Tip:
Highlight text to annotate it
X
Hej, jag heter Mr Andersen och i denna podcast kommer jag att ta med dig på en
rundtur i cellen. Vi kommer att gå igenom olika typer av celler och titta på hur
strukturen inuti en cell är anpassad för dess funktion.
Det första vi behöver prata om dock, är varför celler är små.
Anledningen till att celler är små, är att ämnen tar sig in i cellen
genom en process som kallas diffusion. Syre tar sig in på det sättet och koldioxid tar sig ut på samma sätt.
Det skulle alltså ta lång tid för ämnen att diffundera in i en stor cell.
Då är det bättre att helt enkelt behålla volymen, men öka ytarean.
Då blir avståndet som ämnet måste förflytta sig över istället relativt litet.
Du kanske också funderar över, varför de inte är oändligt små? Varför de inte är
riktigt, riktigt pyttesmå? Anledningen är att innehållet i en cell, den information som finns inuti cellen,
som till exempel DNA och cellens funktioner, måste få plats inuti den.
Så det finns en absolut minsta storlek för alla olika typer av
celler som vi har.
En annan sak som jag vill tala om är att celler inte är tråkiga. När jag växte upp hade jag en föreställning om att
en cell var som en påse gelé och att det fanns saker som t.ex en kärna inuti och
att den i stort sett flöt omkring. Detta har förmodligen vidmakthållits av biologilärare som alltid
har exemplifierat med ätbara celler. Om man verkligen studerar celler inuti, ser man att de är otroligt komplexa.
De har ett cellskelett som består av ett antal olika makromolekyler.
Det är som ett nätverk inuti cellen som alla organeller får plats mellan och
det fungerar nästan som en liten bana. Ämnen transporteras längs med denna bana, med hjälp av
motorproteiner och jag skämtar inte, de vandrar bokstavligen sådär på banan. Celler är alltså otroligt
komplexa, men de är ofta missförstådda och de var helt
okända för forskare tills man uppfann mikroskopet. Med andra ord kunde man inte se dem.
Om du tittar på din hand, kan du ju inte se cellerna.
Forskarna kunde ju inte se dem heller, så
de visste inte hur det fungerade tills de upptäckte och uppfann mikroskopet.
Det finns två olika typer av mikroskop. Det finns optiska mikroskop och så finns det elektronmikroskop.
Optiska mikroskop använder ljus och linser för att förstora bilden. Om du har
använt kikare någon gång och sedan provat att vända den upp och ner och hållit den nära din hand,
så har du faktiskt haft ett ganska enkelt mikroskop. Det är ungefär så de fungerar.
Ett elektronmikroskop fungerar genom att man
använder ett antal magneter. Dessa magneter används för att antingen fokusera elektroner genom en bild,
eller få dem att studsa bort från en bild. Det finns alltså bildöverförings- och svepelektronmikroskop.
Hur fungerar det då? Jo, enkelt förklarat kan man ta en stor magnet och hålla den
nära en gammal tv eller en datorskärm. Gör inte detta! Om du skulle göra det,
skulle det förstöra din skärm eller datorskärm permanent, men vad den i grund och botten gör,
är att magneten ändrar elektronernas bana och genom att göra det kan man
faktiskt öka förstoringen av preparatet.
Här är några bilder som tagits med mikroskop.
Det här är ett Toffeldjur sett med ett optiskt mikroskop, ett som finns i ett typiskt biologiklassrum.
De här är tagna med transmissionselektronmikroskop. Det här är virus
och det här är en myra som du tittar på. Dessa två är döda,
eftersom materialet förstörs av processen som krävs för att man ska kunna titta på dem.
Faktum är att här måste man lägga ett tunt lager metall ovanpå det för att kunna
studera det i ett svepelektronmikroskop.
Så i framtiden är det elektronmikroskop som gäller, men även så kallade fluorescerande optiska mikroskop.
Med dem får man vackra fluorescerande avbildningar.
Du såg en i början av denna podcast. Man kan även märka objekt som är levande.
Jag var med om en märkning här förra sommaren som var en levande/död märkning. På så sätt kunde man
märka det som skulle visa alla celler som var vid liv vid en tidpunkt och döda vid
en annan tidpunkt. Det är verkligen häftigt. Man får toppenbilder av cellen.
Först och främst bör du veta att det finns två huvudtyper av celler.
Vi har så kallade prokaryota celler och vi har eukaryota celler.
Prokaryota celler har ingen kärna. Ordet prokaryot betyder "före kärna".
De har alltså ingen cellkärna. Eukaryota celler har däremot cellkärna.
Vilka typer av organismer är prokaryota?
Egentligen bara två. Bakterier är prokaryota och även arkéer,
om jag kan stava det rätt, är prokaryota. Eukaryota är
alla organismer som du tänker på som levande, men som inte är mikroskopiska, exempelvis växter, djur,
svampar, protister och andra organismer som är förhållandevis stora. Skalan är dålig här
för om jag skulle rita det i rätt skala, skulle bakterierna ha samma storlek som denna mitokondri.
De är alltså riktigt, riktigt små, men det finns ändå vissa likheter mellan de två.
Med andra ord innehåller alla celler nukleinsyra och innehåller därmed DNA.
Alla celler har ett cellmembran utanpå, någon form av cytoplasma inuti och
de har alla även ribosomer. De kan skilja sig något från varandra,
men alla celler har dessa saker.
När vi tittar på eukaryota celler, låt mig gå tillbaka igen, ser vi att det även finns
organeller i cellen som du känner igen, som exempelvis mitokondrier.
Så i princip är prokaryota celler enklare. Jag pratar mest om dem när
jag talar om bakterier, men för det mesta i denna podcast, kommer jag att tala om
eukaryota celler. Detta skulle kunna vara ett djurcell, det kan jag se direkt.
Så låt oss titta på en djurcell i genomskärning.
I princip är dessa de viktigaste organellerna som återfinns i en cell, allt från
cellkärnan till centriolen. Jag ska gå igenom dem och visa
dig vilka de är, berätta vad de gör och till sist kanske du vill repetera
och gå igenom dem alla för att se hur mycket av informationen som du faktiskt
har snappat upp.
Så låt oss börja med nummer 1 och det är själva nukleolen. Nukleolen finns
inuti cellkärnan. Jag brukade bli konfunderad med hur det faktiskt fungerar. Vad som händer är att
alla kromosomer som finns inuti kärnan, använder alla sina gener
för att bilda ribosomer i ett område inuti kärnan. Som ett resultat av detta, eftersom det finns jättemycket
proteiner här inne, får vi ett mörkare område här när vi färgar det. Detta är alltså
det område där alla kromosomerna producerar ribosomalt RNA som används till att bilda ribosomer.
Det händer alltså precis där. Det är lite av en tvåstegsprocess. Så vad som i princip händer här är att
ribosomalt RNA produceras i det här området och kommer sedan att rullas ut här. Det kommer att bygga
några av proteinerna genom att använda ribosomer utanför cytoplasman och därefter kommer dessa proteiner att
flytta tillbaka där vi monterar byggstenarna i de proteiner som ska bli ribosomer.
Nu pratade jag om en *** olika saker, men det som jag menade att säga,
var att nukleolen är ett område där ribosomerna sätts ihop, inuti cellkärnan.
Om vi går vidare till nästa, som är cellkärnan,
är det en av de första organeller som upptäcktes.
Här är ett vackert fluorescerande färgämne på cellkärnorna. Så vilken funktion har cellkärnan?
Jo, när jag växte upp sade man alltid att den är hjärnan i cellen. Det är verkligen att förenkla det.
Vad finns inuti här? I grund och botten har vi DNA, så det genetiska materialet
i cellen finns inne i cellkärnan. Det är avgörande för vilken typ av
cell det ska bli, men den kommer även att kontrollera cellen. Med andra ord
kommer vi att bilda proteiner och enzymer vid en viss tidpunkt och som ett
resultat av det kommer cellen att göra något. Om du fortfarande vill tro att den är
cellens kontrollrum, så är det är okej. Men ett bättre sätt att tänka på den är att
det är där det genetiska materialet finns. Den har också små porer på utsidan
som är viktiga när vi pratar om transkription och translation.
Det finns alltså små hål på den och det är genom dem som ämnen kan förflytta sig
ut och in i cellkärnan, genom de små hålen.
Okej, nu ska vi titta på ribosomer. När jag växte upp, tänkte jag i regel på dem
som små prickar inuti cellen. Det är lite mer komplicerat än så. Den består av två
delar, en liten enhet underst och en större enhet överst.
Budbärar-RNA (mRNA) rör sig genom den och från ovansidan
kommer transkriptions-RNA (tRNA) in och från dem byggs vårt protein upp.
Så ribosomens funktion är alltså att bilda proteiner.
Prokaryota och eukaryota celler har olika ribosomer och det är hur några av våra antibiotika faktiskt fungerar.
Vesikel är ett vitt begrepp. En vesikel är praktiskt taget en membranomsluten behållare.
De kan vara väldigt, väldigt små och ibland är de riktigt, riktigt stora. Vakuolen kan man säga är ett
exempel på en vesikel. De flyttar runt ämnen, beroende på deras funktion, som till exempel att en
transportvesikel ska flytta runt material.
På nästa nivå finns kornig ER eller det korniga endoplasmatiska nätverket.
Det är ett membran som sitter ihop med cellkärnan. Vi har alltså här ett veckat
membran som kommer ut från kärnan. På utsidan av det sitter det ribosomer
och det är därför det kallas kornig ER. Jag brukar att tänka på det som cellens fabrik.
Vad vi i princip har här, är ett membran. Vi har ett membran
så här och så sitter det en ribosom ovanpå det.
Så praktiskt taget, när mRNA kommer igenom, kan vi bygga de proteiner vi vill ha.
Så det är som en fabrik, det är där vi gör materialet.
Det är även där membranen produceras, som ska användas i cellen.
Sedan kommer vi till Golgiapparaten.
Jag tycker att det ser ut ungefär som ett pitabröd som är vikt ovanpå sig själv.
Man kan fråga sig vart proteinerna tar vägen? De bildas i det endoplasmatiska
nätverket, sedan förpackas de i en liten transportvesikel och förflyttas till Golgiapparaten.
I Golgiapparaten modifieras proteinerna. Det läggs till saker som kolhydrater,
vi piffar upp dem lite och sedan kommer vi att skicka iväg dem igen.
Ett annat sätt att tänka på det är som ett fraktbolag. Med andra ord är det en
leveransfunktion inuti cellen. Saker kommer in i form av en transportvesikel,
de går ut i form av en transportvesikel och de kommer att gå dit de ska inuti
cellen.
Härnäst har vi cellskelettet. Cellskelettet är strukturen inuti cellen. Det ger
cellen dess fysiska form. Om en cell skulle röra sig, skulle den
bete sig som en amöba, som också behöver ett cellskelett.
Jag brukar förklara det med analogi. Det fungerar ungefär som en bro. En bro behöver ha två saker.
Dels bropelare, som ska stötta bron, men också
dessa riktigt tunna vajrar som fäster upp bron, som på Golden Gate-bron.
Så inuti en cell finns i princip dessa två saker. Vi har de stora sakerna,
som kallas mikrotubuli och de är gjorda av ett protein som kallas tubulin,
sedan har vi dessa riktigt tunna sakerna som kallas mikrofilament. Vad de stora sakerna, mikrotubili, gör
är att de ger komprimerande stöd, precis som när vikten av bron stöds av dem.
De tunna mikrofilamenten ger uppspänningsanordningen stöd.
Så om du tänker på en cell som Golden Gate-bron, fast som inverterad
inuti sig själv, är det ett bra sätt att tänka på vad ett cellskelett är.
Nästa bild föreställer slätt ER. Vad saknar det?
Ribosomer. Vad producerar det? Det producerar en hel del lipider, kolesterol
och liknande saker i cellen. Det är också riktigt, riktigt viktigt i fråga om avgiftning, då det bryter
ner gifter. Om du är en alkoholist, förhoppningsvis inte, men om du är en alkoholist
fungerar det i stort sett som att ju mer du dricker, desto mer slätt ER kommer din kropp att bygga upp inne i cellen,
vilket gör att du kommer att behöva dricka mer och mer och mer och mer.
Sedan har vi mitokondrierna.
Mitokondrier vet du redan att det är det område där vi genererar energi, men exakt vad genererar de egentligen?
Det är ATP i form av ATP. Den har i princip en veckat membran inuti ett yttre membran.
Den ser ut ungefär som en bakterie och det är anledningen till att forskarna tror att de en gång blev delar av
våra celler genom endosymbios. Med andra ord, de blev delar av cellen för att
de producerar ATP åt cellen och får därmed en plats att leva på. Vilka belägg finns för det?
Jo, de har sitt eget DNA och de producerar på egen hand genom binär fission.
Därför är det mer eller mindre accepterat som ett biologiskt faktum
Här har vi vakuolen.
Vakuloer är något som vi finner inuti växter, inte i djur, i allmänhet stora vakuoler.
I växtcellen är dess uppgift att lagra vatten, så den lagrar den balans och
det tryck från växtsaften, som håller cellen ordentligt expanderad.
Några protister har faktiskt en kontraherande vakuol också, som kan pumpa ut vatten när de lever i sötvattenmiljöer.
Vi har också vakuoler, men de är i allmänhet väldigt små hos djur
och de används mest för endo- och exocytos.
Härnäst har vi cytoplasman. Cytoplasma kan du tänka på som
upplösta ämnen, att det är vätska, men som har lösta ämnen inuti.
Vi brukade tro att det var allt, men vi fann att det finns koncentrations-
gradienter i cellen. Så till och med cytoplasman i sig själv är ganska komplex.
Nu ska vi titta på lysosomen.
Ibland kallar man den för "självmordspåsen". Vad består den egentligen av?
Den har matsmältningsenzymer inuti och de är omslutna av
ett membran. Den kan alltså placera sig bredvid en annan vesikel
som innehåller ämnen som vi vill bryta ner och de aggressiva enzymerna kommer då att
ta sig in där för att bryta ner det. Annars, det som det har fått sitt namn från, är vad som händer om vi sticker hål på lysosomen.
Det som händer då är att de aggressiva enzymerna sprids i hela cellen,
dödar cellen och löser upp cellen. Alltså är apoptos, när
cellen dödar sig själv, orsakad av lysosomer.
Till sist har vi centriolen. Centriolen är en del av det som kallas centrosom.
Den är viktigt för positioneringen i cellen. Beroende på var centriolen befinner
sig, påverkar det också var cellkärnan kommer att befinna sig och var de övriga
delarna av cellen kommer att finnas. Den är också viktig under celldelningen. I och med att den förflyttar sig till endera pol,
kommer den att initiera bildningen av kärnspolen.
Kärnspolen kommer att fästas på kromosomerna och dras till endera pol.
Vi har dem, men om du studerar växter, så har de inte centrioler och deras
roll är något odefinierad.
Jag tror att vi skulle kunna säga samma sak om alla dessa. Vi har en föreställning
om vad de gör, men de gör förmodligen en *** andra saker också, som vi ännu inte är bekanta med.
Det är nu den här podcasten kommer att bli läskig. Jag ska trolla bort alla dessa termer
och om du klickar på paus, kan du gå igenom listan från början och repetera.
Vad är nummer 1? Vad är nummer 2? Vad är nummer 3? Vad är nummer 4? Vad gör nummer 1?
Om du inte klarar av det, så har du inte riktigt förstått. När jag har arbetat med ungdomar på lektionerna,
har jag upptäckt att när man försöker lära sig cellens olika delar, är det ibland
lättare att göra några bildkort och öva med dem, för om du inte har grepp om det
här och nu, så har du helt enkelt inte begripit det.
Det här var en rundtur i cellen och jag hoppas att det var kul och jag hoppas att det var till hjälp.