Kemi

Eukaryot cell


Golgi-apparaten

Golgi-apparaten uppkallad efter Camillo Golgi är den eukaryota cellens centrala distributions- och utbytessystem och består av staplar av platta, membranbegränsade håligheter, diktyosomerna. Huvuduppgiften för Golgi-apparaten är bearbetningen av ribosomala proteiner och deras förpackning i vesiklar. Golgi-apparaten finns i de flesta eukaryota celler, men är mest uttalad i celler som släpper ut många ämnen till utsidan, som körtelceller.


Eukaryot cell - struktur och exempel

I den här lärande texten får du lära dig eukaryot cell känna till. De kallas också eukaryoter eller eukaryoter. Det ska vi också visa dig Komponenter denna cell och vad som skiljer den från prokaryota celler eller prokaryoter.

  • Över 700 lärande texter och videor
  • Över 250 000 övningar och lösningar
  • Gratis provlektion med handledning

Den eukaryota cellen och dess huvudkomponenter - presentation

Den eukaryota cellen är uppdelad i många organeller, som skapar olika reaktionsutrymmen för metabola uppgifter. Eftersom dessa är separerade från varandra är det möjligt att flera processer kan ske i cellen samtidigt utan att störa varandra.

Varje eukaryot cell består av följande fack: Golgi-apparat, cytoskelett, endoplasmatiskt retikulum, cellkärnhölje, nukleolus, cellkärna, mikrovilli, plasmamembran, centrioler, lysosomer, ribosomer, mitokondrier och cytoplasma.
De viktigaste facken beskrivs nu.

Låt oss börja med kärnan. Detta är cellens informationscentrum och innehåller cellens DNA, dvs det genetiska materialet. Den har ett cellkärnskal som består av två lipidbilager. Proteiner och kärnporer finns på detta skal. Inre och yttre membran kan komma i kontakt genom kärnporerna. Ett nukleärt porkomplex av proteiner reglerar in- och utträdet från cellkärnan för olika makromolekyler, såsom mRNA och proteiner. Cellkärnan kontrollerar och övervakar proteinsyntesen enligt anvisningar från dess eget DNA. Syntesen av det ribosomala RNA:t sker i kärnan, som finns i cellkärnan. Ribosomerna, som är ansvariga för proteinbiosyntesen, uppstår från detta rRNA och andra proteiner. De finns antingen fria i cytoplasman eller bundna till det grova endoplasmatiska retikulum. Endoplasmatiska retikulum är ett mycket omfattande nätverk av membran, av vilka det finns två olika områden. Inga ribosomer fäster vid det släta endoplasmatiska retikulumet. Det är involverat i olika metaboliska processer, till exempel i syntesen av lipider eller i avgiftning av främmande ämnen. Det grova endoplasmatiska retikulum, å andra sidan, bär många ribosomer på sitt membran. Det är här ribosomerna syntetiserar proteiner. Här växer dessutom nya membran genom lagring av proteiner och fosfolipider. Membranen i olika organeller är en del av endomembransystemet. De är förbundna med varandra genom direkt kontakt med varandra eller genom transportvesiklar. Membranens uppgifter är till exempel proteinbiosyntes eller transport av lipider. Transport sker vanligtvis genom vesikler. Dessa är små membraninneslutna strukturer.

För att cellen ska ha tillräckligt med energi har den mitokondrier. Dessa ansvarar för cellandningen och syntetiserar ATP med hjälp av syre. De lagrar ATP, cellens energivaluta. Växtceller har också kloroplaster, som omvandlar ljusenergi till ATP genom fotosyntes. Socker och syre erhålls alltså från koldioxid och vatten.

Kommentarer till presentationen Den eukaryota cellen och dess huvudkomponenter:


Fotogalvaniska och fotoelektrokemiska celler med TiO2

Konstruktion av genomskinliga och transparenta kompakta celler med fotoelektroder gjorda av stabiliserade suspensioner av nano-TiO2 av a) schaber och b) spinnbeläggning applicerades på FTO-glas och med transparent elektrolytgel gjord av polyvinylalkohol

Ämnesinnehåll: TiO2 som en elektrisk halvledare, energibandsmodell, bandgap, EG, elementära elektrokemiska processer på elektroderna, bestämningsfaktorer för öppen kretsspänning och kortslutningsström i en cell, effektivitet hos en cell, elementära kemiska processer vid sensibilisering Relation: partikelstruktur-färg av ämnet och relation: ljusets energi ljusets kvantfärg

Innehållsfält: Elektrokemi (galvaniska cellers elektrisk ledning i metaller, lösningar och halvledare) energetik (samband: färg-λ-E för fotoner och färg-EG för nanopartiklar) Fysik: elektriska parametrar och kretsar Che / Phy: nanostrukturerade material


Elektrolysen (cellen)

Allmän information om elektrolys:
I samband med elektrokemi finns det i princip två elektrodreaktioner där både elektriska och kemiska fenomen kan observeras. Å ena sidan finns den reaktion där elektrisk energi genereras genom en frivillig reaktion. Å andra sidan finns den reaktion där en kemisk reaktion tvingas fram genom tillförsel av elektrisk energi (och därmed omvandlas till kemisk energi = & gt nya produkter).

Därför skiljer man inom elektrokemi mellan två elektrokemiska & # 8220 celltyper & # 8221 där dessa reaktioner äger rum. Å ena sidan har vi den galvaniska cellen, i vilken & # 8220 elektrodreaktionerna & # 8221 sker frivilligt och genererar elektrisk energi. Å andra sidan finns det elektrolyscellen, i vilken elektrodreaktionen först måste framtvingas genom att tillföra elektrisk energi. Denna reaktion som sker i denna elektrolyscell kallas elektrolys.

När sker elektrolys:
Elektrolysreaktionen är det omvända till de processer som sker i en galvanisk cell. Vid elektrolys sker därför de elektrokemiska processerna i motsatt riktning jämfört med den galvaniska cellen. Du kan skilja mellan en elektrolyscell och en galvanisk cell genom att beräkna potentialskillnaden.

Låt oss överväga & # 8220analys & # 8221 av vatten till väte och syre. För att göra detta ställer vi först upp reaktionsekvationen, tilldelar termerna & # 8220 anod & # 8221 och & # 8220 katod & # 8221 till elektroderna och tilldelar en potential till reaktionerna med hjälp av den elektrokemiska spänningsserien (gäller endast standarder) betingelser):

Anod (oxidation): 6 H2O = & gt O2 + 4 H3O+ + 4 e⁻ E° = +1,23 V
Katod (reduktion) 2 H₃O⁺ + 2 e⁻ = & gt H₂ + 2 H₂O E° = 0,00 V

Formeln för att beräkna potentialskillnaden är densamma som i kapitlet & # 8220 galvanisk cell & # 8221:

Nu när vi har bestämt potentialskillnaden kan vi avgöra om det är en galvanisk cell eller en elektrolytisk cell. Om ∆E & gt 0 V, så finns det en frivillig redoxreaktion, dvs en galvanisk cell. Om å andra sidan ∆E <0 V, så sker en forcerad redoxreaktion som sker i en elektrolyscell.

På grund av potentialskillnaden ∆E = & # 8211 1,23 V (& lt 0 V), vet vi nu att reaktionen mellan vatten och väte och syre är en elektrolysreaktion.

Hur en elektrolytisk cell fungerar
För att förstå en elektrolytisk cell är två aspekter väsentliga. Elektrolytlösningar är elektriska ledare och när en spänning appliceras migrerar jonerna i elektrolytlösningen till elektroderna.

Om spänning läggs på elektroderna i en elektrolyscell finns en sluten krets med plus- och minuspoler. Att applicera spänningskällan orsakar en elektronbrist vid den positiva polen (= anoden) och ett överskott av elektroner vid den negativa polen (katoden). Detta skapar ett elektriskt fält mellan de två elektroderna. I detta elektriska fält migrerar positivt laddade joner av elektrolytlösningen till katoden och de negativt laddade jonerna till anoden. I allmänna termer: I det elektriska fältet & # 8220 migrera & # 8221 positivt laddade joner till den negativa polen, negativt laddade joner till den positiva polen.

Man måste därför skilja på två processer vid elektroderna: å ena sidan reaktionen vid katoden och å andra sidan reaktionen vid anoden. De positivt laddade katjonerna som migrerar till den negativa polen (på grund av Coulomb-interaktionen) & # 8220 reagerar & # 8221 vid den negativa polen med & # 8220 elektronerna & # 8221 och reduceras på så sätt (urladdas). Reduktionen sker därför vid minuspolen. De negativt laddade anjonerna vandrar till den positiva polen och överför där sin laddning till elektroden i form av elektroner. Därför sker oxidationen vid den positiva polen i en elektrolytisk cell.

Nedbrytningsspänning och överspänning
När vi lägger spänning på en elektrolytisk cell kanske vi inte ser någon reaktion. Först när vi har lagt på en viss spänning kan vi observera början av en elektrolysreaktion. Denna spänning, som åtminstone måste appliceras på elektroderna, kallas sönderdelningsspänningen. I praktiken krävs dock en högre spänning än sönderdelningsspänningen (på grund av många effekter, till exempel ett ohmskt motstånd). Denna spänning, som krävs utöver sönderdelningsspänningen, kallas överspänning.

Se även kapitlet & # 8220 Nedbrytningsspänning och överspänning & # 8221


Typer av eukaryota celler

Du känner nu till de viktigaste komponenterna i en eukaryot cell. Men har varje eukaryot cell alla cellorganeller?

Nej, det finns olika typer av celler, var och en med olika organeller och andra strukturer. Det är stor skillnad mellan växternas och djurens celler. Här lär du dig det De olika cellernas struktur känna till.

Djurcellen

Djurcellen är utåt av en Cellmembranet begränsad. Detta membran består av speciella fetter som kan bilda ett dubbelskikt och på så sätt omge cellen. Men cellmembranet är inte bara en gräns, det innehåller olika andra biomolekyler, som proteiner och sockerarter. De spelar en viktig roll i Metaboliska eller transportprocesser. Djur får sin energi från mat. På cellnivå innebär det att djurcellen måste tillföras socker. Detta socker finns i Mitokondrier omvandlas till energi.

Växtcellen

Förutom cellmembranet har växtceller också ett Cellvägg. Denna består av cellulosa, ett socker. De långa sockermolekylerna är kopplade till varandra och bildar därmed den stela och stabila cellväggen. Till skillnad från djur får växter sin energi från solljus. För att göra detta lägger de denna energi på Kloroplaster Socker som sedan lagrar energin. När energin behövs omvandlas sockermolekylerna till energi i mitokondrierna. En annan unik egenskap hos växtcellen är att den är stor Cellsavvakuol i mitten av cellen.

Celldifferentiering

Under utvecklingen av flercelliga organismer har organismens individuella celler alltmer specialiserat sig på bara en uppgift. Specialiseringen av det särskilda Organisatoriska nivåer kallas celldifferentiering. De på detta sätt anpassade cellerna har ofta en helt egen sammansättning av organeller. Cellerna i våra muskler innehåller till exempel ett särskilt stort antal mitokondrier eftersom de förbrukar mycket energi. Våra röda blodkroppar, å andra sidan, innehåller ingen kärna och har därför mer utrymme för syretransport.


Den eukaryota cellen och dess huvudkomponenter - presentation

Den eukaryota cellen är uppdelad i många organeller, som skapar olika reaktionsutrymmen för metabola uppgifter. Eftersom dessa är separerade från varandra är det möjligt att flera processer kan ske i cellen samtidigt utan att störa varandra.

Varje eukaryot cell består av följande fack: Golgi-apparat, cytoskelett, endoplasmatiskt retikulum, cellkärnhölje, nukleolus, cellkärna, mikrovilli, plasmamembran, centrioler, lysosomer, ribosomer, mitokondrier och cytoplasma.
De viktigaste facken beskrivs nu.

Låt oss börja med kärnan. Detta är cellens informationscentrum och innehåller cellens DNA, dvs det genetiska materialet. Den har ett cellkärnskal som består av två lipidbilager. Proteiner och kärnporer finns på detta skal. Inre och yttre membran kan komma i kontakt genom kärnporerna. Ett nukleärt porkomplex av proteiner reglerar in- och utträdet från cellkärnan för olika makromolekyler, såsom mRNA och proteiner. Cellkärnan kontrollerar och övervakar proteinsyntesen enligt anvisningar från dess eget DNA. Syntesen av det ribosomala RNA:t sker i kärnan, som finns i cellkärnan. Ribosomerna, som är ansvariga för proteinbiosyntesen, uppstår från detta rRNA och andra proteiner. De finns antingen fria i cytoplasman eller bundna till det grova endoplasmatiska retikulum. Endoplasmatiska retikulum är ett mycket omfattande nätverk av membran, av vilka det finns två olika områden. Inga ribosomer fäster vid det släta endoplasmatiska retikulumet. Det är involverat i olika metaboliska processer, till exempel i syntesen av lipider eller i avgiftning av främmande ämnen. Det grova endoplasmatiska retikulum, å andra sidan, bär många ribosomer på sitt membran. Det är här ribosomerna syntetiserar proteiner. Här växer dessutom nya membran genom lagring av proteiner och fosfolipider. Membranen i olika organeller är en del av endomembransystemet. De är förbundna med varandra genom direkt kontakt med varandra eller genom transportvesiklar. Membranens uppgifter är till exempel proteinbiosyntes eller transport av lipider. Transport sker vanligtvis genom vesikler. Dessa är små membraninneslutna strukturer.

För att cellen ska ha tillräckligt med energi har den mitokondrier. Dessa ansvarar för cellandningen och syntetiserar ATP med hjälp av syre. De lagrar ATP, cellens energivaluta. Växtceller har också kloroplaster, som omvandlar ljusenergi till ATP genom fotosyntes. Socker och syre erhålls alltså från koldioxid och vatten.

Kommentarer till presentationen Den eukaryota cellen och dess huvudkomponenter:


Tillämpad kemi

Antikroppar kan specifikt känna igen cancerceller. Inom cancermedicin gör detta att läkemedelsmolekyler kan smugglas in i cancerceller på ett riktat sätt. Forskare har nu konstruerat ett lastsystem med vilket även stora aktiva ingrediensproteiner kan föras in i cellerna. Som hon gjorde i sin studie i journalen tillämpad kemi proteinerna når sin destination intakta och skyddade från proteaser med hjälp av polymerborstar.

Kontakt: Sankaran Thayumanavan, University of Massachusetts (USA)
Registrerade journalister kan ladda ner Ladda ner originalartikeln:

Vid utveckling av aktiva substanser mot cancer har forskarna alltid två problem i åtanke: Dels måste en aktiv substans vara utformad så att den dödar kroppens celler, dels får den bara utveckla sin effekt i själva målcellen. Många sjukvårdspersonal är därför för konceptet med ett fraktpaket: läkemedlet förblir skyddat och förpackat fram till destinationen, och antikroppar som bara dockar på cancercellen hjälper till i & ldquo adresssökning & ldquo.

Sådana antikroppar känner igen vissa receptorstrukturer på cellernas cellmembran. Där lägger de till och cellen smugglar in den aktiva ingrediensen i den. Detta fungerar dock inte med större aktiva ingrediensproteiner. Dessa proteiner är ofta vattenlösliga och kan inte passera genom cellmembranet. Ett annat problem utgörs av kroppens egna proteaser som bryter ner de aktiva proteinämnena som transporteras innan de har nått sin destination.

Sankaran Thayumanavan och kollegor vid University of Massachusetts i Amherst (USA) har nu utvecklat ett särskilt skyddat nanofraktpaket som uppfyller kraven på adressering och fraktens integritet. De använde små kulor gjorda av kiseldioxid med en diameter på nästan 200 nanometer som bärarmaterial. De täckte sin yta som en borste med dubbla funktionaliserbara polymertrådar, så att små & ldquo-borstar & ldquo skapades.

Teamet fäste den önskade aktiva proteiningrediensen och antikroppen till polymerborsten med enkla kemiska klickreaktioner. Antikropparna var nu helt på utsidan av de färdiga paketrören, proteinerna var väl skyddade längre in i en skog av polymertrådar, rapporterade forskarna.

Förutom möjligheten att transportera vattenlösliga proteiner erbjuder denna typ av protein-antikroppskonjugat (PAC) också en speciell fördel: "Med detta format finns det möjlighet att uppnå ett högt protein-antikroppsförhållande." Föregående antikropp- aktiva ingredienskombinationer kan en (dyr) antikropp endast smuggla in högst fyra molekylärt aktiva ingredienser i cellen. Med PAC:erna är en belastning på över 10 000 transporterade proteiner per antikropp teoretiskt möjlig, beräknade de.

Forskarna testade sitt system på olika cellkulturer med olika antikroppar och testproteiner. Som planerat nådde enzymerna målet i cellen och utvecklade sin dödliga effekt.

Därefter vill de ta reda på om lastpaketen kan stötas bort av kroppens egna makrofager. Men det finns anledning att vara säker: På grund av funktionaliseringen med polymeren polyetylenglykol och antikropparna på ytan kan man förvänta sig ett snabbt upptag i kroppen med samtidigt låg makrofagaktivitet.

Om författaren

Dr. Sankaran Thayumanavan är professor vid University of Massachusetts i Amherst (USA). Hans grupp forskar om kemi och (bio)fysik för större molekylära strukturer i vatten, responsiva nanomaterial och molekylära strukturer som kan föra in aktiv biologisk last in i målceller.


Fotogalvaniska och fotoelektrokemiska celler med TiO2

Konstruktion av genomskinliga och transparenta kompakta celler med fotoelektroder gjorda av stabiliserade suspensioner av nano-TiO2 av a) schaber och b) spinnbeläggning applicerades på FTO-glas och med transparent elektrolytgel gjord av polyvinylalkohol

Ämnesinnehåll: TiO2 som en elektrisk halvledare, energibandsmodell, bandgap, EG, elementära elektrokemiska processer på elektroderna, bestämningsfaktorer för öppen kretsspänning och kortslutningsström i en cell, effektivitet hos en cell, elementära kemiska processer vid sensibilisering Relation: partikelstruktur-färg av ämnet och relation: ljusets energi ljusets kvantfärg

Innehållsfält: Elektrokemi (galvaniska cellers elektrisk ledning i metaller, lösningar och halvledare) energetik (samband: färg-λ-E för fotoner och färg-EG för nanopartiklar) Fysik: elektriska parametrar och kretsar Che / Phy: nanostrukturerade material


Varje gång två olika metaller är i en elektrolytlösning skapas en spänning (galvanisk cell). Till exempel kan ett galvaniskt element skapas av koppar- och silverelektroder:

Experimentinställningar:

För att göra detta nedsänks kopparelektroden i kopparsulfatlösning och silverelektroden i silvernitratlösning. Sedan är de förbundna med en tråd, elektronledaren, med en voltmeter och en jonledare.

Första observationen med förklaring:

Mer Cu²+-joner går i lösning vid kopparelektroden än vad Cu-joner avsätter igen. Eftersom kopparn släpper ut elektroner till elektroden så fort den går i lösning, blir elektroden negativt laddad.

Å andra sidan avsätts mer Ag+-joner på silverelektroden än som går i lösning. Det är därför det saknas elektroner på silverelektroden och den är positivt laddad.

När de två elektroderna är sammankopplade på ett elektriskt ledande sätt skapas en spänning, men ingen ström flyter. Varför? Eftersom det finns ett överskott av Cu²+ joner på kopparelektroden och lösningen har en stark positiv laddning. Därför går bara så många kopparjoner i lösning som deponeras på elektroden igen samtidigt. Något liknande händer i silvernitratlösningen, bara att lösningen är negativt laddad, eftersom endast de negativt laddade nitratjonerna återstår av det neutrala silvernitraten.

SilvernitratlösningKopparsulfatlösning

Andra steget och förklaring:

Det är därför elektrodutrymmena är förbundna med varandra med en jonbrygga. Den är där för att slutföra kretsen. Jonbryggan är vanligtvis ett U-rör som är fyllt med en elektrolyt och vars ändar är försedda med ett membran eller ett diafragma.

Anjonbyte sker via denna saltbrygga för att motverka laddningen av de enskilda cellerna.

Det finns även galvaniska celler med två identiska halvceller som skiljer sig åt i sin koncentration. Detta kallas koncentrationselementet.

Deflagratorn är också en galvanisk cell.