Välkommen
Idag ska vi utforska en av de största idéerna inom hela biologin.
Allt levande på jorden: varje träd, varje svamp, varje val, varje bakterie och varje människa: består av celler.
Celler är livets minsta enheter. Vissa organismer är bara en enda cell. Du består av ungefär 37 biljoner sådana.
När du är klar med denna lektion kommer du att förstå var celler kommer ifrån, hur de fungerar och varför forskare kallar dem livets byggstenar.
Vad vet du redan?
Innan vi dyker in, låt oss ta reda på vad du redan vet.
Inuti en cell
Vad finns i en cell?
Tänk på en cell som en liten fabrik. Den har väggar, en kontrollcentral, maskiner och bränsle. Varje del har ett jobb.
Cellmembran: cellens yttre gräns. Det styr vad som kommer in och ut, som ett säkerhetsport.
Cytoplasma: det geléliknande vätska som fyller cellen. Alla andra delar svävar i den.
Kärna: kontrollcentralet. Den innehåller cellens DNA: instruktionerna för allt cellen gör.
Organeller: specialiserade strukturer i cellen som utför specifika uppgifter. Ordet betyder 'lilla organ'.
Varje cell har dessa grundläggande delar, oavsett om den tillhör en solros eller en haj.
Kärnan och bortom
Kärnan: Huvudkontrollrummet
Kärnan är det största organellet i de flesta celler. Den innehåller kromosomer, som är långa trådar av DNA: molekylen som lagrar genetiska instruktioner.
Varje gång din kropp bygger ett nytt protein, reparerar skador eller växer, kommer instruktionerna från DNA:t i kärnan.
Andra viktiga organeller inkluderar:
- Ribosomer: små maskiner som bygger proteiner genom att läsa instruktioner från DNA
- Endoplasmatiskt retikulum (ER): ett nätverk av tunnlar som transporterar material genom cellen
- Golgiapparaten: förpackar och skickar proteiner dit de behövs, som ett postkontor
Två typer av celler
Växtceller vs djurceller
Både växt- och djurceller har ett membran, en kärna, cytoplasma och organeller. Men växtceller har tre extra egenskaper:
Cellvägg: ett styvt lager utanför membranet, bestående av cellulosa. Det ger växterna sin struktur. Det är därför ett trädstam är styv medan din arm är flexibel.
Kloroplaster: organeller som fångar upp solljus och omvandlar det till näring genom fotosyntes. De innehåller ett grönt pigment som kallas klorofyll: det är därför blad är gröna.
Stort centralt vacuol: ett stort förvaringsutrymme fyllt med vatten och näring. Det hjälper växten att hålla sig styv. När en växt slår ut beror det på att vacuolerna har förlorat vatten.
Djurceller har inte cellväggar, kloroplaster eller ett stort centralt vacuol. Istället får djur sin energi genom att äta mat: de tillverkar den inte från solljus.
Mitokondrier och energi
Cellens kraftverk
Du har nog hört detta uttryck förut. Men vad betyder det egentligen?
Mitokondrier är organeller som omvandlar näring till användbar energi. Det energimolekyl de producerar kallas ATP (adenosintrifosfat).
Tänk på ATP som en liten laddningsbar batteri. Varje gång dina muskler kontraherar, dina neuroner eldas eller dina celler delar sig, förbrukar de ATP för att göra det.
Här är det som gör mitokondrier verkligen fascinerande:
- En enskild cell kan innehålla hundra eller till och med tusentals mitokondrier
- Cell som behöver mer energi (som muskelceller & hjärnceller) har fler mitokondrier
- Mitokondrier har sitt eget DNA, separat från DNA:t i cellkärnan
- Forskare tror att mitokondrier en gång i tiden var fritt levande bakterier som slogs ner av en större cell miljarder av år sedan: och istället för att bli smälta, blev de partners. Detta kallas endosymbios.
Det sista punkten innebär att djupt inne i dina celler finns strukturer som en gång i tiden var självständiga organismer. Du är, i ett visst avseende, ett samarbete.
Hur vi ser celler
Hur vet vi allt detta?
Celler är alldeles för små för att synas med blotta ögat. En vanlig mänsklig cell är ungefär 10 mikrometer i diameter: det vill säga 0,01 millimeter. Man kan få in ungefär 100 celler längs bredden av en enda millimeter.
Vi ser celler med hjälp av mikroskoper:
- Ljuskraftiga mikroskoper kan förstora upp till cirka 1 000 gånger: tillräckligt för att se celler och vissa större organeller
- Elektronmikroskoper kan förstora upp till 2 000 000 gånger: tillräckligt för att se enskilda ribosomer och till och med cellmembranets dubbla lager
Den första personen som såg celler var Robert Hooke år 1665. Han tittade på en tunn skiva av kork genom ett mikroskop och såg små rektangulära fack. Han kallade dem celler eftersom de påminde honom om de små rum (celler) där munkar bodde i ett kloster.
Det Hooke faktiskt såg var cellväggarna hos döda växtceller: det levande materialet inuti hade länge sedan torkat upp. Men namnet blev kvar.
Vad överraskade dig?
Titta tillbaka
Du har täckt mycket mark idag: från cellmembranet till mitokondrier, från växtceller till mikroskop.
Celler finns överallt. Just nu arbetar triljoner av dem tillsammans för att hålla dig i liv, och varje enskild cell driver sin egen miniatyrfabrik.
Din medtagare
En sista tanke
Allt levande på denna planet delar samma grundläggande byggsten: cellen.
En bakteriecell, en bladcell och en mänsklig hjärncell använder alla DNA, har alla membran och drivs alla av ATP.
Den gemensamma designen är ett av de starkaste bevisen på att allt liv på jorden är förbundet: härstammat från en gemensam föregångare för miljarder år sedan.