Celle

En celle er en membranbunden struktur, der forekommer som en funktionel uafhængig livsenhed (som f.eks. i encellede organismer, f.eks. bakterier, protozoer osv.), eller som den strukturelle eller grundlæggende enhed i et biologisk væv, der er specialiseret til at udføre en bestemt funktion i flercellede organismer (f.eks. planter og dyr).

Celle Definition

I biologien er en celle (, “flertal: celler”) defineret som den strukturelle, funktionelle og biologiske enhed i alle organismer. Det er en selvstændig selvreplikerende enhed, der kan eksistere som en funktionel uafhængig livsenhed (som i tilfælde af en encellet organisme) eller som en underenhed i en flercellet organisme (som i planter og dyr), der udfører en bestemt funktion i væv og organer.

Etymologi: Udtrykket “celle” stammer fra latin “cella”, “cellula”, der betyder “et lille rum”.

LÆS: Biologisk celle – Introduktion (Tutorial)

Celtyper

Celler kan typificeres på forskellige måder. F.eks. kan en celle, baseret på tilstedeværelsen af en veldefineret kerne, være eukaryotisk eller prokaryotisk. Celler kan også klassificeres på baggrund af antallet af celler, der udgør en organisme, dvs. “encellede”, “flercellede” eller “acellede”.

Prokaryotisk celle vs. eukaryotisk celle

Celler kan inddeles i to hovedtyper: prokaryotiske celler (f.eks. bakterieceller) og eukaryotiske celler (f.eks. plante- eller dyreceller). Den vigtigste forskel mellem de to er en veldefineret kerne, der er omgivet af en membranagtig kernehinde, som kun findes i eukaryote celler. Ud over kernen findes der andre organeller i eukaryote celler. Disse organeller er mitokondrier, plastider, endoplasmatisk retikulum og Golgi-apparat. Disse organeller findes ikke i prokaryote celler. På trods af disse forskelle har prokaryote og eukaryote celler en række fælles træk: den genetiske information lagres i gener, proteiner er deres vigtigste strukturelle materiale, ribosomer anvendes til at syntetisere proteiner, adenosintrifosfat er den vigtigste kilde til metabolisk energi til opretholdelse af forskellige cellulære processer, og en cellemembran, der styrer strømmen af stoffer ind og ud af cellen.

Unicellulær vs. flercellulær vs. acellulær

Celler kan bruges som grundlag for at beskrive organismer som encellede eller flercellede. Encellede organismer er organismer, der kun har én celle, dvs. encellede organismer. Eksempler herpå er prokaryoter og protister. Flercellede organismer er organismer, der har mere end én celle. Eksempler herpå er planter og dyr. Cellerne i en flercellet organisme kan have fælles træk og funktioner.

Disse celler, der fungerer som en enhed, udgør et væv. De grundlæggende vævstyper hos dyr er epithelvæv (eller epithel), nervevæv, bindevæv, muskelvæv og karvæv. I planter er de forskellige typer væv de embryonale eller meristematiske væv (f.eks. apikalt meristem og cambium), de permanente væv (f.eks. epidermis, kork, trichomer) og de reproduktive væv (dvs. sporogene væv). De permanente væv kan yderligere inddeles i grundlæggende væv (f.eks. parenchym, collenchyma, sclerenchym) og komplekse væv (f.eks. floem- og xylemvæv). Væv, der arbejder sammen for at udføre et bestemt sæt af funktioner, udgør et biologisk organ. Omvendt betegner udtrykket “acellulært” et væv, der ikke består af celler eller ikke er opdelt i celler. Et eksempel på acellulært væv er visse svampes hyfer.

En celles opbygning

En celle er en membranbunden struktur, der indeholder cytoplasma og cytoplasmiske strukturer. Cellemembranen består af to lag af fosfolipider med indlejrede proteiner. Den adskiller cellens indhold fra det ydre miljø, ligesom den regulerer, hvad der kommer ind og ud af cellen. Et andet interessant træk ved cellemembranen er tilstedeværelsen af overflademolekyler (f.eks. glykoproteiner, glykolipider osv.), der fungerer som en “signatur” for en celle. Hver celle har en anden “signatur” eller “markør”, som menes at fungere som cellegenkendelse eller som en slags celleidentifikationssystem. Andre celler har yderligere beskyttende cellelag oven på cellemembranen, f.eks. cellevæggen hos planter, alger, svampe og visse prokaryoter.

Den flydende komponent af cytoplasmaet, der omgiver organellerne og andre uopløselige cytoplasmiske strukturer i en intakt celle, hvor en lang række celleprocesser finder sted, kaldes cytosol. Cytosolen består af vand, ioner (f.eks. kalium, natrium, chlorid, bicarbonat, magnesium og calcium) og forskellige biomolekyler, såsom nukleinsyrer, proteiner, lipider og kulhydrater. Der er flere kaliumioner i cytosolen end i den omgivende ekstracellulære væske. Det er i cytosolen, at mange metaboliske reaktioner finder sted, f.eks. osmoregulering, generering af aktionspotentiale og cellesignalering.

I eukaryote celler er celleorganellerne de “små organer” inde i cellen. Disse organeller udfører særlige funktioner. Eukaryote celler, der udfører fotosyntese (f.eks. planteceller), vil have mange plastider, især kloroplast (en type plastid, der indeholder grønne pigmenter). Tilstedeværelsen af kloroplaster er en måde at skelne en plantecelle fra en dyrecelle på. Andre organeller, der kan findes i både planteceller og dyreceller, er kernen, mitokondrier, det endoplasmatiske retikulum og Golgi-apparatet. Kernen er den store organel, der indeholder det genetiske materiale (DNA), som er organiseret i kromosomer. Mitokondrier anses for at være de eukaryote cellers kraftværk. Det skyldes, at det er den organel, der leverer energi ved at generere adenosintrifosfat (ATP) gennem celleånding. Det endoplasmatiske retikulum forekommer som et indbyrdes forbundet netværk af fladtrykte sække eller rør, der er involveret i lipidsyntese, kulhydratmetabolisme, afgiftning af stoffer og fastgørelse af receptorer på cellemembranproteiner. Det er også involveret i intracellulær transport, f.eks. transport af produkterne (fra det grove endoplasmatiske retikulum) til andre celledele som Golgi-apparatet. Golgi-apparatet består af membranbundne stakke. Det er involveret i glykosylering, pakning af molekyler til sekretion, transport af lipider inden for cellen og giver anledning til lysosomer.

Andre cytoplasmatiske strukturer betragtes ikke af andre referencer som “organeller”, fordi de kun er bundet af en enkelt membran i modsætning til de førnævnte organeller, der er dobbeltmembranede. For eksempel betragtes lysosomer og vakuoler af nogle referencer ikke som organeller, men som cytoplasmatiske strukturer på grundlag af ovenstående redegørelse. Lysosomer er enkeltembranede strukturer, der indeholder forskellige fordøjelsesenzymer, og de er således involveret i den intracellulære fordøjelse. Vacuoler er til gengæld membranbundne vesikler, der er involveret i intracellulær sekretion, udskillelse, opbevaring og fordøjelse. På samme måde er ribosomer ikke organeller, men cytoplasmatiske strukturer.

En prokaryote celle mangler de typiske membranbundne organeller, som findes i en eukaryote celle. Ikke desto mindre kan den besidde visse organellignende strukturer som f.eks. carboxysom (et protein-skalrum til kulstoffiksering i nogle bakterier), chlorosom (et lyshøstkompleks i grønne svovlbakterier), og magnetosom (findes i magnetotaktiske bakterier) og thylakoid (i nogle cyanobakterier). Den har også et nukleosom, som ikke er en dobbeltmembranstruktur, men et område i den prokaryote celle, der indeholder kernemateriale.

Mitokondrierne og plastiderne har deres eget DNA (omtalt som extranukleært DNA for at skelne det fra det DNA, der findes inde i kernen). Disse organeller er semi-autonome. På grund af dette formodes de at stamme fra endosymbiotiske bakterier (i henhold til den endosymbiotiske teori).

Cellecyklus

Cellecyklus vedrører rækkefølgen af en celles vækst og deling. I det væsentlige indebærer cellecyklusen en fordobling af DNA via DNA-replikation, og dette fører til deling af modercellen, hvorved der dannes to datterceller. Disse processer er afgørende for cellens vækst, replikation og deling. Hos eukaryoter består cellecyklusen af en række biologiske begivenheder, nemlig hvilefasen, interfasen og celledelingen. I hvilefasen befinder cellen sig i en inaktiv, ikke-cyklisk tilstand. Interfasen er den fase af cellecyklussen, hvor cellen vokser i størrelse, dens DNA replikeres og laver en kopi af cellens DNA for at forberede sig til den næste celledeling. Interfasen består af tre faser: G1, S-fase og G2. Den sidste fase er celledeling.

Celledeling

Celledeling er den proces, hvor en modercelle deler sig og giver anledning til to eller flere datterceller. Det er en vigtig cellulær proces, fordi den muliggør vækst, reparation og reproduktion. Hos eukaryoter kan celledeling foregå i form af mitose eller meiose. Ved mitose er resultatet to genetisk identiske celler. Ved meiose er resultatet fire genetisk ikke-identiske celler.

Cellevækst og stofskifte

Cellerne vil efter deling gennemgå vækst. Cellens vækst muliggøres af stofskiftet. Metabolismen kan inddeles i to kategorier: katabolisme og anabolisme. Katabolisme omfatter en række nedbrydende kemiske reaktioner, der nedbryder komplekse molekyler til mindre enheder, hvor der normalt frigives energi i processen. Anabolisme omfatter en række kemiske reaktioner, der opbygger eller syntetiserer molekyler af mindre enheder, hvilket normalt kræver et input af energi (ATP) i processen. Biomolekyler såsom nukleinsyrer, proteiner, kulhydrater og lipider produceres, lagres og nedbrydes således inde i cellen. Det er f.eks. i cellekernen, at DNA og mRNA biosyntesen finder sted. Proteiner syntetiseres til gengæld af ribosomerne. Lipidsyntesen sker i det endoplasmatiske retikulum.

Motilitet

Nogle celler har specialiserede strukturer, der er involveret i lokomotion. Flageller er f.eks. lange, slanke, trådformede, piskelignende forlængelser, der muliggør bevægelse ved fremdrift. Nogle flageller anvendes dog ikke til bevægelse, men til fornemmelse og signaltransduktion, f.eks. stavfotoreceptorceller i øjet, olfaktoriske receptorneuroner i næsen, kinocilium i øresneglen (cochlea). Cilia er hårlignende udposninger på overfladen af nogle celler. Cilia er generelt af to slags: bevægelige cilia (til at bevæge sig) og ubevægelige cilia (til sensoriske formål). Eksempler på vævsceller med cilier er epitelcellerne i lungerne, som fejer væsker eller partikler væk. Eksempler på organismer, der har cilier, er protozoer, der bruger dem til at bevæge sig.

Forskning

Cellebiologi (eller cytologi) er den videnskabelige undersøgelse af celler. Robert Hooke blev nævnt som den første, der opdagede celler, i 1665. Matthias Jakob Schleiden og Theodor Schwann var de første, der formulerede celleteorien i 1839.

Relaterede begreber

• Cellebiologi
• Stamcelle

Se også

• Cytologi
• Tvæv
• Organelle
• Cytoplasma
• Prokaryot
• Eukaryot

Referencer og yderligere læsning

1. kazilek. (2009, 27. september). Celledele | Spørg en biolog. Hentet fra Asu.edu-webstedet: https://askabiologist.asu.edu/cell-parts
2. Genetics Home Reference. (2019). Hvad er en celle? Hentet fra Genetics Home Reference website: https://ghr.nlm.nih.gov/primer/basics/cell
3. CELLER II: CELLULÆR ORGANISATION. (2019). Hentet fra Estrellamountain.edu-webstedet: https://www2.estrellamountain.edu/faculty/farabee/biobk/BioBookCELL2.html
4. CELLE OG ORGANELLE NOTER. (2019). Hentet fra Edu.pe.ca hjemmeside: http://www.edu.pe.ca/gray/class_pages/rcfleming/cells/notes.htm
5. Cellens opbygning og funktion. (2019). Hentet fra Msu.edu websted: https://msu.edu/~potters6/te801/Biology/biounits/cellstructure&function.htm