Name: cell compartments in eukaryotes
Uploaded: 2020-11-23T11:47:33.000Z
Duration: 1 min 46 s
Channel: JoVE

Komórki eukariotyczne zawierają liczne przedziały wewnętrzne. Organelle związane z błoną, które pozwalają na zaspokojenie bardzo specyficznych funkcji w mikrośrodowiskach. Chroniony zarówno od wnętrza cytoplazmatycznego, jak i otoczenia zewnątrzkomórkowego.
Na przykład jądro wymaga kontrolowanych warunków do precyzyjnej regulacji genów w środku. Dlatego jest otoczony podwójną membraną. Otoczka jądrowa z porami kontrolującymi, jakie cząsteczki mogą wchodzić i wychodzić, jak mRNA.
Ponadto niektóre białka wymagają środowiska oksydacyjnego i muszą być izolowane od cytozolu, który jest redukcyjny, dlatego rybosomy wytwarzają te białka w retikulum endoplazmatycznym, gdzie mogą również ulegać krytycznym modyfikacjom. Kolejne ruchy zachodzą nawet w małych mikrokosmosach chemicznych zwanych pęcherzykami w drodze do miejsca docelowego.
Inne organelle, takie jak peroksysomy, zapewniają ochronę przed własnymi szkodliwymi produktami ubocznymi, takimi jak nadtlenek wodoru, poprzez sekwestrację enzymów, które przekształcają toksyczne związki w nieszkodliwe cząsteczki, takie jak woda.
Podobnie lizosomy segregują enzymy, ale z innego powodu. Aby zabezpieczyć reakcje trawienne, które wymagają znacznie niższego pH niż zawiera cytoplazma. Mitochondria mają również kwaśne wnętrza między dwiema błonami, które pomagają wytwarzać energię.
Ogólnie rzecz biorąc, podział eukariotyczny wspiera działania, które w przeciwnym razie byłyby niezgodne, gdyby zostały przeprowadzone jednocześnie bez jakiejś formy powstrzymywania.

Gabaldón, Toni i Alexandros A. Pittis. "Pochodzenie i ewolucja metabolicznej subkomórkowej kompartmentalizacji u eukariontów". Biochimie 119 (grudzień 2015): 262–68. [<a href="https://doi.org/10.1016/j.biochi.2015.03.021" target="__blank">Źródło</a>]

podział na przedziały eukariotyczne

Jedną z wyróżniających cech komórek eukariotycznych jest to, że zawierają one związane z błoną organelle, takie jak jądro i mitochondria, które pełnią wyspecjalizowane funkcje. Ponieważ błony biologiczne przepuszczają tylko substancje rozpuszczone selektywnie, pomagają stworzyć przedział o kontrolowanych warunkach wewnątrz organelli. Te mikrośrodowiska są dostosowane do specyficznych funkcji organelli i pomagają izolować je od otaczającego cytozolu.

Na przykład lizosomy w komórkach zwierzęcych utrzymują środowisko kwaśne w porównaniu z otaczającym cytozolem. Pomaga to enzymom lizosomalnym trawić resztki komórkowe. Podobnie regulacja pH w mitochondriach pomaga w syntezie cząsteczek energii.

Ponadto niektóre białka wymagają środowiska utleniającego do prawidłowego fałdowania i przetwarzania, ale cytozol ma generalnie charakter redukcyjny. Dlatego białka te są wytwarzane przez rybosomy w retikulum endoplazmatycznym (ER), które utrzymuje niezbędne środowisko. Białka są następnie transportowane do miejsca docelowego w komórce poprzez pęcherzyki związane z błoną.

Materiał genetyczny komórek eukariotycznych jest podzielony w jądrze i otoczony podwójną błoną zwaną otoczką jądrową. Małe pory w otoczce kontrolują, które cząsteczki lub jony mogą wejść do jądra, a które opuścić. Na przykład informacyjny RNA (mRNA) opuszcza jądro przez te pory, aby przekazać instrukcje genetyczne zakodowane w DNA do rybosomów, gdzie można je przełożyć na białko.

Dlatego podział na przedziały umożliwia wykonywanie wielu różnych funkcji z większą wydajnością w tej samej komórce poprzez koncentrację wymaganych składników w ograniczonej przestrzeni i oddzielanie ich od reszty komórki.

Podział na przedziały eukariotyczne

Jedną z cech wyróżniających komórki eukariotyczne jest to, że zawierają one organelle związane z błoną, takie jak jądro i mitochondria, które przenoszą ...

Education

JoVE Core

Molecular Biology

Biologia molekularna

Unit 1

Jednostka 1

DNA, Cells, and Evolution

DNA, komórki i ewolucja

KEY TERMS AND CONCEPTS

Kluczowe terminy i pojęcia

Eukaryotic Compartmentalization

cell compartments in eukaryotes

Eukaryotic cells use compartments to organize many different jobs inside one cell. These compartments help separate processes so they can happen in the right place.

The compartment called the cytosol is the fluid part of the cell. It surrounds the other internal structures and helps support many cell processes.

Inside the cell, membrane-bound organelles create distinct microenvironments. A microenvironment is a small internal space with conditions that fit a specific task. This separation lets the cell run different reactions at the same time.

The nucleus is one of the main compartments in eukaryotic cells. It keeps the cell’s genetic material in a protected space and helps separate DNA-related activities from other work in the cytosol.

Compartmentalization is a key feature of eukaryotic cells. It improves organization and helps the cell control where important processes take place.

Cell Compartments in Eukaryotes

the dna helix

DNA Structure and Base Pairing

DNA has a helical structure that helps store genetic information. The double helix is the shape formed by two strands that twist around each other. This structure is a key feature of DNA in cells. The two strands are held together by base pairing. Bases on one strand match with bases on the other strand in a regular way. This pairing helps keep the DNA molecule stable and organized. The helix shape also helps explain how DNA fits into chromosomes and carries instructions for living things. By...

the central dogma

DNA to Protein: Central Dogma Steps

The central dogma explains how genetic information moves from DNA to RNA to protein. This flow is a key idea in molecular biology. It helps show how cells use genes to make the molecules that carry out work. DNA stores the instructions for making proteins. During transcription, a gene in DNA is copied into RNA. The RNA then carries that message to the next stage. In translation, the RNA message is used to build a protein. Proteins do much of the cell’s work, so this process connects genes to...

prokaryotic cells

Inside Prokaryotic Cell Structure

Prokaryotic cells have a simple internal structure compared with many other cells. They are usually divided into two groups: bacteria and archaea. These cells have no nucleus, so their DNA is not enclosed in a membrane-bound compartment. Instead, the genetic material is found in the nucleoid, a region where the DNA is located in the cell. Some prokaryotic cells also contain plasmids, which are small extra DNA molecules. A capsule may surround the cell and provide an additional outer layer. <br...

eukaryotic compartmentalization

Eukaryotic cells use compartments to organize many different jobs inside one cell. These compartments help separate processes so they can happen in the right place. The compartment called the cytosol is the fluid part of the cell. It surrounds the other internal structures and helps support many cell processes. Inside the cell, membrane-bound organelles create distinct microenvironments. A microenvironment is a small internal space with conditions that fit a specific task. This separation...

the tree of life - bacteria, archaea, eukaryotes

the-tree-of-life-bacteria-archaea-eukaryotes

How Life Is Classified Into Three Domains

The tree of life shows how organisms are related through evolution. Its root represents the common ancestor of all life on Earth. From that point, branches spread out like a tree. The tips of the branches represent living, or extant, species. Species that no longer exist, called extinct species, appear closer to the center of the tree. Today, these organisms are grouped into three domains: bacteria, archaea, and eukaryotes. Scientists still debate these divisions, so the tree of life keeps...

mutations

How Mutations Change DNA

Mutations are changes in DNA. They can alter the genetic code and affect how genes work. In high school biology, students often study mutations to understand how DNA changes can influence traits. The transcript focuses on two common mutation types: point mutations and frameshift mutations. A point mutation changes one nucleotide, which is one DNA building block. A frameshift mutation happens when nucleotides are added or removed and the reading frame shifts. These changes matter because they...

gene evolution - fast or slow?

Why Some Gene Regions Evolve Faster

Gene regions do not all change at the same rate. In eukaryotes, long stretches of DNA do not code for proteins or RNAs. Some of these non-coding regions include important regulatory sequences, but most have no known function. Because little or no selection pressure acts on them, they often change the fastest over evolutionary time. Protein-coding regions usually evolve more slowly. A change in a coding sequence can alter a protein and make it less effective at doing its job. That creates...

genome size and the evolution of new genes

genome-size-and-the-evolution-of-new-genes

How Genome Size Shapes New Genes

Genome size can vary widely, and it also helps show how new genes form. Every living organism has a genome, whether it uses RNA or DNA. Yet the size of that genome can be very different from one organism to another. One major difference is whether the organism is prokaryotic or eukaryotic. Prokaryotic genomes usually have little to no non-coding sequence, which means genes are packed closely together in operons along the chromosome. Eukaryotic genomes contain long stretches of non-coding DNA...

gene families

How Gene Families Evolve and Diversify

Gene families are groups of genes that are thought to come from a shared ancestor. They usually form when a gene is copied by mistake during cell division. The original gene stays under selection pressure to keep its job, while the extra copy can change more quickly over time. Some copied genes gain a new role in the organism. When that happens, they are called paralogs, which are two genes in the same species that evolved from one common ancestral gene. Gene families also include orthologs,...

types of genetic transfer between organisms

types-of-genetic-transfer-between-organisms

How Genes Move Within and Across Generations

Genetic transfer is the movement of genetic information from one organism to another. It happens in two main ways: vertical gene transfer and horizontal gene transfer. Vertical gene transfer moves genes from one generation to the next. It is much more common than horizontal gene transfer. Vertical gene transfer happens during both sexual reproduction and asexual reproduction. In both cases, one or more organisms pass some or all of their genome to their offspring. This kind of transfer occurs...

key terms and concepts

Learn how eukaryotic cells use the cytosol, nucleus, and membrane-bound organelles to create microenvironments and organize cell processes.

Cell Compartments in Eukaryotes | JoVE K12

molecular biology

JoVE Core Molecular Biology showcases the molecular processes of the cell through clear and concise animated video lessons. Additionally, in scientist-in-action videos, these concepts' application is demonstrated through real experiments in modern laboratories.

myJoVE Corporation

Cell Compartments in Eukaryotes

Description

Transcript

Tags