Cellens oppbygning og funksjon: prokaryote og eukaryote celler, cellestrukturer og organeller (cellemembran, cellekjerne, mitokondrier, ER, golgi, lysosomer, kloroplaster, vakuoler, cytoskjelett), endosymbiontteorien, mikroskopi og klinisk relevans. VG2/VG3-nivå.
Cellen er livets grunnleggende enhet. Alt som lever — fra den bittesmå bakterien i en vanndråpe til det mektige eikatreet og til oss mennesker — er bygd opp av celler. I hver eneste celle, uansett hvor liten den er, foregår det en travel utveksling av molekyler, signaler og energi. Å forstå cellen er å forstå selve fundamentet for biologi, helse og evolusjon.
3.1 Prokaryote og eukaryote celler
Alle organismer på jorda kan plasseres i én av to store celletypegrupper: prokaryote celler og eukaryote celler. Forskjellen høres teknisk ut, men det handler egentlig om noe ganske enkelt — om arvestoffet ligger åpent i cellen, eller om det er pakket inn i et eget rom med sin egen membran.
Prokaryote celler mangler en avgrenset cellekjerne. Arvestoffet, altså DNA, flyter fritt i cellevæsken eller er løst festet til innsiden av cellemembranen. Bakterier og arker tilhører denne gruppen, og begge er encellede organismer. Cellene er gjerne små, typisk noen få mikrometer lange, og de har få indre strukturer.
Eukaryote celler er vesentlig større — ofte ti til hundre ganger større i diameter enn prokaryote celler — og de har en tydelig cellekjerne som beskytter DNA-et. I tillegg inneholder de en mengde indre rom, kalt organeller, som hver har sin spesifikke oppgave. Protister, sopper, planter og dyr har alle eukaryote celler. Mens bakterier alltid er encellede, kan eukaryoter være alt fra ørsmå encellede protister til organismer med billioner av celler, slik som mennesker.
Intuisjon: Cellens organisering
Tenk på en prokaryot celle som en ettroms leilighet eller et lite verksted. Alt skjer i det samme rommet: DNA-oppskriftene ligger på en arbeidsbenk (nukleoidet), proteinene lages på små maskiner (ribosomer) i samme rom, og energi produseres langs veggene (cellemembranen). Det er effektivt, men begrenset.
En eukaryot celle er som en stor by. DNA-et er trygt lagret i byens rådhus og bibliotek (cellekjernen). Store fabrikker (ER) produserer varer, som sendes til post- og sorteringssentralen (Golgi) for å pakkes og adresseres. Energiverk (mitokondrier) forsyner hele byen med strøm (ATP), og et renovasjonsanlegg (lysosomer) tar seg av avfall. Denne avanserte arbeidsdelingen gjør at mye mer komplekse prosesser kan foregå samtidig, uten at de forstyrrer hverandre.
Forskjellen i størrelse er ikke tilfeldig. Et større volum krever at cellen har spesialiserte rom for ulike kjemiske prosesser — det blir rett og slett for mye trafikk hvis alt skal foregå i samme væske. Membranene som skiller organellene fra hverandre, gjør at reaksjoner kan finstyres uten å forstyrre hverandre.
Vanlig feil
Det er lett å tenke på prokaryoter som «primitive» eller «mindre utviklede» enn eukaryoter fordi de er strukturelt enklere. Dette er en misforståelse. Prokaryoter er ekstremt vellykkede og har eksistert på jorda i milliarder av år lengre enn eukaryoter. Deres enkle struktur gir dem en enorm fordel i form av rask formering og tilpasningsevne. De er ikke primitive, men høyt spesialiserte for sin nisje. …