA eta proteinez osatutako masa homogeneoa da. Nukleoa zatitzean, mitosian edo meiosian, konfigurazio jakin bat hartzen du, kromosomak osatuz. Egiturari dagokionez, zuntzezkoa (perlazko idunekoa) eta tolesturik (solenoide) dago. Kimikoki, kromatina DNAk eta proteinek osatzen dute. Proteina ez-histonikoek funtzio desberdinak dituzte, batzuk entzimatikoak eta beste batzuk erregulatzaileak. Gehienek funtzio egiturazkoa dute. Funtzio nagusiak RNAren sintesia eta DNAren informazio genetikoa gordetzea eta transmititzea dira.

Kromosomak

DNAz eta histonez osatutako makila txikien formako egiturak dira. Meiosian eta mitosian agertzen dira. Ugalketa sexuala duten espezieek bi kromosoma sorta berdintsu edo homologo izaten dituzte. Gizakiak 23 kromosoma homologo pare ditu. Zelula mota honi diploide (2n) deritzo. Kromosoma sorta bakarrari haploide (n) deritzo. Egiturari dagokionez, kromatida bakarrez osatuta egon daitezke anafasean, edo 2 kromatidaz metafasean. Kromatidak zentromero edo estugune primarioaren bidez lotuta daude. Muturrei telomero deritze, eta zentromeroaren eta telomeroaren arteko zatiari beso. Besoetan estugune sekundarioak egon daitezke. Lau mota bereizten dira: metazentrikoak, azpimetazentrikoak, akrozentrikoak eta telozentrikoak. Funtzio nagusia zelula amaren DNAn gordeta dagoen informazioa zelula kumeen artean banatzea eta transmititzea da.