Cell

En cell är en membranbunden struktur som förekommer som en funktionell, oberoende livsenhet (t.ex. i encelliga organismer, t.ex. bakterier, protozoer, osv.), eller som den strukturella eller grundläggande enheten i en biologisk vävnad som är specialiserad för att utföra en viss funktion i flercelliga organismer (t.ex. växter och djur).

Celldefinition

I biologin definieras en cell (, ”plural: celler”) som den strukturella, funktionella och biologiska enheten i alla organismer. Det är en autonom självreplikerande enhet som kan existera som en funktionell oberoende livsenhet (som i fallet med en encellig organism), eller som en underenhet i en flercellig organism (som i växter och djur) som utför en särskild funktion i vävnader och organ.

Etymologi:

LÄS: Termen ”cell” kommer från latinets ”cella”, ”cellula”, som betyder ”ett litet rum”.

LÄS: Biologisk cell – Introduktion (handledning)

Celltyper

Celler kan typifieras på olika sätt. Baserat på förekomsten av en väldefinierad cellkärna kan en cell till exempel vara eukaryotisk eller prokaryotisk. Celler kan också klassificeras utifrån antalet celler som utgör en organism, det vill säga ”encellig”, ”flercellig” eller ”acellulär”.

Prokaryotisk cell kontra eukaryotisk cell

Celler kan delas in i två huvudtyper: prokaryotiska celler (t.ex. bakterieceller) och eukaryotiska celler (t.ex. växt- eller djurceller). Den största skillnaden mellan de två är en väldefinierad kärna omgiven av ett membranliknande kärnhölje som endast finns i eukaryota celler. Förutom kärnan finns det andra organeller i eukaryota celler. Dessa organeller är mitokondrier, plastider, endoplasmatiska retikulum och Golgiapparaten. Dessa organeller finns inte i prokaryota celler. Trots dessa skillnader har prokaryotiska och eukaryotiska celler ett antal gemensamma drag: den genetiska informationen lagras i gener, proteiner fungerar som deras huvudsakliga strukturella material, ribosomer används för att syntetisera proteiner, adenosintrifosfat är den huvudsakliga källan till metabolisk energi för att upprätthålla olika cellprocesser och ett cellmembran som kontrollerar flödet av ämnen in i och ut ur cellen.

Encelligt vs flercelligt vs acellulärt

Celler kan användas som grund för att beskriva organismer som encelliga eller flercelliga. Encelliga organismer är organismer som endast har en cell, dvs. encelliga. Exempel är prokaryoter och protister. Flercelliga organismer är organismer som har mer än en cell. Exempel är växter och djur. Cellerna i en flercellig organism kan ha gemensamma egenskaper och funktioner.

Dessa celler som fungerar som en enhet utgör en vävnad. De grundläggande typerna av vävnader hos djur är epitelvävnad (eller epitel), nervvävnad, bindväv, muskelvävnad och kärlvävnad. I växter är de olika typerna av vävnader de embryonala eller meristematiska vävnaderna (t.ex. apikal meristem och cambium), de permanenta vävnaderna (t.ex. epidermis, kork, trichom) och de reproduktiva vävnaderna (dvs. sporogena vävnader). De permanenta vävnaderna kan delas in i grundläggande vävnader (t.ex. parenkym, collenchyma, sclerenchym) och komplexa vävnader (t.ex. floem- och xylemvävnader). Vävnader som arbetar tillsammans för att utföra en specifik uppsättning funktioner bildar ett biologiskt organ. Omvänt avser termen ”acellulär” en vävnad som inte består av celler eller som inte är uppdelad i celler. Ett exempel på acellulär vävnad är hyferna hos vissa svampar.

Cellens struktur

En cell är en membranbunden struktur som innehåller cytoplasma och cytoplasmatiska strukturer. Cellmembranet består av två lager av fosfolipider med inbäddade proteiner. Det skiljer cellens innehåll från dess yttre miljö samt reglerar vad som kommer in i och ut ur cellen. En annan intressant egenskap hos cellmembranet är förekomsten av ytmolekyler (t.ex. glykoproteiner, glykolipider osv.) som fungerar som en ”signatur” för en cell. Varje cell har en annan ”signatur” eller ”markör” som tros fungera som celligenkänning eller som ett slags cellulärt identifieringssystem. Andra celler har ytterligare skyddande cellskikt ovanpå cellmembranet, t.ex. cellväggen hos växter, alger, svampar och vissa prokaryoter.

Den flytande komponenten av cytoplasman som omger organellerna och andra olösliga cytoplasmatiska strukturer i en intakt cell där en mängd olika cellprocesser äger rum kallas cytosol. Cytosolen består av vatten, joner (t.ex. kalium, natrium, klorid, bikarbonat, magnesium och kalcium) och olika biomolekyler, t.ex. nukleinsyror, proteiner, lipider och kolhydrater. Kaliumjonerna är fler i cytosolen än i den omgivande extracellulära vätskan. Det är i cytosolen som många metaboliska reaktioner äger rum, t.ex. osmoreglering, generering av aktionspotential och cellsignalering.

I eukaryota celler är cellorganellerna de ”små organen” inuti cellen. Dessa organeller utför särskilda funktioner. Eukaryota celler som utför fotosyntes (t.ex. växtceller) skulle ha många plastider, särskilt kloroplast (en typ av plastid som innehåller gröna pigment). Förekomsten av kloroplaster är ett sätt att skilja en växtcell från en djurcell. Andra organeller som finns i både växt- och djurceller är kärnan, mitokondrierna, det endoplasmatiska retikulumet och Golgiapparaten. Kärnan är den stora organellen som innehåller det genetiska materialet (DNA) organiserat i kromosomer. Mitokondrierna betraktas som de eukaryota cellernas kraftverk. Det beror på att det är den organell som levererar energi genom att generera adenosintrifosfat (ATP) genom cellandning. Det endoplasmatiska retikulumet uppträder som ett sammankopplat nätverk av tillplattade säckar eller rör som är involverade i lipidsyntes, kolhydratmetabolism, läkemedelsavgiftning och fastsättning av receptorer på cellmembranproteiner. Det är också involverat i intracellulär transport, t.ex. transport av produkter (från det grova endoplasmatiska retikulumet) till andra delar av cellen, t.ex. till Golgiapparaten. Golgiapparaten består av membranbundna staplar. Den är involverad i glykosylering, paketering av molekyler för sekretion, transport av lipider inom cellen och ger upphov till lysosomer.

Andra cytoplasmatiska strukturer betraktas inte av andra referenser som ”organeller” eftersom de är bundna av endast ett enda membran i motsats till de ovan nämnda organellerna som är dubbelmembrerade. Till exempel betraktas lysosomer och vakuoler av vissa referenser inte som organeller utan som cytoplasmatiska strukturer utifrån ovanstående redogörelse. Lysosomer är enkelmembraniga strukturer som innehåller olika matsmältningsenzymer och är således involverade i den intracellulära matsmältningen. Vacuoler är i sin tur membranbundna vesiklar som är involverade i intracellulär sekretion, utsöndring, lagring och matsmältning. På samma sätt är ribosomer inte organeller utan cytoplasmatiska strukturer.

En prokaryotisk cell saknar de typiska membranbundna organeller som finns i en eukaryotisk cell. Den kan dock ha vissa organellliknande strukturer, t.ex. carboxysom (ett proteinskaligt fack för kolfixering hos vissa bakterier), klorosom (ett komplex för att samla in ljus hos gröna svavelbakterier), magnetosom (som finns hos magnetotaktiska bakterier) och thylakoid (hos vissa cyanobakterier). Den har också en nukleosom, som inte är en struktur med dubbla membran utan ett område i den prokaryotiska cellen som innehåller kärnmaterial.

Mitokondrierna och plastiderna har ett eget DNA (kallat extranukleärt DNA för att skilja det från det DNA som finns inne i cellkärnan). Dessa organeller är halvautonoma. På grund av detta antas de ha kommit från endosymbiotiska bakterier (enligt den endosymbiotiska teorin).

Cellcykel

Cellcykeln avser sekvensen av tillväxt och delning av en cell. I huvudsak innebär cellcykeln en duplicering av DNA via DNA-replikation och detta leder till en delning av modercellen, vilket ger två dotterceller. Dessa processer är viktiga för cellens tillväxt, replikation och delning. Hos eukaryoter består cellcykeln av en rad biologiska händelser, nämligen vilofasen, interfasen och celldelningen. Under vilofasen befinner sig cellen i ett inaktivt, icke-cykliskt tillstånd. Interfasen är den fas i cellcykeln där cellen nästa växer i storlek, dess DNA replikeras och gör en kopia av cellens DNA för att förbereda sig för nästa celldelning. Interfasen består av tre faser: G1, S-fas och G2. Det sista steget är celldelningen.

Celldelning

Celldelning är den process där en föräldracell delar sig och ger upphov till två eller flera dotterceller. Det är en viktig cellulär process eftersom den möjliggör tillväxt, reparation och reproduktion. Hos eukaryoter kan celldelningen ske i form av mitos eller meios. Vid mitos blir resultatet två genetiskt identiska celler. Vid meios är resultatet fyra genetiskt icke-identiska celler.

Celltillväxt och ämnesomsättning

Cellerna efter delning kommer att genomgå tillväxt. Cellens tillväxt möjliggörs av ämnesomsättningen. Metabolismen kan delas in i två kategorier: katabolism och anabolism. Katabolism innefattar en serie nedbrytande kemiska reaktioner som bryter ner komplexa molekyler till mindre enheter och som vanligtvis frigör energi i processen. Anabolism omfattar en sekvens av kemiska reaktioner som konstruerar eller syntetiserar molekyler från mindre enheter, vilket vanligtvis kräver en tillförsel av energi (ATP) i processen. Biomolekyler som nukleinsyror, proteiner, kolhydrater och lipider produceras, lagras och bryts ned inuti cellen. Till exempel är kärnan platsen för biosyntesen av DNA och mRNA. Proteiner syntetiseras i sin tur av ribosomerna. Lipidsyntesen sker i det endoplasmatiska retikulumet.

Motilitet

Vissa celler har specialiserade strukturer som är inblandade i förflyttning. Flageller, till exempel, är långa, slanka, trådliknande, piskliknande förlängningar som möjliggör rörelse genom framdrivning. Vissa flageller används dock inte för rörelse utan för känsel och signalöverföring, t.ex. stavfotoreceptorceller i ögat, luktreceptorneuroner i näsan, kinocilium i örats cochlea. Cili är hårliknande utskjutningar på vissa cellers ytor. Cilior är i allmänhet av två slag: rörliga cilier (för förflyttning) och icke-rörliga cilier (för sensorik). Exempel på vävnadsceller med cilier är epitelcellerna i lungorna som sopar bort vätskor eller partiklar. Exempel på organismer som har cilier är protozoer som använder dem för att förflytta sig.

Forskning

Cellbiologi (eller cytologi) är det vetenskapliga studiet av celler. Robert Hooke namngavs som den förste som upptäckte celler, år 1665. Matthias Jakob Schleiden och Theodor Schwann var de som först formulerade cellteorin 1839.

Relaterade termer

• Cellbiologi
• Stamcell

Se även

• Cytologi

.

• Vävnad
• Organcell
• Cytoplasma
• Prokaryot
• Eukaryot

Referenser och vidare läsning

1. kazilek. (2009, 27 september). Celldelar | Fråga en biolog. Hämtad från webbplatsen Asu.edu: https://askabiologist.asu.edu/cell-parts
2. Genetics Home Reference. (2019). Vad är en cell? Hämtad från webbplatsen Genetics Home Reference: https://ghr.nlm.nih.gov/primer/basics/cell
3. CELLER II: CELLULÄR ORGANISATION. (2019). Hämtad från webbplatsen Estrellamountain.edu: https://www2.estrellamountain.edu/faculty/farabee/biobk/BioBookCELL2.html
4. CELL- OCH ORGANELLANTECKNINGAR. (2019). Hämtad från webbplatsen Edu.pe.ca: http://www.edu.pe.ca/gray/class_pages/rcfleming/cells/notes.htm
5. Cellstruktur och funktion. (2019). Hämtad från webbplatsen Msu.edu: https://msu.edu/~potters6/te801/Biology/biounits/cellstructure&function.htm