Zelula prokariotoak eta eukariotoak: egitura, mintza, organuluak eta mitosia

Zelula Prokariotoak eta Eukariotoak

Zelula Prokariotoak

• Moneroen zelula txikiak dira.
• Ez dute nukleorik.
• Material genetikoa DNA biribil bat da eta ez du mitosirik egiten.
• Ez dute zitoeskeletorik, ezta zelula organulu gehienik ere.
• Erribosoma txikiak dituzte.
• Zelula horma dute, peptidoglikanoz osatua; kapsula daukate batzuetan.
• Arnas entzimak zitoplasman daude.
• Prokarioto fotosintetikoek tolesak dituzte mintzean eta bertan daude fotosintesirako entzimak.
• Flagelo submikroskopikoak dituzte.

Zelula Eukariotoak

• Protistoek, onddoek, landareek eta animaliek dituzte.
• Benetako nukleoa dute, nukleo mintz batez inguratuta; horri esker, material genetikoa zitoplasmatik bereizita dago.
• Material genetikoa lerro itxurako hainbat DNA molekulek osatzen dute. Mitosia egiten dute.
• Zitoeskeletoa dute, baita askotariko organuluak ere.
• Erribosoma handiak dituzte.
• Landareen, alga gehienen eta onddoen zelulek zelula horma dute. Zelulosaz osatuta landare zeluletan eta kitinaz osatua, onddoetan.
• Arnas entzimak mitokondrioetan daude.
• Eukarioto fotosintetikoek kloroplastoak dituzte.
• Zilio eta flagelo mikroskopikoak dituzte.

Animalia Zelulen Antolamendua

• Ez daukate zelulosazko zelula paretarik.
• Bakuolo txikiak dauzkate.
• Eskuarki, nukleoa erdian dute.
• Zentrosoman diplosoma bat daukate, bi zentrioloz eratua.
• Batzuek zilioak eta flageloak dituzte; beste batzuek pseudopodoak ateratzen dituzte.
• Energia gordekin izateko funtzioa betetzen duen polisakaridoa glukogenoa da.

Landare Zelulen Antolamendua

• Zelulosazko zelula pareta lodi eta zurruna dute.
• Erdian bakuolo handi bat edukitzen dute, eta horrek nukleoa albo batean egotera behartzen du.
• Zentrosoman ez daukate zentriolorik.
• Kloroplasto fotosintetikoak dituzte.
• Energia gordekin izateko funtzioa betetzen duen polisakaridoa almidoia da, eta ez glukogenoa.

Mintz Plasmatikoaren Egitura eta Funtzioa

Mintz Plasmatikoaren Osaera Kimikoa

Mintz plasmatikoa zelula mota guztietan dagoen zelula bilkin bakarra da. XX. mendean, hainbat ikertzailek, haren inguruko ezagutzetan oinarrituz, ereduak proposatu zituzten mintz plasmatikoaren egitura argitzeko; hiru puntutan laburbil daiteke:

• Batez ere lipidoz, proteinaz eta, neurri txikiagoan, gluzidoz osaturik dago.
• Mikroskopio elektronikoarekin begiratuta, bi lerro paralelo estu eta ilun ikusten dira; haien artean eremu argi bat dago.
• Jariakortasun eta iragazgaiztasun propietateei esker, gai da zelula ingurunetik isolatzeko, substantzia batzuei sartzen utzi arren.

1972an Singer eta Nicholson zientzialariek MOSAIKO JARIAKOR eredua proposatu zuten. Horren arabera, mintz plasmatikoa tarteka molekula proteikoak txertatuta dituen lipido geruza bikoitz batez osatuta dago. Mosaiko jariakorraren ezaugarri bat hau da: molekula guztiek geruza bikoitzeko beste molekulekin alda dezakete kokapena. Geruza bikoitza molekula ANFIPATIKOZ osatuta dago (ura du barnealdean eta kanpoaldean); hala, geruza bakoitzeko erradikal polarrak ingurune urtsurantz kokatzen dira, eta erradikal apolarrak, berriz, ingurune lipidikoen alderantz.

Mosaiko Jariakorraren Eredua

1. Zelula mintza asimetrikoa da; hau da, osagaiak ez daude berdin banatuta mintzaren bi aldeetan.
2. Lipido geruza bikoitza fluido baten moduan aritzen da; fluido horretan, lipidoak eta proteinak alboetara mugi daitezke, alboko difusioa, eta bira egin dezakete ardatz nagusiaren inguruan, errotazioa; gainera, hain maiz gertatu ez arren, fosfolipidoak geruza batetik bestera igaro daitezke, flip-flop esaten zaio mugimendu horiei.
3. Lipidoak, gluzidoak eta proteina integralak mosaiko baten moduan daude antolatuta.
4. Glikolipidoek eta glikoproteinek agerian daude zelularen kanpoko gainazalean, glikokaliza.

Egitura Asimetrikoa

Mintza asimetrikoa da, hau da, desberdintasunak daude mintzaren bi aldeen artean:

• Kanpoaldea glikokalizeko gluzidoek estaltzen dute.
• Barneko aldeak ez du glikokalizarik, proteina haritsuko sarea baizik; sareko proteinok mintzean zeharreko proteinei edo periferikoei lotzen zaizkie, eta mintza indartzen dute. Egitura horri zitoeskeleto esaten zaio, eta egitura horren araberakoak dira zelularen itxura eta mintzaren propietate mekanikoak.

Fosfolipidoak

Fosfolipidoen izaera anfipatikoari esker, mintz plasmatikoaren funtsezko osagaiak dira. Mikroskopioz begiratuta ondorioztatu denez, fosfolipidoak geruza bikoitz batean antolatzen dira; egitura horretan, buru hidrofilikoak kanpoaldera begira gelditzen dira, eta hidrofoboak, berriz, barnealdera begira.

Mintzaren Jariakortasuna

Lipidoen eta proteinen mugimenduak, alboko difusioak batez ere, zehazten du mintzaren jariakortasuna; propietate hori aldatu egiten da mintz batetik bestera, eta honako lau faktoreen mende dago: fosfolipidoen kate hidrokarbonatuen luzera, gantz azido asegabeak egotea, kolesterol proportzioa eta tenperatura.

• Kate hidrokarbonatuen luzera. Kate hidrokarbonatuak zenbat eta laburragoak izan, are eta ahulagoak dira euren arteko interakzioak. Ondorioz, kate laburreko fosfolipidoa osaturiko mintzak ez dira hain zurrunak, eta jariakorragoak dira.
• Asegabetasuna egotea. Isats hidrokarbonatuak asegabeen okerduraren eraginez, molekulak ez dira hain estu antolatzen, eta ondorioz, mugitzeko gaitasun handiagoa dute. Beraz, asegabetasun maila zenbat eta handiagoa izan, orduan eta handiagoa da mintzaren jariakortasuna.
• Kolesterol proportzioa. Lipido geruza bikoitzean, kolesterolaren talde polarra fosfolipidoen buruen ondoan dago; haren eraztunegiturak, zurrunak eta hidrofoboak direnak, isats hidrokarkarbonatuei eragiten die eta ibilgetu egiten ditu. Horrek mintza gogortzen du, eta, horren eraginez, jariakortasuna eta iragazkortasuna galtzen ditu.
• Tenperatura. Tenperatura jaitsi ahala, jariakortasunak ere behera egiten du. Kolesterola egoteak tenperaturaren eragina murrizten du, eta horrela jariakortasuna mantentzen da.

Garraioa Mintzean Zehar

Garraio Pasiboa

Mintzaren alde batetik bestera gertatzen den substantzien berezko difusioa da garraio pasiboa, eta beti gradientearen aldekoa izaten da, hau da, substantzia gehiago dagoen ingurunetik substantzia gutxiago dagoen ingurunera gertatzen da. Garraio hau pasiboa da energiarik ez duelako behar.

• Difusio sinplea edo bakuna: Hidrofobo samarra den edozein molekulak, txikia eta kargarik gabea izanik, geruza bikoitza zeharka dezake, garraiatzailerik gabe. Hauek dira molekulak: hormona esteroideak, O₂, N₂, H₂O eta CO₂.
• Difusio erraztua: Mintzeko proteinek ahalbidetutako difusioa. Mintzean zeharreko proteinek ahalbidetutako difusioan, difusio sinplearen bidez mintza zeharkatu ezin duten molekulak edo ioiak garraiatzen dira. Proteinak honelakoak izan daitezke:
  • Proteina garraiatzaileak (carriers). Gluzidoak, aminoazidoak edo nukleosidoak garraiatzen dituzte; mintzaren alde batean, garraiatu beharreko molekulari lotzen zaizkio eta aldaketa bat jasaten dute beraien konformazioan, beste aldean molekula askatzeko.
  • Kanaletan zeharreko difusioa. Ioiek, adibidez, Na⁺, K⁺, Ca²⁺ eta Cl^-, ezin dute lipido geruza bikoitza zeharkatu, horregatik, ioi horiek kanaleko proteina edo ioi kanal izeneko mintzeko proteina garraiatzaileen bidez bakarrik igaro daitezke. Mekanismo askoz azkarragoa da aurrekoa baino, baina ez hain hautakorra.

Garraio Aktiboa

Garraio aktiboa mintzeko proteina mota jakin batzuen bidez egiten da. Garraio aktiboak energia kontsumoa dakar, energia ATP molekuletatik lortzen da, eta energiak aukera ematen du substantziak gradientearen aurka garraiatzeko. Garraio mota honen adibidea da sodio-potasio ponpa.

Sodio-potasio ponpak, Na⁺ ioiak zelulatik kanporatzen ditu eta K⁺ ioiak barnera sartzen ditu. Apurtutako ATP molekula bakoitzeko lortzen duen energiarekin hiru Na⁺ ioi ponpatzen ditu zelularen kanpoalderantz, eta bi K⁺ ioi barrualderantz. Hori dela eta, mintz plasmatikoaren kanpoaldea positiboa da beti barrualdearekiko. Horrela sortzen den potentzial diferentziari mintz potentzial deritzo. Hau funtsezkoa da organismoaren hainbat prozesutarako.

Erretikulu Endoplasmatikoa

Erretikulu Endoplasmatiko Pikortsua (EEP)

Elkarrekin komunikatuta dauden saku lau edo zisterna batzuek eta garraio-besikulek osatzen dute. EEP-aren mintzak mintz plasmatikoaren egitura bera du; hala ere, meheagoa da (50-60Å) eta lipido proportzio txikiagoa dauka.

Erretikulu Endoplasmatiko Pikortsuaren Funtzioak

• Mintzari lotutako proteinen sintesian eta banaketan parte hartzea. Proteinak mintzari lotuta dauden erribosometan sintetizatzen dira, eta mintzaren bitartez sartzen dira EE-aren lumenean, itzultzen doazen bitartean. Proteina horiek batzuetan, EE-ari atxikita gelditzen dira; beste zenbaitetan, Golgi aparatura garraitzen dira, eta handik, lisosometara, mintz plasmatikora edo zelularen kanpoaldera, jariapen-xixkuen bidez.
• Proteinen glukosilazioan esku hartzea. Normalean zitosoleko proteinak ez daude glikosilatuta. EEP-ko proteinak, ordea, glikosilatuta daude; izan ere, beste organulu batzuetara, mintz plasmatikora edo zelularen kanpoaldera garraiatzeko, proteinak glukoproteina bihurtu behar dira. EE-aren lumenean, entzima glukolilitikoak daude; entzimok oligosakarido zatiak gehitzen dizkiete proteinei, azken horiek itzultzen ari diren bitartean.

Erretikulu Endoplasmatiko Leuna (EEL)

Zitoplasma guztian zehar hedatzen den tubulu sare batek osatzen du; tubulu horiek, erretikulu endoplasmatiko pikortsuarekin lotuta daude. EEL-aren mintzak ez du erribosomarik, entzima asko dauzka, eta horien jarduera lipidoak sintetizatzea da. Oro har, zelula gehienek EEL oso gutxi daukate, baina kasu batzuetan oso garatuta dago: gihar-zelula ildaskatuan edo gibeleko zeluletan esaterako.

Erretikulu Endoplasmatiko Leunaren Funtzio Nagusiak

• Lipidoak sintetizatzea. EEL-ak sintetizatzen ditu mintzak eratzen dituzten lipido ia gehienak, hala nola fosfolipidoak, glikolipidoak eta kolesterola.
• Lipidoak gordetzea eta garraiatzea.
• Detoxifikazio prozesuetan parte hartzea. EEL-ak substantzia toxikoak eralda ditzake (sendagaiak, janarien kontserbagarriak, intsektizidak…), eta hain toxikoak ez diren eta zelulak erraz kanpora ditzakeen substantzia bihurtu.
• Muskulu uzkurdura eragitea. Hortaz, oso ugaria da muskulu ildaskatuen zeluletan.

Golgi Aparatua

Golgi aparatua diktiosoma batek edo gehiagok osatutako organulu bat da; diktiosomak, berriz, lautik zortzira bitarte paraleloki multzokatutako sakulu edo zisterna batzuk dira, eta jariatze besikulak izaten dituzte. Nukleotik gertu dago, animalia zeluletan gainera, zentrioloak inguratzen ditu. Egitura eta funtzio aldetik, Golgi aparatua polarizatuta dago, diktiosomek bi alderdi baitituzte:

• Cis edo eraketakoa. Erretikulu endoplasmatiko pikordunera begira dagoen aldea da; laua edo ganbila izan daiteke.
• Trans aldea edo heltze prozesuetakoa. Mintz plasmatikora begira dagoen aldea da; ahurra da.
• Golgi aparatuaren cis aldeak nukleo mintzetik eta erretikulu endoplasmatikotik datozen besikulak jasotzen ditu, trantsizio besikulak dira horiek. Horrela diktisiomara gehitzen da besikuletako edukia.
• Horren ondoren, eduki hori trans aldera igarotzen da, besikula txiki batzuen bitartez, zisterna arteko besikula deitzen direnak. Behin trans aldera iritsita, eduki molekularra bi motatako besikuletan pilatzen da: jariatze besikuletan eta lisosometan (digestio entzimak dituzten besikula txikiak). Jariatze besikulak mintz plasmatikora doazen eta harekin fusionatzen diren besikula handi batzuk dira.

Golgi Aparatuaren Funtzio Nagusiak

• Erretikulo endoplasmatikotik datozen molekulak aldatzea, paketatzea, garraiatzea, banatzea eta jariatzea.
• Mintz plasmatikoa berritzea.
• Glikosilazioa.
• Polisakaridoak sintetizatzea.
• Lehen mailako lisosomak eratzea.

Lisosomak

Lisosomak xixku batzuk dira, entzimaz, hidrolasaz, inguratuta daudenak, eta zelula eukariotetan daude. Bi mota daude, primarioak eta sekundarioak. Funtzioa liseriketa da, kanpotik datozen makromolekulena (heterofagia), kanpotik datozen mikromolekulena (heterofagia) eta organulu zaharrena (autofagia).

Mitokondriak

Zergatik dute Mitokondriek DNA?

Organulu horien material genetikoak zelulari energiaren ekoizpenaren gaineko kontrol lokala egiteko aukera ematen diolako.

Mitosia

Profasea

1. Faserik luzeena da.
2. Kromatinak trinkotzen jarraitzen du, horri esker, kromosomak ikuskor egiten dira. Bikoiztuta ageri zaizkigu, bi zati dituztela; zati bakoitzari kromatida deitzen zaio eta biak lotzen dituen puntuari zentromero.
3. G2 fasean erdibitu zen zentriolo-bikotea banatzen hasiko da, zentriolo bakoitza zelularen mutur, polo, batera abiatuz.
4. Aldi berean, mikrotubulu mota desberdinak agertzen hasiko dira, zentrioloak eta kromosomak lotuko dituzten egitura konplexu zamar batzuk eratzeko: asterra eta ardatz mitotikoa (akromatikoa). Ardatzean bi mikrotubulu mota daude: polarrak (zinetokoroari lotzen ez direnak) eta zinetokorikoak (zinetokoroari lotzen direnak).
5. Mintz nuklearra eta nukleoloa desagertu egin dira.

Metafasea

1. Kromosomen kondentsazio maximoa.
2. Kromosomak ekuatorean kokatzen dira, hau da zelularen erdialdian, eta ekuatore plaka eratzen dute. Kromosomak ekuatore plakan lerrotuta daude.
3. Kromosometan zinetokoroa agertzea, bertan zuntz zinetokorikoak lotuko dira.

Anafasea

1. Bi kromatida ahizpak bereizi egiten dira. Horrela kromatida bakarreko anafaseko kromosomak eratzen dira.
2. Anafaseko kromosomak poloetara higitzen dira, mikrotubuluak laburtu egiten dira, tubulina molekulak galtzen baitituzte zinetokoroen parean.

Telofasea

1. Anafaseko kromosomen bi multzoak ardatz mitotikoaren (akromatikoaren) bi poloen inguruan kokatuta daude, eta kromosomen kondentsazio maila jaisten hasten da, kromatina masa eratu arte.
2. Estalki nuklear berria eratzen da.
3. Kromosomak deskiribildu egiten dira, eta, horrela posible da transkripzioa gertatzea eta, nukleoloa eratzen da.
4. Ardatz mitotikoa (akromatikoa) desantolatzen hasten da.

Meiosia

Meiosiaren Esanahi Biologikoa

• Sexu bidezko ugalketan kromosoma kopurua mantentzea. Meiosiak material genetikoa erdira murrizten du. Murrizketa hori kuantitatiboa da (gametoak haploideak direnak hasierako zelulak duen DNAren erdia dute); kualitatiboki, ordea, gameto bakoitzak informazio genetiko osoa du. Ernaldu ostean, espeziearen kromosoma kopurua (diploidea) berreskuratu egiten da. Meiosirik egon ezean, ernaldu ostean, kromosoma kopurua bikoiztu egingo litzake. Gure zelulek 46 kromosoma dituzte paleolitiko arbaso zaharrenak bezalaxe.
• Aniztasun genetikoa, populazioaren gene-aldakortasuna handitzen du. Guraso bakoitzetik jasotako informazio genetikoaren birkonbinazioaren ondorioa da hori; izan ere, prozesu horri esker, banako bakoitzak informazio genetiko bakarra eta errepikaezina darama. Aniztasun genetikoa horri eragiten diote hautespen naturalak eta artifizialak (hobekuntza genetikoa).

Abantailak eta Desabantailak

• Abantailak:
  • Geneen birkonbinazioa kromosoma bakoitzean.
  • Kromosomen zoriazko konbinazioak.
  • Zoriaren eragina ernalketan.
• Desabantailak:
  • Aldaketarik izaten ez duten ingurune batean, bizirik irauteko gaitasuna gutxitu egiten du ondorengoen aldakortasun genetiko handiagoak.
  • Sexu bidezko ugalketan izaten diren prozesuek (gametoen eraketa, sexu desberdineko indibiduoak elkar aurkitzea, ernalketa…) zailtasun handiagoa eta energia gastu handiagoa dute ugalketa asexuala baino.