Kvar celle er ei sjølvstendig eining med utroleg mange prosessar som skjer i høgt tempo samstundes. Det er fascinerande korleis det vesle samfunnet har kontroll på kopiering av arvestoff, produksjon av dei riktige proteina og transport til riktig stad, der alt er styrt av behov til kvar tid.
Når ein organisme veks, er det fordi cellene veks og deler seg, slik at det blir stadig fleire celler. Når eincella organismar veks, slik som gjær og bakteriar, vil dei dele seg og bli til to fråskilde celler som er heilt like kvarandre.
Veksten krev både energi og byggesteinar
Tøffeldyret tek opp oksygen og kvittar seg med karbondioksid. Bilete: Amendor AS / CC BY-SA 4.0
Alt som er levande, tek til seg næring. Når næringa blir broten ned i fordøyinga, får vi både byggesteinar og energi som kan brukast til alle livsprosessar. Tenk på kor mange gonger desse byggesteinane har vore brukt tidlegare!
Byggesteinar blir gjenbrukte – døme og oppgåve om stoffkrinsløp
Gjenbruk av karbon
Ei bjørk tek opp karbondioksid (CO2) under fotosyntesen og lagrar karbonet som cellulose.
Bjørka blir hogd til ved. Når ho blir brunnen, vil karbonet i cellulosen reagere med oksygen og blir frigjort som CO2 igjen.
Potetplanter i ein åker tek opp CO2 under fotosyntesen og lagrar karbonet mellom anna som stivelse.
Du et potet, og i fordøyinga blir stivelse broten ned til glukose (druesukker). Glukose blir lett teken opp i muskelcellene.
Når du trenar, blir glukosen broten ned til energi og CO2 som du pustar ut. Karbondioksid er på ny tilgjengeleg for planter som driv fotosyntese.
Oppgåve
Prøv å følge eit vassmolekyl gjennom fleire organismar! Hugs at vatn kan reagere og danne andre forbindelsar, og i andre tilfelle fungere som løysemiddel.
Kven styrer byggeprosessen?
Oppskrifta frå DNA blir brukt til å lage protein i cella. Bilete: Nicolle Rager / Offentleg eige
Byggesteinane kan setjast saman på uendeleg mange måtar, men kvar er oppskrifta? Kva er det som gjer at eit befrukta menneske-egg blir til eit menneske, og kva får høgre og venstre arm til å stoppe veksten når dei er like lange?
Svara på desse spørsmåla finn vi i gena, som blir nedarva frå generasjon til generasjon. Før vi ser nærmare på arvestoffet, må du kjenne til korleis celler fungerer.
Cellebiologi
Cellene er grunneiningane i alle levande organismar. Det skjer uendeleg mange prosessar i cellene heile tida, og det er cellekjernen som styrer aktivitetane. Cellekjernen tek imot signal frå stoff utanfrå (til dømes hormon), slik at celleaktiviteten blir regulert. Cellemembranen omgir cytoplasmaet, som er ei geléaktig væske med mange spesialiserte einingar som blir kalla organellar.
Dyreceller
Dyreceller er omslutta av ein cellemembran og er omgitt av vevsvæsker. Celler av same slag dannar spesielle vevstypar som til saman formar organ som muskelvev, blodkarsystem, nervesystem og fordøyingsorgan. Cellene kan sjå svært ulike ut og ha sine spesialfunksjonar, men grunnstrukturen er den same hos alle.
Planteceller
Plantecellene er stivare og meir kanta enn dyrecellene. Dei ligg tett inntil og i kontakt med nabocellene. Planteceller har cellevegg, plastid, store vakuolar og kloroplastar som ikkje finst i dyrecellene.
Meir om celleorganellane
Cellemembranen omgir og beskyttar cella. Cellemembranen er halvgjennomtrengeleg og laga av fosfolipid. Han kontrollerer transport inn og ut av cella og sørger for eit stabilt miljø. Gjennom reseptorar i cellemembranen kan cellene kommunisere og respondere på hormon og andre signalmolekyl.
Kjernen inneheld arvestoffet (kromosoma). Ein dobbel membran beskyttar innhaldet og kontrollerer transporten inn og ut. I cellekjernane finst all den informasjonen som er nødvendig for å lage eit individ. Her finst òg informasjonen som cella treng til vekst og reproduksjon. Kjernen er ein slags kommandosentral som indirekte styrer cellefunksjonane.
Cytoplasma er ei geléaktig væske (protoplasma) med organellar som ribosom og mitokondrium. Væska inneheld oppløyst næring og gassar. Eit trådforma cytoskjelett (ekstern) hjelper cella til å halde fasongen, held organellane på plass og har elles ei viktig rolle når ei celle skal dele seg.
Mitokondria er cella sin kraftstasjon. Her skjer aerob celleanding, der energien frå næringsstoffa blir omdanna til ATP. Dette er små energipakker som brukast til alle energikrevjande prosessar i cellene. Talet mitokondrium i ei celle varierer med kva oppgåver cella har. Ei muskelcelle har stort energibehov og derfor langt fleire mitokondrium enn ei hudcelle, og raude blodceller har ingen mitokondrium.
Plasmanettverket er eit transportsystem inni cella. Det blir òg kalla endoplasmatisk retikulum (ER). Glatt ER er utan ribosom, mens ru ER har ribosom på overflata.
Ribosoma bygger protein etter oppskrift frå arvestoffet. Nokre ribosom er frie. Andre er festa til overflata på plasmanettverket.
Golgiapparatet ser ut som ein tallerkenstabel. Her blir proteina ferdig folda og modna. Blærer med ferdige protein og enzym (lysosom) blir avsnørte. Desse kan tømme innhaldet sitt ut av cella eller bruke innhaldet inne i cella.
Lysosom er små bobler med enzym. Dei kan bryte ned giftstoff, bakteriar og slitte organellar i cella. Lysosom blir òg kalla "sjølvmordsorganellar" fordi dei kan sleppe ut enzym i cytoplasmaet for å bryte ned slitte og daude celler.
Kloroplastar: Det er i kloroplastane fotosyntesen går føre seg. Her blir energi frå lyset og karbondioksid frå lufta brukt til å danne ATP, oksygen og glukose. Det er pigmenta klorofyll og karotenoid som fangar opp energi frå lyset. For at denne prosessen skal skje, trengst det svært mange aktive protein og enzym, mellom anna enzymet rubisko, som kan binde CO2 frå lufta. Kloroplastane har to membransystem: eit ytre som omgir det væskefylte rommet (sroma), og eit indre som dannar stablar med membransekkar (grana).
Vakuolar i planteceller er væskefylte blærer som er omgitt av ein membran. Unge celler har gjerne mange små vakuolar som seinare smeltar saman til ein stor vakuole i modne celler. Væska i vakuolane inneheld ei mengde oppløyste stoff som uorganiske ion, gassar, karbohydrat, organiske syrer, enzym og fargestoff. Vakuolane regulerer vassbalansen i cella, lagrar uorganiske forbindelsar og avfallsstoff, regulerer stofftransport og fungerer som reaksjonsrom.
Celleveggen er ein stivare struktur på utsida av cellemembranen hos planteceller. Celleveggen beskyttar cella og gir ei fleksibel støtte som held planta oppreist. Celleveggen gir cellene fast form og hindrar at cellene tek opp så mykje vatn at dei sprekk. Han beskyttar òg til ein viss grad mot uttørking, UV-stråling og angrep frå sopp og bakteriar.
Vatn og oppløyste stoff kan bevege seg ganske lett i celleveggar utan lignin. Dette har stor betydning for vasstransport mellom cellene.
Celleveggen hos planter består av cellulose, hemicellulose, pektin og protein. Han kan òg setjast inn med lignin eller korkstoff på eit seinare stadium. Hos sopp finn vi gjerne lignin i staden for cellulose. Brunalgar inneheld òg alginat, som er eit stoff som kan bli viktig industrielt.
