Cella

A sejt olyan membránhoz kötött szerkezet, amely az élet funkcionális, független egységeként fordul elő (például az egysejtű szervezetekben, pl. baktériumok, ősállatok stb.), vagy egy adott funkció ellátására specializálódott biológiai szövet szerkezeti vagy alapegységeként a többsejtű szervezetekben (pl. növényekben és állatokban).

Sejt definíciója

A biológiában a sejt (, “többes szám: sejtek”) minden szervezet szerkezeti, funkcionális és biológiai egysége. Önálló, önreprodukáló egység, amely létezhet funkcionálisan független életegységként (mint az egysejtűek esetében), vagy egy többsejtű szervezetben (mint a növényekben és állatokban) olyan alegységként, amely a szövetekben és szervekben meghatározott funkciót lát el.

Etimológia: A “sejt” kifejezés a latin “cella”, “cellula” szóból származik, ami “kis helyiséget” jelent.

READ: Biológiai sejt – bevezetés (oktatóanyag)

A sejtek típusai

A sejteket különböző módon tipizálhatjuk. Például a jól körülhatárolt sejtmag jelenléte alapján egy sejt lehet eukarióta vagy prokarióta. A sejtek a szervezetet alkotó sejtek száma alapján is osztályozhatók, azaz “egysejtű”, “többsejtű” vagy “acelluláris”.

Prokarióta sejt vs. eukarióta sejt

A sejtek két fő típusba sorolhatók: prokarióta sejtek (pl. baktériumsejtek) és eukarióta sejtek (pl. növényi vagy állati sejt). A fő különbség a kettő között a csak az eukarióta sejtekben jelenlévő, jól körülhatárolt, membránszerű magburkolóval körülvett sejtmag. A sejtmagon kívül az eukarióta sejtekben más organellumok is megtalálhatók. Ezek a szerveztek a mitokondriumok, a plasztidok, az endoplazmatikus retikulum és a Golgi-apparátus. Ezek a szerveztek nincsenek jelen a prokarióta sejtekben. E különbségek ellenére a prokarióta és az eukarióta sejtek számos közös tulajdonsággal rendelkeznek: a genetikai információt gének tárolják, a fehérjék szolgálnak fő szerkezeti anyagként, a riboszómákat a fehérjék szintézisére használják, az adenozin-trifoszfát az anyagcsere fő energiaforrása a különböző sejtfolyamatok fenntartásához, és a sejtmembrán szabályozza az anyagok be- és kiáramlását a sejtbe.

Egysejtű vs. többsejtű vs. acelluláris

A sejtek alapján az organizmusokat egysejtűként vagy többsejtűként lehet jellemezni. Egysejtűek azok a szervezetek, amelyeknek csak egy sejtjük van, azaz egysejtűek. Ilyenek például a prokarióták és a protisták. Többsejtűek azok a szervezetek, amelyek egynél több sejttel rendelkeznek. Ilyenek például a növények és az állatok. A többsejtű szervezetek sejtjei közös tulajdonságokkal és funkciókkal rendelkezhetnek.

Egy szövetet ezek az egységként működő sejtek alkotnak. A szövetek alapvető típusai az állatokban a hámszövet (vagy hám), az idegszövet, a kötőszövet, az izomszövet és az érszövet. A növényekben a szövetek különböző típusai az embrionális vagy merisztematikus szövetek (pl. apikális merisztéma és kambium), az állandó szövetek (pl. epidermisz, parafa, trichom) és a reproduktív szövetek (pl. sporogén szövetek). Az állandó szövetek tovább osztályozhatók alapvető (pl. parenchima, kollenchima, szklerenchima) és összetett (pl. floem- és xilémszövetek) szövetekre. Azok a szövetek, amelyek együttesen működnek, hogy egy adott funkciócsoportot ellássanak, biológiai szervet alkotnak. Ezzel szemben az “acelluláris” kifejezés olyan szövetre vonatkozik, amely nem sejtekből áll, vagy nem osztódik sejtekre. Az acelluláris szövetre példa egyes gombák hifái.

A sejt felépítése

A sejt egy membránhoz kötött szerkezet, amely citoplazmát és citoplazmatikus struktúrákat tartalmaz. A sejtmembrán két foszfolipidrétegből áll, melybe fehérjék vannak beágyazódva. Elválasztja a sejt tartalmát a külső környezettől, valamint szabályozza, hogy mi kerül be és mi távozik a sejtből. A sejtmembrán másik érdekes tulajdonsága a felszíni molekulák (pl. glikoproteinek, glikolipidek stb.) jelenléte, amelyek a sejt “kézjegyeként” szolgálnak. Minden sejtnek más-más “aláírása” vagy “markere” van, amelyről úgy gondolják, hogy a sejtfelismerésben vagy egyfajta sejtazonosító rendszerben működik. Más sejtek a sejtmembránon felül további védő sejtrétegekkel rendelkeznek, pl. sejtfal a növényekben, algákban, gombákban és bizonyos prokariótákban.

A citoplazma folyékony komponensét, amely egy ép sejtben az organellákat és más oldhatatlan citoplazmatikus struktúrákat veszi körül, ahol a legkülönbözőbb sejtfolyamatok zajlanak, citoszolnak nevezzük. A citoszol vízből, ionokból (pl. kálium, nátrium, klorid, bikarbonát, magnézium és kalcium) és különféle biomolekulákból, például nukleinsavakból, fehérjékből, lipidekből és szénhidrátokból áll. A káliumionok száma nagyobb a citoszolban, mint a környező extracelluláris folyadékban. A citoszolban számos anyagcsere-reakció zajlik, például az ozmoreguláció, az akciós potenciálok létrehozása és a sejtszignálok.

Eukarióta sejtekben a sejtorganellumok a “kis szervek” a sejt belsejében. Ezek az organellák speciális funkciókat látnak el. A fotoszintézist végző eukarióta sejtek (pl. növényi sejtek) számos plasztiddal rendelkeznének, különösen kloroplasztiszokkal (a zöld pigmenteket tartalmazó plasztidok egy típusa). A kloroplasztiszok jelenléte az egyik módja annak, hogy megkülönböztessük a növényi sejtet az állati sejtektől. A növényi sejtben és az állati sejtben egyaránt megtalálható egyéb organellumok a sejtmag, a mitokondriumok, az endoplazmatikus retikulum és a Golgi-apparátus. A sejtmag az a nagy organellum, amely a kromoszómákba szervezett genetikai anyagot (DNS) tartalmazza. A mitokondriumokat az eukarióta sejtek erőművének tekintik. Ez azért van így, mert ez az az organellum, amely az adenozin-trifoszfát (ATP) sejtlégzéssel történő előállításával energiát szolgáltat. Az endoplazmatikus retikulum lapított zsákok vagy csövek összekapcsolt hálózataként fordul elő, amelyek részt vesznek a lipidszintézisben, a szénhidrát-anyagcserében, a gyógyszerek méregtelenítésében és a receptorok rögzítésében a sejtmembrán fehérjéin. Részt vesz az intracelluláris transzportban is, például a (durva endoplazmatikus retikulum) termékeinek más sejtrészekbe, például a Golgi-készülékbe történő szállításában. A Golgi-apparátus membránhoz kötött halmazokból áll. Részt vesz a glikozilációban, a molekulák csomagolásában a szekrécióhoz, a lipidek sejten belüli szállításában és a lizoszómák keletkezésében.

A többi citoplazmatikus struktúrát más hivatkozások nem tekintik “organelláknak”, mivel ezeket csak egyetlen membrán köti össze, ellentétben a fent említett, kettős membránnal rendelkező organellákkal. Például a lizoszómákat és a vakuolumokat egyes hivatkozások nem organelláknak, hanem citoplazmatikus struktúráknak tekintik a fenti beszámoló alapján. A lizoszómák egymembrános szerkezetek, amelyek különböző emésztőenzimeket tartalmaznak, és így részt vesznek az intracelluláris emésztésben. A vakuolumok viszont membránhoz kötött vezikulák, amelyek részt vesznek az intracelluláris szekrécióban, kiválasztásban, tárolásban és emésztésben. Hasonlóképpen, a riboszómák nem organellák, hanem citoplazmatikus struktúrák.

A prokarióta sejtből hiányoznak az eukarióta sejtekre jellemző, membránhoz kötött organellák. Mindazonáltal rendelkezhet bizonyos organellaszerű struktúrákkal, mint például a karboxiszóma (egyes baktériumokban a szén megkötésére szolgáló fehérje-héj rekesz), a kloroszóma (zöld kénbaktériumokban fénygyűjtő komplex) és a magnetoszóma (magnetotaktikus baktériumokban található), valamint a tilakoid (egyes cianobaktériumokban). Nukleoszómával is rendelkezik, ami nem egy kettős membránszerkezet, hanem a prokarióta sejtben egy maganyagot tartalmazó régió.

A mitokondriumoknak és a plasztidoknak saját DNS-ük van (extranukleáris DNS-nek nevezik, hogy megkülönböztessék a sejtmagban található DNS-től). Ezek a szerveztek félig önállóak. Emiatt feltételezik, hogy endoszimbionta baktériumoktól származnak (az endoszimbionta elmélet szerint).

Sejtciklus

A sejtciklus a sejt növekedésének és osztódásának sorrendjére vonatkozik. A sejtciklus lényege, hogy a DNS megkettőződik a DNS replikáción keresztül, és ez az anyasejt osztódásához vezet, amelyből két leánysejt keletkezik. Ezek a folyamatok elengedhetetlenek a sejtek növekedéséhez, replikációjához és osztódásához. Az eukariótákban a sejtciklus biológiai események sorozatából áll, nevezetesen a nyugalmi fázisból, az interfázisból és a sejtosztódásból. A nyugalmi fázisban a sejt inaktív, nem ciklikus állapotban van. Az interfázis a sejtciklusnak az a szakasza, amikor a sejt legközelebb megnő, DNS-e replikálódik, és másolatot készít a sejt DNS-éről, hogy felkészüljön a következő sejtosztódásra. Az interfázis három szakaszból áll: G1, S fázis és G2. Az utolsó szakasz a sejtosztódás.

Sejtosztódás

A sejtosztódás az a folyamat, amelynek során egy anyasejt osztódik, és két vagy több leánysejt keletkezik. Ez egy létfontosságú sejtfolyamat, mert lehetővé teszi a növekedést, a javítást és a szaporodást. Eukariótákban a sejtosztódás történhet mitózis vagy meiózis formájában. A mitózis során két genetikailag azonos sejt keletkezik. A meiózisban az eredmény négy genetikailag nem azonos sejt.

Sejtnövekedés és anyagcsere

A sejtek az osztódás után növekedésnek indulnak. A sejt növekedését az anyagcsere teszi lehetővé. Az anyagcsere két kategóriába sorolható: katabolizmus és anabolizmus. A katabolizmus olyan lebontó kémiai reakciók sorozatát foglalja magában, amelyek összetett molekulákat bontanak le kisebb egységekre, és eközben általában energia szabadul fel. Az anabolizmus olyan kémiai reakciók sorozatát foglalja magában, amelyek kisebb egységekből építenek fel vagy szintetizálnak molekulákat, és általában energiát (ATP-t) igényelnek a folyamat során. Így a sejtben biomolekulák, például nukleinsavak, fehérjék, szénhidrátok és lipidek keletkeznek, tárolódnak és bomlanak le. A DNS és az mRNS bioszintézisének helye például a sejtmag. A fehérjéket viszont a riboszómák szintetizálják. A lipidek szintézise az endoplazmatikus retikulumban történik.

Motilitás

Egyes sejteknek a helyváltoztatásban részt vevő, specializált struktúrái vannak. A flagellák például hosszú, karcsú, fonalszerű, ostorszerű nyúlványok, amelyek lehetővé teszik a mozgást a propulzió révén. Egyes flagellák azonban nem a mozgást, hanem az érzékelést és a jelátvitelt szolgálják, pl. a szem pálcika fotoreceptor sejtjei, az orr szagló receptor neuronjai, a fül csigájában lévő kinocilium. A csillók szőrszerű nyúlványok egyes sejtek felszínén. A csillók általában kétfélék: mozgékony csillók (a mozgáshoz) és nem mozgékony csillók (az érzékeléshez). Példa a csillókkal rendelkező szöveti sejtekre a tüdőt bélelő hámsejtek, amelyek folyadékot vagy részecskéket söpörnek el. Példa a csillókkal rendelkező szervezetekre az őslábúak, amelyek mozgásra használják őket.

Kutatás

A sejtbiológia (vagy citológia) a sejtek tudományos vizsgálata. Robert Hooke-ot nevezik a sejtek első felfedezőjének, 1665-ben. Matthias Jakob Schleiden és Theodor Schwann voltak azok, akik elsőként fogalmazták meg a sejtelméletet, 1839-ben.

Kapcsolódó fogalmak

• sejtbiológia
• törzsejt

Lásd még

• citológia

.

• Szövet
• Organella
• Citoplazma
• Prokarióta
• Eukarióta

Hivatkozások és további olvasmányok

1. kazilek. (2009, szeptember 27.). Sejtrészek | Kérdezz egy biológustól. Letöltve az Asu.edu weboldalról: https://askabiologist.asu.edu/cell-parts
2. Genetics Home Reference. (2019). Mi az a sejt? Retrieved from Genetics Home Reference website: https://ghr.nlm.nih.gov/primer/basics/cell
3. CELLS II: CELLULAR ORGANIZATION. (2019). Retrieved from Estrellamountain.edu website: https://www2.estrellamountain.edu/faculty/farabee/biobk/BioBookCELL2.html
4. CELL AND ORGANELLE NOTES. (2019). Retrieved from Edu.pe.ca website: http://www.edu.pe.ca/gray/class_pages/rcfleming/cells/notes.htm
5. Cell Structure and Function. (2019). Retrieved from Msu.edu website: https://msu.edu/~potters6/te801/Biology/biounits/cellstructure&function.htm