cellens oppbygning
Store norske leksikon,Biologi,Vitenskapsgrener i biologien,Cellebiologi
Alt som lever er bygget opp av en eller flere celler. Cellene til en bakterie, en plante, en sopp eller et dyr er forskjellige, men har likevel noen av de samme egenskapene. Cellenes oppbygning bestemmer hvilke egenskaper de har, og dermed hvordan de formerer seg, hva de kan gjøre, og hva slags typer liv de kan være en del av.
Alle celler består av en tynn hinne (cellemembran) som skiller cellens indre (cytoplasma) fra det ytre miljøet. Inni cellen finnes en væske som kalles cytosol, og små, spesialiserte deler eller strukturer med mange ulike oppgaver. Alle celler har også arvestoff (DNA) som inneholder oppskriften på cellens form og funksjon, og som videreføres til neste generasjon. Celler inneholder også ribosomer, som bidrar til å lage proteiner som cellene trenger. I mange typer celler er det en beskyttende membran også rundt noen av strukturene inni cellen, og disse strukturene kalles organeller. Membranen skiller organellens indre miljø fra cytosol. Noen celler har også en cellevegg utenpå cellemembranen.Et viktig skille er mellom celler med og uten cellekjerne. Kjernen består av en hinne (kjernemembran) som ligger rundt arvematerialet. Celler med kjerne kalles eukaryote celler, og omfatter for eksempel planteceller, dyreceller og soppceller. Alle flercellede organismer består av eukaryote celler. Det finnes også encellede eukaryote organismer. Celler uten kjerne kalles prokaryote celler, og omfatter for eksempel bakterier, arker og blågrønnbakterier. Alle prokaryote organismer er encellede. Celler som mangler kjerne, som for eksempel bakterier, kan dele seg raskt og bli veldig mange på kort tid. De kan også dele biter av arvestoff (plasmider) med andre bakterier i nærheten. Dette betyr at de kan dele egenskaper som antibiotikaresistens veldig raskt. Eukaryote celler inneholder som oftest mange flere ulike deler enn prokaryote. Dette gjør at eukaryote celler for eksempel kan bygge opp avanserte flercellede organismer som dyr, med ulike spesialiserte celler som blodceller, nerveceller og hudceller.Dyreceller, soppceller og planteceller har mange likheter, og noen ulikheter. Alle har cellekjerne, endoplasmatisk retikulum, golgiapparat, cytoskjelett og mitokondrier. Dyreceller og soppceller har lysosomer og sentrioler, mens soppceller og planteceller har cellevegg og vakuole. Kun planteceller har kloroplaster.Alle celler har en grunnleggende felles oppbygning – noe som tyder på at alle celler har utviklet seg fra en felles urcelle. Felles hos alle celler For å kunne leve må celler bestå av noen grunnleggende strukturer som sikrer at cellen er en enhet, at den kan formere seg og føre arvestoffet videre til neste generasjon, og at cellen kan ta opp og fordøye næring, slik at den får energi til å leve. Alle cellens deler har fått egne navn og har helt bestemte oppgaver i cellen. En cellemembran er en fettaktig hinne som omslutter cellen. Membranen skiller cellens indre miljø fra det ytre miljøet. Cellemembranen kan også kalles plasmamembran. Arvestoff finnes i utgangspunktet i alle celler og består av lange tråder med DNA-molekyler som inneholder gener. Unntaket er blodceller hos pattedyr, hvor arvestoffet fjernes for å gi mer plass til hemoglobin. Ved formering videreføres arvestoffet fra generasjon til generasjon og det er sammensetningen av genene som bestemmer utformingen og funksjonene til en organisme. I prokaryote ligger arvestoffet fritt i cytosol, mens i eukaryote beskyttes arvestoffet av en membran (cellekjernen). Cellens arvestoff omtales ofte som cellens genom. Ribosomer består av proteiner og ribosomalt RNA (rRNA) og er involvert i dannelse av nye proteiner som cellen trenger (se proteinsyntesen). Celler som produserer mye proteiner kan ha flere millioner ribosomer. Ribosomene er ikke beskyttet av en membran. Hos prokaryote er ribosomene noe mindre enn ribosomer hos eukaryote. Cytosol er en vandig løsning bestående av hovedsakelig vann med ulike ioner og molekyler som finnes på innsiden av cellemembranen og mellom alle cellens strukturer. Cytoplasma omfatter cellens cytosol og alle cellens strukturer, både de med og uten membran. Strukturer hos prokaryote Prokaryote celler er alltid encellede organismer. Det påvirker hvilke strukturer de er bygd opp av. I tillegg til å ha de grunnleggende strukturene som er nødvendig for liv, beskytter de seg mot omgivelsene med en ekstra cellevegg. For å bevege seg rundt har de ofte en eller flere haleliknende strukturer som kalles flagell. De kan utveksle arvestoff med andre bakterier ved å binde seg til hverandre via speasialkonstruksjoner kalt pili, eller de kan slippe ut enkle arvestoff-ringer (plasmider) til miljøet som andre prokaryote celler kan ta opp. På denne måten sørger de for variasjon i gensammensetningen blant de prokaryote cellene.Strukturer som kjennetegner prokaryote er: Celleveggen er et beskyttende lag som finnes utenfor cellemembranen hos prokaryote, og som består av proteiner og sukker (peptidoglykan). Celleveggen beskytter cellen fra omgivelsene og hindrer at cellen sprekker når den havner i et vandig miljø. I celleveggen finnes egenskaper som deles i enten grampositiv eller gramnegativ. Denne inndelingen henger sammen med viktige biologiske egenskaper hos bakteriene, for eksempel bakterienes følsomhet for antibiotika. Noen prokaryote har en eller flere hårlignende strukturer på overflaten som kan benyttes til å feste seg til overflater eller hverandre. Mange prokaryote festet sammen kan danne en biofilm. Piliene benyttes også til å utveksle genetisk materiale mellom cellene. Mange prokaryote har en eller flere haleliknende strukturer som de benytter til å bevege seg fra et sted til et annet i et vandig miljø. Plasmider er små sirkulære DNA-molekyler i bakterier som eksisterer utenfor cellens øvrige genom. Plasmidene inneholder ofte gener som gir bakteriene fordeler i vanskelige miljøer. Gener for antibiotikaresistens er ofte lokalisert på plasmider. Plasmidene kopierer seg uavhengig av cellens øvrige arvestoff, og det kan være flere tusen kopier av plasmidene inne i en bakterie. Bakteriene kan dele plasmider med andre bakterier i nærheten, og dette kalles transformasjon. Strukturer hos eukaryote Eukaryote celler er langt mer komplekse enn de prokaryote cellene ved at de inneholder mange flere ulike strukturer med ulik funksjon.Strukturene kan være med eller uten membran rundt seg. Strukturer med membraner kalles ofte organeller. Membranen skiller strukturenes indre miljø fra cellens cytosol. På denne måten kan de ulike kjemiske prosessene som utgjør cellens metabolisme separeres i ulike rom og dermed foregå langt mer effektivt og kontrollert enn om alt var samlet i ett og samme rom. De eukaryote membranene danner også grunnlag for kommunikasjon mellom celler slik at celler kan gå sammen å danne vev, organer og hele organismer.Eukaryote celler omfatter dyreceller, planteceller og soppceller, og disse har noen likheter og forskjeller. Felles hos dyreceller, planteceller og soppceller  Kjernen er cellens arvemateriale beskyttet av en membran. Membranen er en dobbelmembran og det er åpninger, eller porer, i membranen som tillater trafikk ut og inn av kjernen. I kjernen foregår replikasjon av DNA og transkripsjon fra DNA til RNA. ER er et stort nettverk av membran som varierer i størrelse avhenging av celletype. ER har mange funksjoner og deles opp i ru ER og glatt ER. Ru ER har ribosomer sittende på membranen. Disse ribosomene produserer proteiner som skal sendes ut av cellen eller til en av cellens organeller. Glatt ER har ikke ribosomer, men fungerer som en viktig lagringsplass for ioner. Glatt ER er også involvert i syntese av nye fettmolekyler som skal bli til membraner. Golgiapparatet ligger ofte i nærheten av ER og er et nettverk av membraner som ligger tett inntil hverandre. Proteiner som dannes på ru ER sendes videre til Golgi hvor de blir justert og endret avhengig av hvilken funksjon de skal ha. Proteinene får også merkelapper på seg slik at de blir sendt til rett sted i eller ut av cellen. Merkelappene er ulike kjemiske forbindelser som settes på proteinene ved hjelp av enzymer. Endosom er en liten membranomsluttet blære med næringsstoffer som cellen har tatt opp fra omgivelsene. Endosomet oppstår ved at cellemembranen bukter seg innover og folder seg rundt innholdet før blæren avsnøres og slippes inn i cytosol. Innholdet i endosomet havner etter hvert i lysosomene (dyreceller) eller i vakuolen (planteceller) hvor det brytes ned. Når membranen bukter seg innover og avsnøres på denne måten kalles det endocytose. Mitokondrier kalles cellens energifabrikk, fordi det er her energirike forbindelser som glukose omdannes til energi i form av ATP. Prosessen kalles celleånding, hvor en rekke kjemiske reaksjoner fører til at hovedsakelig glukose brytes ned ved hjelp av oksygen. Mitokondriene består av to membraner, en indre og en ytre. Den indre membranen er mye større enn den ytre og må derfor bukte seg mange ganger for å få plass inne i den ytre membransekken. Cytoskjelettet er cellens bærende rammeverk og består av ulike proteiner bundet sammen til lange fibre. Cytoskjelettet bidrar til at cellen beholder sin struktur og form, samt at alle cellens strukturer ligger på rett plass i cellen. Mange organeller beveger seg også langs cytoskjelettet, litt som togvogner på jernbaneskinner. Cytoskjelettet er også involvert i cellens bevegelse. Peroksisom er en membranomsluttet organell som omdanner og ufarliggjør ulike giftstoffer i cellen ved å danne hydrogenperoksid (H2O2, derav navnet peroksisom). Hydrogenperoksid brytes videre ned til oksygen og vann ved hjelp av enzymet katalase. Dyreceller  Lysosomer er cellens gjenbruksstasjoner, og er små blærer som inneholder ulike enzymer. Enzymene er involvert i å bryte ned store molekyler som fett, karbohydrater og proteiner. Produktene fra nedbrytningen brukes til å bygge nye molekyler i cellen. Sentrioler er små rørliknende proteinstrukturer som står for dannelse av cytoskjelettet. De ligger ofte nær cellekjernen. To centrioler står vinkelrett på hverandre og danner sammen et centrosom (centrosom = to centrioler). Centriolene spiller en spesielt viktig rolle i celledeling. Planteceller  Plantenes cellevegg er laget av cellulose som plantene produserer i fotosyntesen. Celleveggen danner et beskyttende lag som ligger utenfor cellemembranen som beskytter plantecellene mot vær og vind, og gjør at planten kan stå oppreist. Celleveggen gjør at planteceller ofte får en kantet form. Enkelte steder i celleveggen finnes det åpninger som gjør det mulig for cellene i et blad å kommunisere. Disse åpningene kalles plasmodesmata. Vakuolen er en stor membranomsluttet og væskefylt blære som fyller store deler av plantecellen. Den inneholder vann, næringsstoffer og en rekke enzymer som kan bryte ned store molekyler. Vakuolen har dermed noe av den samme rollen som lysosomer har i dyreceller. Vakuolen opprettholder også riktig trykk inne i plantecellen. Enkelte dyreceller og soppceller har også vakuoler, men disse er ofte mindre enn hos planteceller og har andre roller enn en vakuole i planteceller. Kloroplaster finnes kun hos organismer som driver fotosyntese. I fotosyntesen omdannes karbondioksid og vann til glukose og oksygen ved å benytte energi fra lys eller sol. Kloroplaster består av en stor membransekk, og inne i denne membransekken er det mange små membransekker stablet oppå hverandre. I membranen til disse stablene finnes molekylet klorofyll som fanger energien fra sola. Det er også klorofyll som gjør at plantene er grønne. Kloroplaster finnes derfor kun i de grønne delene av planten, og ikke i for eksempel plantens røtter. Stivelseskorn kalles også amyloplaster og fungerer som lagringsplass for stivelse. Disse er særlig fremtredende i rotknoller som poteter og andre rotgrønnsaker. Frø inneholder også mange stivelseskorn som bidrar til å gi næring til frøet når det starter å spire. Soppceller Soppceller har noen fellestrekk med dyreceller, og noen med planteceller. I tillegg til kjerne, ER, golgiapparat, cytoskjelett og mitokondrier som alle eukaryote celler har, har dyreceller og soppceller lysosomer og centrioler, mens soppceller og planteceller har cellevegg og vakuole. I motsetning til planteceller er celleveggen hos soppceller laget av polysakkaridene glukan og kitin. Les mer i Store norske leksikon celle organisme Eksterne lenker NRK Skole: Cellens oppbygning