Kapittel 3 — Cellen: celler og organeller

Hva handler kapittelet om?

Kapittelet bygger en sammenheng fra prokaryote og eukaryote celler til organeller, energi, proteintransport, planteceller, cytoskjelett, endosymbiose og mikroskopi.

De 15 visualene dekker celletyper, prokaryot oppbygning, bakterier og arker, eukaryote organeller, genetisk informasjonsflyt, proteintransport, lysosomer, peroksisomer, mitokondrier, kloroplaster, celletyper, cytoskjelett, endosymbiose og mikroskopi.

V01 — Prokaryot vs. eukaryot celle

Alle celler kan plasseres i én av to hovedgrupper. Den viktigste forskjellen er om DNA-et ligger i en membranbundet cellekjerne, og om cellen har membranbundne organeller.

En prokaryot celle mangler en avgrenset cellekjerne. DNA-et ligger i cellevæsken, samlet i et nukleoidområde. Bakterier og arker er prokaryoter.

En eukaryot celle har en tydelig cellekjerne som omslutter DNA-et. Den har også flere membranbundne organeller som deler cellens arbeid i spesialiserte rom. Protister, sopper, planter og dyr er eukaryoter.

Kjernen i sammenlikningen er organisering: prokaryoter har en enklere indre romdeling, mens eukaryoter har cellekjerne og flere membranbundne organeller.

Utforsk visualet

V02 — Prokaryot cellekart — struktur og funksjon

En bakteriecelle mangler cellekjerne, men den har flere strukturer som sammen sørger for beskyttelse, transport, proteinsyntese, bevegelse og lagring av genetisk informasjon.

Ytterst kan bakterien ha en kapsel som beskytter mot uttørking og angrep. Innenfor ligger celleveggen, som gir form og mekanisk støtte, og cellemembranen, som regulerer transport inn og ut av cellen.

DNA-et ligger ikke i en cellekjerne, men i et nukleoidområde i cytoplasmaet. Mange bakterier har også plasmider, små ringformede DNA-molekyler som kan inneholde ekstra gener. Ribosomene bygger proteiner.

Flageller kan brukes til bevegelse, mens fimbrier kan bidra til feste. Kapittelkilden omtaler også fotosyntese hos cyanobakterier uten kloroplaster; dette visualet holder fokus på den generelle prokaryote grunnplanen.

Utforsk visualet

V03 — Bakterieformer og todeling

Bakterier kan ha ulike former, og mange formerer seg ved todeling: DNA kopieres, cellen vokser og deles i to datterceller.

Kapittelkilden beskriver tre hovedformer: kuleformede kokker, stavformede basiller og spiralformede spiriller. Formen er et morfologisk kjennetegn og sier ikke alene hva bakterien gjør eller hvor den lever.

Ved todeling kopieres DNA-et før cellen deler seg. Deretter vokser cellen, innsnevringen mellom de to nye celleområdene øker, og resultatet blir to datterceller.

Visualet viser prosessen skjematisk og uten en kildeuavhengig tidsangivelse.

Utforsk visualet

V04 — Bakterier i natur og bioteknologi

Bakterier er ikke bare sykdomsfremkallende mikroorganismer. De har sentrale roller i økosystemer, i kroppen vår, i matproduksjon og i moderne bioteknologi.

I naturen kan bakterier være produsenter, konsumenter eller nedbrytere. Nedbrytere resirkulerer næringsstoffer, og noen bakterier kan fiksere nitrogen slik at nitrogen blir tilgjengelig i biologiske kretsløp.

Bakterier kan være autotrofe eller heterotrofe. Fotoautotrofe bakterier bruker lysenergi, mens kjemoautotrofe bakterier bruker energi fra kjemiske reaksjoner. Heterotrofe bakterier tar opp organiske forbindelser fra omgivelsene.

Mange bakterier er nyttige. Tarmbakterier kan bidra til fordøyelse og vitaminproduksjon, og bakterier brukes i matproduksjon. Noen stammer kan samtidig være sykdomsfremkallende.

I bioteknologi kan plasmider brukes til å føre gener inn i bakterier. Kapittelkilden bruker produksjon av humant insulin som eksempel på hvordan bakterier kan brukes til å produsere et ønsket protein.

Utforsk visualet

V05 — Arker vs. bakterier

Arker og bakterier er begge prokaryoter, men de tilhører ulike domener og skiller seg genetisk og biokjemisk fra hverandre.

Begge gruppene består av encellede prokaryoter uten membranbundet cellekjerne. Derfor har de en lik grunnplan: DNA ligger ikke i en kjerne, og cellene mangler de membranbundne organellene som kjennetegner eukaryote celler.

Arker er likevel ikke bakterier. Kapittelkilden framhever forskjeller i celleveggens kjemi, ribosomer og hvordan DNA pakkes. Den beskriver også arker som på flere måter nærmere beslektet med eukaryoter enn bakterier.

Kapittelkilden bruker termofile, halofile og metanogene arker som eksempler. Visualet gjør disse miljøtilpasningene sekundære til hovedpoenget: Archaea og Bacteria er to forskjellige prokaryote domener.

Utforsk visualet

V06 — Eukaryot celle-atlas

En eukaryot celle er delt inn i spesialiserte rom. Cellekjernen lagrer DNA, mens organeller som ER, Golgiapparatet, mitokondrier, lysosomer og peroksisomer utfører ulike oppgaver.

Eukaryote celler har en membranbundet cellekjerne og flere membranbundne organeller. Denne organiseringen gjør at forskjellige kjemiske prosesser kan foregå i ulike deler av cellen.

Cytoplasmaet omfatter innholdet innenfor cellemembranen utenfor kjernen, mens cytosol er væskedelen der organellene befinner seg. Organellene samarbeider, men har ulike hovedfunksjoner.

Utforsk visualet

V07 — Cellekjerne, DNA, RNA og ribosom

DNA-et blir i cellekjernen. Når informasjon i et gen skal brukes, lages en RNA-kopi som kan passere ut gjennom kjerneporene og bli lest av ribosomer.

Hos eukaryoter ligger DNA-et samlet i cellekjernen, omgitt av en dobbel kjernemembran med porer. Kilden beskriver DNA som organisert i lineære kromosomer.

Når et gen skal brukes, lages en RNA-kopi ved transkripsjon. RNA kan passere ut av kjernen og videre til ribosomer i cytoplasmaet, der informasjonen brukes til å bygge proteiner.

Utforsk visualet

V08 — Ru ER og Golgi — proteinreisen

Proteiner som skal sendes ut av cellen eller bygges inn i membraner kan produseres ved ribosomer på ru ER, fraktes i vesikler og viderebehandles og sorteres i Golgiapparatet.

Ru endoplasmatisk retikulum har ribosomer på overflaten. Kilden beskriver at proteiner som skal sendes ut av cellen eller bygges inn i membraner produseres her.

Golgiapparatet mottar proteiner og fettmolekyler fra ER. Der blir de modifisert, merket, sortert og sendt videre til riktig sted i cellen eller helt ut av cellen.

Utforsk visualet

V09 — Lysosom vs. peroksisom

Lysosomer og peroksisomer er begge små nedbrytningsorganeller, men de utfører forskjellige typer kjemisk arbeid i cellen.

Lysosomer inneholder nedbrytende enzymer og deltar blant annet i nedbrytning av utslitte organeller og materiale som cellen har tatt opp. Kilden kobler lysosomer til autofagi og resirkulering.

Peroksisomer bryter ned fettsyrer og enkelte giftstoffer. I disse reaksjonene kan hydrogenperoksid dannes, og enzymet katalase bryter dette videre ned.

Utforsk visualet

V10 — Mitokondrie og ATP

Mitokondriet kobler struktur til energifrigjøring. Den indre membranen er foldet til krister, og energien fra aerob celleånding lagres i ATP.

Kilden beskriver mitokondrier som stedet for aerob celleånding. Næringsstoffer brytes ned ved hjelp av oksygen, og energien som frigjøres lagres i ATP.

Mitokondriet har to membraner. Den indre membranen er foldet til krister, som gir stor membranoverflate. Dette kobler organellens bygning til dens energifunksjon.

Utforsk visualet

V11 — Kloroplasten — fra lys til kjemisk energi

Kloroplasten er plantecellens fotosynteseorganell. Den har dobbel membran og et indre membransystem av tylakoider der klorofyll fanger lysenergi.

Kilden beskriver kloroplasten som stedet der fotosyntesen foregår. Lysenergi fra sola omdannes til kjemisk energi som lagres i glukose. Kloroplasten har, i likhet med mitokondriet, dobbel membran.

Inne i kloroplasten ligger tylakoider, små flate membransekker som er stablet i det indre membransystemet. Klorofyll sitter i tylakoidmembranene og er pigmentet som fanger opp lys.

Utforsk visualet

V12 — Plantecelle, dyrecelle og soppcelle

Plante-, dyre- og soppceller er eukaryote og har blant annet cellekjerne og mitokondrier, men de skiller seg i cellevegg, kloroplaster og vakuoler.

Kildens sammenligning viser at alle tre celletypene har cellekjerne, cellemembran, mitokondrier, endoplasmatisk retikulum og Golgiapparat.

Planteceller har cellevegg av cellulose, kloroplaster og vanligvis en stor sentralvakuole. Dyreceller mangler cellevegg og kloroplaster. Soppceller har cellevegg av kitin, mangler kloroplaster og har ofte vakuoler.

Utforsk visualet

V13 — Cytoskjelettet — cellens transportnett

Cytoskjelettet er et nettverk av proteinfibrer som både stabiliserer cellen, holder organeller på plass og fungerer som transportveier inne i cellen.

Kilden beskriver cytoskjelettet som et indre stillas som går på kryss og tvers i cellen. Det gir mekanisk støtte og hjelper til med å holde organellene organisert.

Det fungerer også som transportveier for intracellulær transport ved hjelp av motorproteiner. Kilden knytter cytoskjelettet til flageller og cilier og til celledeling, der kromosomer trekkes fra hverandre.

Utforsk visualet

V14 — Endosymbiontteorien

Endosymbiontteorien forklarer mitokondrier og kloroplaster som etterkommere av tidligere frittlevende prokaryoter som ble tatt opp i en større celle og ble varige symbionter.

Kilden beskriver at en større celle tok opp mindre prokaryoter som overlevde på innsiden. Over tid ble disse integrert som organeller. Mitokondrier og kloroplaster er de sentrale eksemplene.

Fire evidensspor fremheves i kilden: organellene har eget ringformet DNA, egne bakterielignende ribosomer, dobbel membran og deler seg ved en bakterielignende todelingsprosess.

Utforsk visualet

V15 — Mikroskopi — ulike verktøy, ulik informasjon

Lysmikroskopi, elektronmikroskopi, fluorescensmikroskopi og cellulær fraksjonering gir ulike typer informasjon om celler og organeller.

Kilden beskriver lysmikroskopet som et verktøy som bruker synlig lys og kan vise hele celler og større strukturer som cellekjerner, kloroplaster, vakuoler og cellevegger.

Elektronmikroskopi gir langt høyere detaljnivå. TEM brukes for å studere cellens indre ved at elektroner går gjennom prøven, mens SEM gir detaljert informasjon om overflaten. Fluorescensmikroskopi brukes til å merke og følge bestemte molekyler eller strukturer. Cellulær fraksjonering skiller organeller og andre cellekomponenter ved å knuse celler og bruke sentrifugering.

Utforsk visualet