Građa ćelije (eukariotska ćelija i njene organele)

Osobina svih ćelija jeste da rastu, razvijaju se, a kada narastu do određene veličine, onda se dijele, tj. razmnožavaju se i prilagođavaju se svojoj okolini.  Kako bi sve to bilo moguće, ćelije moraju stvoriti mnogo jedinjenja, pa stoga ćeliju možemo usporediti sa nekom fabrikom koja nešto proizvodi. Ovo je posebno bitno za eukariotske ćelije, jer je njihova dioba znatno složenija od diobe prokariotskih ćelija, a eukariotske ćelije su i do 100x veće od prokariotskih ćelija, što znači da troše više energije i više energije moraju proizvesti.

Unutar eukariotske ćelije bismo mogli razlikovati neke finije strukture, koje podsjećaju na membrane i mjehuriće a koje imaju određenu ulogu u ćeliji. Te strukture zovemo organele, što bi značilo „mali organi“. Naime, organi u organizmu su strukture koje se sastoje od tkiva, a tkiva se sastoje od ćelija i zato ne smijemo reći da ćelije imaju neke svoje organe. Ove strukture unutar jedne jedne ćelije funkcijom podsjećaju na organe, pa kažemo da su analogne organima jer „analogan“znači „onaj koji odgovara ili sliči“.

Citolozi su eukariotsku ćeliju strukturno podijelili na dva dijela: na citoplazmu i na nukleus tj.  jedro. Citoplazma okružuje jedro, a predstavlja obično prozirnu tvar koja je najvećim dijelom (preko 80%) sačinjena od vode. U njoj su rastvorene mnogo za ćeliju bitne tvari, kao što su minerali, aminokiseline koje izgrađuju bjelančevine, masti, šećeri i niz drugih jedinjenja. U citoplazmi se nalazi i tjelašca koja u ćeliji vršte određene funkcije, a koje nazivamo organele.

Nukleus ćelije je nešto poput „kontrolnog centra“ ćelije, poput ureda direktora. Nukleus ćelije sadrži gotovo svu DNK, odnosno, genetičku informaciju ćelije. Kada kažemo da je nešto genetička informacija, to znači da je to instrukcija koja ćeliji govori kako da stvara važna jedinjenja po tačno istom obrascu. Svaki put kada ćelija treba sintetizirati to jedinjenja, mora ga sintetizirati precizno, po tačno određenom redoslijedu, kako bi to jedinjenje pravilno obavilo svoju funkciju u ćeliji i organizmu. Ta informacija je sadržana u molekuli koja se zove dezoksiribonukleinska kiselina, a koju skraćeno zovemo DNK. Nukleus je od citoplazme odvojen jednom unutarćelijskom membranom. To kao da nije dovoljno, nego je ta membrana dvostruka, ali na sebi ima pore, sičušne otvore koji omogućavaju da neke tvari ulazi u jedro ili iz njega izlaze.    U nukleusu pod velikim uvećanjem možemo zapaziti sitne mrvice ili končiće. Tu tvar unutar nukleusa zovemo hromatin. Hromatin se sastoji od DNK i nekih bjelančevina, a nalazi se raspoređen u malim tjelašcima unutar jedra, zvanim hromosomi.

Jedan od najvažnijih poslova koje ćelija obavlja jeste proizvodnja bjelančevina. Bjelančevine se još zovu i proteini, a proizvodnja se kaže sinteza, pa tako naučnici najčešće govore o procesu „sinteze proteina“.  Proteini se sintetiziraju na malim tjelašcima koje zovemo ribosomi.

Baš kao što mi imamo različite organe u našem tijelu pomoću kojih dišemo, hranimo se, varimo, krećemo se ili izbacuje štetne tvari, tako i organele u ćeliji imaju specijalizovane funkcije. Već smo vidjeli neke razlike između biljne i životinjske ćelije, a sada trebamo vidjeti šta je to ovim ćelijama zajedničko, osim postojanja jedra, citoplazme i ćelijske membrane.

Već smo spomenuli ribosome, organele koje vrše sintezu bjelančevina. Oni se u eukariotskoj stanici nalaze smješteni na unutrašnjem sistemu membrana, kojeg naučnici zovu endoplazmatski retikulum. Pošto pod mikroskopom te membrane izgledaju kao da imaju na sebi mala zrnca, granule, to se ovaj endoplazmatski retikulum naziva i granulirani endoplazmatski retikulum. „Endo“ znači da je to nešto što se nalazi unutra, dakle unutar ćelije, unutar citoplazme, a riječ „retikulum“ znači „mreža“ jer te membrane izgledaju kao sistem mreža. Skraćeno, endoplazmatski retikulum označavamo sa ER. Postoji i ER bez ribosoma, to je glatki endoplazmatski retikulum, a on ima bitnu ulogu u neutraliziranju tvari štetnih po ćeliju.

Bjelančevine koje sintetizira ER se premještaju u jednu drugu organelu, u Golđijev aparat, koji se tako zove jer ga je otkrio italijanski naučnik Camillo Golgi. Golđijev aparat izgleda kao sistem malih kesa u citoplazmi, a glavna funkcija im je da modificiraju, sortiraju i grupišu molekule koje dođu do njih. Neke od tih molekula Golđijev aparat preraspodijeli po citoplazmi, a neke izbacuje van ćelije u malim mjehurićima, koje zovemo vezikuli. Dakle, Golđijev aparat vrši sekreciju  tvari u ćeliji, pa kažemo da ima sekretornu ulogu.

Lizosomi su još jedna važna organela. Oni su „čistači“ ćelije.  Jedna od njihovih uloga je varenje, a druga uloga im je uništavanje tvari štetnih za ćeliju, pa i organela i ćelijskih komponenti koje su „odslužile svoj rok“.

Sva živa bića trebaju energiju. Čak i biljke, koje mogu same proizvoditi hranljive materije pomoću energije Sunca, trebaju nekada tu energiju i trošiti, noću u procesu disanja. Organele koje vrše iskorištavanje energije, odnosno pretvaranje hemijske energije iz hrane u oblike energije koje će ćeliji najlakše iskoristiti zovu se mitohondrije. Mitohondrije se sastoje od dvije membrane – jedne vanjske, koja ove organele odvaja od citoplazme, i jedne unutrašnje, koja stvara veliku površinu na kojoj se može vršiti veliki broj hemijskih reakcija pretvorbe jednog vida energije u drugi. Molekula koju ćelije koriste kao izvor energije ima komplikovan nazive adenozintrifosfat, pa je naučnici najčešće označavaju sa ATP. Mitohondrije i hloroplasti su jedine organele koje sadrže malu količinu DNK, a ta DNK je malo drugačija od one u jedru. Također, treba znati da sve mitohondrije u našem organizmu nasljeđujemo od majke, jer spermatozoid pri oplodnji gubi svoje mitohondrije i u oplođenoj jajnoj stanici postoje samo mitohondriji majke.

Kada bismo vidjeli strukturu ćelije pod jakim mikroskopom, vidjeli bismo da je citoplazma prožeta nizom končića i cjevčica, odnosno, da se stručno izrazimo, filamenata i tubula. Taj sistem sačinjen od končića i cjevi koje su po sastavu proteini, pomaže ćeliji da zadrži svoj oblik, jer ćelija nema pravi skelet. To je posebno bitno kod životinjskih ćelija jer one nemaju ćelijski zid od celuloze, niti ćelijsku vakuuolu ispunjenu sokom koja održava oblik ćelije. Zbog sličnosti funkcije ovog sistema sa skeletom, zovemo ga citoskelet, što bi značilo „ćelijski skelet“.  Neke cjevčice tj. tubuli u ćeliji imaju bitnu ulogu pri diobi ćelije. Tako grupe tih cjevčica, centriole, formiraju organelu zvanu centrosom koja koja ima bitnu ulogu pri diobi ćelija. Centriole nisu pronađene kod biljnih ćelija.

Da li ste se upitali od čega se sastoji membrana ćelija? Membrana ćelije je savitljiva i tanka struktura koja se sastoji od molekula masti u kojima se nalaze molekule nekih specifičnih bjelančevina.

Struktura ćelije je zapravo još složenija i postoje strukture koje ovdje nisu spomenute, poput organela za kretanje ćelije kakve se treplje i bičevi te još nekih organela, međutim, i ovo je puno informacija za jednu lekciju.  Još jednom je bitno da upamtite kako samo biljne ćelije sadrže hloroplaste, te ćelijski zid i vakuuolu.