Το κύτταρο

Τρισεκατομμύρια κομμάτια

Κοίτα την παλάμη σου. Φαίνεται ενιαία, σαν ένα κομμάτι.

Στην πραγματικότητα είναι φτιαγμένη από εκατομμύρια μικρές μονάδες, κολλημένες η μία δίπλα στην άλλη. Κάθε μονάδα τρέφεται, παίρνει ενέργεια, πετάει άχρηστες ουσίες και, αν χρειαστεί, διαιρείται στα δύο. Κάθε μονάδα ζει.

Αυτές οι μονάδες είναι τα κύτταρα. Ολόκληρο το σώμα σου αποτελείται από περίπου $30$ με $40$ τρισεκατομμύρια κύτταρα — ο αριθμός είναι εκτίμηση, γιατί κανείς δεν μπορεί να τα μετρήσει ένα ένα.

Η κυτταρική θεωρία

Στο προηγούμενο μάθημα είδες πώς το μικροσκόπιο αποκάλυψε τα κύτταρα. Μέσα στον 19ο αιώνα οι βιολόγοι συνόψισαν όσα έβλεπαν σε τρεις προτάσεις, που λέγονται κυτταρική θεωρία:

1. Όλοι οι οργανισμοί αποτελούνται από ένα ή περισσότερα κύτταρα.
2. Το κύτταρο είναι η μικρότερη μονάδα ζωής: τίποτα μικρότερο από ένα κύτταρο δεν έχει όλα τα γνωρίσματα της ζωής.
3. Κάθε κύτταρο προέρχεται από άλλο κύτταρο, που διαιρέθηκε.

Η τρίτη πρόταση είναι η πιο τολμηρή. Σημαίνει ότι κύτταρα δεν φτιάχνονται από το πουθενά — ούτε από λάσπη, ούτε από χαλασμένο κρέας, όπως πίστευαν πολλοί για αιώνες. Κάθε κύτταρο του σώματός σου κατάγεται, μέσα από αμέτρητες διαιρέσεις, από ένα αρχικό κύτταρο.

Τρία μέρη που έχει κάθε κύτταρο

Τα κύτταρα διαφέρουν πολύ σε σχήμα και μέγεθος. Ένα νευρικό κύτταρο μπορεί να έχει προεκβολή μήκους σχεδόν ενός μέτρου· ένα ερυθρό αιμοσφαίριο είναι ένας μικρός δίσκος περίπου $7$ μm. Όλα όμως έχουν τρία βασικά μέρη.

Κυτταρική μεμβράνη. Ένα πολύ λεπτό περίβλημα γύρω από το κύτταρο. Δεν είναι απλός τοίχος: αφήνει να περάσουν κάποιες ουσίες και σταματά άλλες. Γι' αυτό λέμε ότι είναι εκλεκτικά διαπερατή. Από τη μεμβράνη μπαίνουν το οξυγόνο και οι θρεπτικές ουσίες και βγαίνουν τα άχρηστα.

Κυτταρόπλασμα. Ένα ζελατινώδες υγρό που γεμίζει το κύτταρο, κυρίως νερό με διαλυμένες ουσίες. Εδώ γίνονται πολλές από τις χημικές αντιδράσεις του μεταβολισμού. Μέσα του «επιπλέουν» μικρές δομές με ειδική δουλειά η καθεμιά, τα οργανίδια.

Γενετικό υλικό. Το DNA, το μόριο που περιέχει τις οδηγίες για το πώς φτιάχνεται και πώς λειτουργεί το κύτταρο. Όταν το κύτταρο διαιρείται, κάθε νέο κύτταρο παίρνει ένα πλήρες αντίγραφο.

Ο πυρήνας και τα μιτοχόνδρια

Στα κύτταρα των ζώων, των φυτών και των μυκήτων το DNA είναι κλεισμένο σε ένα ξεχωριστό διαμέρισμα με δική του μεμβράνη: τον πυρήνα. Ο πυρήνας είναι συνήθως το πιο εμφανές σημείο στο μικροσκόπιο, ειδικά αν βάψεις το δείγμα.

Ο πυρήνας ελέγχει το κύτταρο. Οι οδηγίες του DNA καθορίζουν ποιες ουσίες θα φτιαχτούν, πότε και πόσες.

Ένα άλλο οργανίδιο που θα συναντάς συνέχεια είναι το μιτοχόνδριο. Στα μιτοχόνδρια γίνεται η κυτταρική αναπνοή: η τροφή, με τη βοήθεια του οξυγόνου, διασπάται και ελευθερώνει την ενέργεια που χρειάζεται το κύτταρο. Κύτταρα που δουλεύουν πολύ, όπως των μυών, έχουν πολλά μιτοχόνδρια.

Μέσα σε ένα κύτταρο

Πάτα κάθε μέρος για να το δεις στο σχέδιο. Σε αυτό το μάθημα μείνε στο ζωικό κύτταρο· τα μέρη που είναι γκρι τα γνωρίζεις στο επόμενο.

Ζωικό κύτταροΦυτικό κύτταρο

Διάλεξε ένα μέρος

Κυτταρική μεμβράνηΚυτταρόπλασμαΠυρήναςΜιτοχόνδριοΚυτταρικό τοίχωμαΧλωροπλάστηςΧυμοτόπιο

Πυρήνας

Περιέχει το DNA και ελέγχει τις λειτουργίες του κυττάρου.

Με πυρήνα και χωρίς πυρήνα

Δεν έχουν όλα τα κύτταρα πυρήνα. Τα βακτήρια έχουν το DNA τους ελεύθερο μέσα στο κυτταρόπλασμα, χωρίς μεμβράνη γύρω του. Δεν έχουν ούτε μιτοχόνδρια.

Έτσι χωρίζουμε τα κύτταρα σε δύο μεγάλες ομάδες:

Η λέξη «καρυόν» στα αρχαία σημαίνει «καρύδι» — ο πυρήνας. Προ-καρυωτικό: πριν από τον πυρήνα. Ευ-καρυωτικό: με πραγματικό πυρήνα.

Γιατί τα κύτταρα είναι τόσο μικρά;

Ένα κύτταρο παίρνει ό,τι χρειάζεται και πετάει ό,τι δεν χρειάζεται μέσα από την επιφάνειά του, τη μεμβράνη. Αλλά ό,τι χρειάζεται το χρειάζεται όλος ο όγκος του.

Όταν ένα κύτταρο μεγαλώνει, ο όγκος του αυξάνεται πολύ πιο γρήγορα από την επιφάνειά του. Κάποια στιγμή η μεμβράνη δεν προλαβαίνει να τροφοδοτήσει όλο το εσωτερικό. Γι' αυτό ένας οργανισμός δεν μεγαλώνει φτιάχνοντας γιγάντια κύτταρα, αλλά φτιάχνοντας περισσότερα κύτταρα.

Ας το κάνουμε μαζί

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση