Βιολογία (Γ΄ Γενικού Λυκείου - Θετικών Σπουδών & Σπουδών Υγείας ) - Τεύχος Α΄ Βιβλίου Μαθητή (Εμπλουτισμένο)
 

Κεφάλαιο 2

2.1 ΤΟ ΠΟΡΤΡΕΤΟ TOY
ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΟΥ
ΚΥΤΤΑΡΟΥ

Έχουμε σίγουρα δει εικόνες και σχήματα ευκαρυωτικών κυττάρων. Οι απεικονίσεις αυτές, όσο επιτυχημένες κι αν είναι, δημιουργούν συχνά την εντύπωση ότι ένα ευκαρυωτικό κύτταρο είναι μια επίπεδη και αδρανής κατασκευή. Η πραγματικότητα όμως είναι διαφορετική. Τα κύτταρα αποτελούν τρισδιάστατες δομές, που σφύζουν από δραστηριότητα. Μερικά από αυτά έχουν δυνατότητα κίνησης, χάρη σε ειδικές δομές που διαθέτουν, ενώ άλλα μπορούν να συλλαμβάνουν την τροφή τους μεταβάλλοντας το σχήμα τους. Υπάρχουν όμως και ιδιότητες που είναι κοινές για όλα τα κύτταρα, όπως η μεταφορά ουσιών στο εσωτερικό τους, η αλλαγή θέσης των κυτταρικών δομών, όταν αυτό είναι απαραίτητο, και οι πολύπλοκες βιοχημικές διεργασίες.

Τα κύτταρα εξάλλου δεν είναι όλα ίδια. Στον άνθρωπο, για παράδειγμα, υπάρχουν 100 περίπου διαφορετικά είδη κυττάρων. Καθένα έχει τη δική του χαρακτηριστική μορφή και κάνει μια συγκεκριμένη λειτουργία. Κάποια έχουν επίμηκες σχήμα και δυνατότητα συστολής, άλλα έχουν λεπτές προεκτάσεις, με τις οποίες μπορούν να μεταβιβάζουν και να δέχονται μηνύματα, και άλλα είναι πλατιά και έχουν καλυπτήριο ρόλο. Είναι επομένως δύσκολο, αν όχι αδύνατο, να κάνουμε μια ολοκληρωμένη παρουσίαση του κυττάρου με βάση ένα μόνο σχήμα ή μία περιγραφή. Για να ξεπεραστεί αυτή η δυσκολία, καταφεύγουμε στην περιγραφή ενός ουσιαστικά ανύπαρκτου κυττάρου. Είναι αυτό που οι βιολόγοι ονομάζουν «τυπικό κύτταρο». Ένα κύτταρο δηλαδή το οποίο συγκεντρώνει όλα τα κοινά γνωρίσματα. Ας το γνωρίσουμε λοιπόν...

 

εικόνα

Τα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους στο σχήμα και στις λειτουργίες που επιτελούν. Η σχέση μεγέθους των κυττάρων, όπως παρουσιάζεται στην εικόνα, είναι πραγματική.

Μέγεθος των κυττάρων παρουσίαση

Τα κύτταρα, για να διατηρούν τη λειτουργικότητά τους, είναι υποχρεωμένα να βρίσκονται σε μια διαρκή ανταλλαγή ουσιών με το περιβάλλον τους. Όμως τόσο η εισαγωγή χρήσιμων ουσιών από το περιβάλλον τους όσο και η αποβολή άχρηστων ουσιών σ' αυτό γίνεται μέσω της εξωτερικής επιφάνειάς τους. Όσο μεγαλύτερη είναι λοιπόν η επιφάνεια αυτή τόσο μεγαλύτερη είναι και η δυνατότητα ανταλλαγής ουσιών με το περιβάλλον.

Στο κύτταρο, εκτός από την ανταλλαγή ουσιών, η οποία καλύπτει τις μεταβολικές ανάγκες του, γίνεται και ανταλλαγή ουσιών - μηνυμάτων. Χάρη στα μηνύματα αυτά το κύτταρο «επικοινωνεί» με το περιβάλλον του και «αντιλαμβάνεται» τις μεταβολές που συμβαίνουν σ' αυτό. Με βάση τις πληροφορίες αυτές εναρμονίζει τις λειτουργίες των επιμέρους τμημάτων του. Η μεταβίβαση των μηνυμάτων από το εξωτερικό στο εσωτερικό του κυττάρου, αλλά και στο εσωτερικό μεταξύ των διαφορετικών περιοχών του, θα πρέπει να γίνεται με ταχύτητα. Αυτό μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο αν το κύτταρο έχει σχετικά μικρό όγκο.

Πράγματι, το σχήμα των κυττάρων είναι τέτοιο, ώστε αυτά να έχουν μικρό όγκο και συγχρόνως τη μεγαλύτερη δυνατή επιφάνεια που αντιστοιχεί στον όγκο αυτό. Έτσι ικανοποιούν ταυτόχρονα και τις δύο προϋποθέσεις: μεγάλη επιφάνεια για άνετες ανταλλαγές ουσιών και υποδοχή μηνυμάτων, και μικρό όγκο για έγκαιρη μεταβίβαση των μηνυμάτων στο εσωτερικό του κυττάρου.

Πολυπλοκότητα της κατασκευής διαμερισματοποίηση

Είναι μάλλον εύκολο να συμφωνήσουμε ότι το σύνολο των εξαρτημάτων ενός αποσυναρμολογημένου ρολογιού δεν μπορεί από μόνο του να μας δείξει την ώρα. Έτσι και ένα υδατικό διάλυμα, που περιέχει στη σωστή αναλογία όλα τα συστατικά μέρη ενός κυττάρου, δεν μπορεί να εκδηλώσει το φαινόμενο της ζωής. Αυτό που λείπει και στις δύο περιπτώσεις είναι εκείνη η οργανωμένη δομή που θα εξασφάλιζε τη συνεργασία των μερών, ώστε τελικά μέσα από αυτή τη συνεργασία να αναδειχτεί μια ενιαία λειτουργία.

Στις σελίδες που θα ακολουθήσουν δε θα ασχοληθούμε βέβαια με τα ρολόγια. Σε ότι αφορά όμως τα κύτταρα, θα προσπαθήσουμε να βρούμε την απάντηση «διερευνώντας» τη δομή και τις επιμέρους λειτουργίες τους. Ξεκινώντας την παρατήρησή μας θα συμφωνήσουμε σίγουρα ότι αρκεί μία μόνο ματιά μας στην εικόνα ενός «τυπικού κυττάρου», για να διαπιστώσει κανείς την πολυπλοκότητα της δομής του και την έντονη παρουσία μεμβρανών.

εικόνα

Τα οκτώ μικρά κύτταρα έχουν πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια σε σχέση με το ένα κύτταρο που ο όγκος του είναι το σύνολο των δικών τους.

Μεμβράνη το οριοθετεί από το εξωκυτταρικό περιβάλλον. Μεμβράνη περιβάλλει τον πυρήνα του. Μεμβράνες επίσης διασχίζουν το κυτταρόπλασμα, δηλαδή την περιοχή ανάμεσα στην πυρηνική και στην πλασματική μεμβράνη. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη διαμερισματοποίηση του εσωτερικού του κυττάρου. Καθένα από τα «διαμερίσματα» έχει τη δική του μορφή και λειτουργία. Αυτά τα «διαμερίσματα» είναι τα κυτταρικά οργανίδια, που θα τα μελετήσουμε στη συνέχεια.

εικόνα

Τμήμα του κυτταρικού σκελετού. Φωτογραφία από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο χρωματικά επεξεργασμένη.