3.2. SEJTES RENDSZEREK - Eukarióták és Egysejtű szerveződés

Az eukarióta sejtek általános jellemzése és rendszerezése

• Eukarióta (Eukaryota) birodalom: Az élővilág három nagy birodalmának egyike (a valódi baktériumok és az ősbaktériumok mellett).

• Rendszertani felosztás: Újabb filogenetikai rendszerekben, testhierarchia és anyagcsere alapján 6 (vagy 7) országba sorolják őket:

  • Többsejtű állatok (Animalia) országa.

  • Többsejtű növények (Plantae) országa.

  • Többsejtű gombák (Fungi) országa.

  • Amőbák (Amoebozoa) országa.

  • Rhizaria ország (például likacsos héjúak).

  • Excavata ország (például euglénák).

  • (Chromalveolata ország – például csillósok; esetenként külön sorolják).

• Eredet: Az eukarióta sejtek megközelítőleg $1,5-2$ milliárd évvel ezelőtt alakultak ki.

• Kialakulás elmélete: Az endoszimbióta elmélet magyarázza a létrejöttüket (részletesen a 3.2.1. fejezetben).

• Főbb sejttani jellemzők:

  • Rendelkeznek valódi, membránnal határolt sejtmaggal.

  • Különféle feladatokra specializálódott sejtszervecskék találhatók bennük.

  • Jól fejlett belső membránrendszerrel rendelkeznek.

  • Méretük jellemzően $10-100$-szor nagyobb a prokarióta sejtekénél.

Prokarióta és eukarióta sejtek összehasonlítása

• Testszerveződés:

  • Prokarióta: exclusivement egysejtű vagy sejttársulás.

  • Eukarióta: egysejtű, többsejtű (sejttársulás, telepes, szövetes).

• Sejtméret:

  • Prokarióta: $1-10\,\mu m$.

  • Eukarióta: jellemzően $10-100\,\mu m$.

• Maghártya:

  • Prokarióta: nincs.

  • Eukarióta: van.

• Belső hártyarendszer:

  • Prokarióta: kevéssé fejlett, főként a sejthártya betüremkedéseiből áll.

  • Eukarióta: fejlett, ide tartozik a DER (durva felszínű endoplazmatikus retikulum), a Golgi-készülék és különféle membránhólyagok.

• Örökítőanyag:

  • Prokarióta: a citoplazmában található, cirkuláris DNS, nincsenek szerkezeti fehérjék.

  • Eukarióta: a sejtmagban található, lineáris DNS, vannak hozzá kapcsolódó szerkezeti fehérjék.

• Plazmidok:

  • Prokarióta: jellemzően jelen vannak.

  • Eukarióta: ritkán fordulnak elő.

• Kromoszómák száma:

  • Prokarióta: $1$.

  • Eukarióta: több.

• Sejtszervecskék:

  • Prokarióta: nincsenek.

  • Eukarióta: vannak (példány: mitokondrium).

• Színanyag:

  • Prokarióta: a sejthártya betüremkedéseiben.

  • Eukarióta: elkülönült színtestekben (plasztiszokban).

• Osztódás:

  • Prokarióta: hasadás.

  • Eukarióta: mitózis és meiózis.

• Sejtváz:

  • Prokarióta: nincs.

  • Eukarióta: van.

• Sejtfal:

  • Prokarióta: van.

  • Eukarióta: állati sejtek kivételével van.

• Mozgásszervek (ostor, csilló):

  • Mindkét típusnál előfordulhatnak.

Egysejtű eukarióta szerveződés (Protisták)

• Alapvető felépítés: Egyetlen sejt alkotja az egyedet, amely önállóan képes minden életjelenségre (anyagcsere, önfenntartás, szaporodás, ingerlékenység).

• Élőhely: Jellemzően vízi környezet vagy nedves körülmények; planktoni szervezetek.

• Mérettartomány: Többségük mikroszkopikus, de léteznek szabad szemmel is látható fajok.

  • Legkisebbek: $1\,\mu m$.

  • Legnagyobbak: milliméteres nagyságrendűek (például a kék kürtállatka: $1,5\,mm$).

  • Fosszilis példa: egyes likacsoshéjúaknál akár $12\,cm$-es példányokat is találtak.

• Rendszertani besorolás: A hagyományos rendszerek „protiszták” (Protista) néven kezelik őket, nem választva szét élesen állati, növényi vagy gomba egysejtűekre, mivel ezen a szinten a típusok még nem különülnek el élesen.

• Példa az átmeneti jellegre: Nyálkagombák. Állati jellegűek, mert helyváltoztatásra képesek és heterotrófok (közelebb állnak az amőbákhoz), de gombaszerű tulajdonságaik is vannak.

Ostorosok törzse: Zöld szemesostoros (Euglena viridis)

• Összetett szervezet: Szervezetükben állati és növényi sajátosságok egyaránt megtalálhatók.

• Sejtfelépítés:

  • Kívül egy merev, fehérjékből álló tok (pellikula) borítja; az ostor ennek nyílásán keresztül jön ki.

  • A tok alatt található a sejthártya, beljebb a sejtplazma és a membránnal határolt sejtmag.

• Állati jellegű sajátosságok:

  • Ostor: A sejtszáj alján található sejtgaratból ered, mozgásszerv.

  • Szemfolt (stigma): Fényérzékelésre szolgál.

  • Sejtszáj: Szerves anyagok felvételét (heterotróf táplálkozás) teszi lehetővé.

  • Lüktető üregecskék: A felesleges víz és az abban oldott anyagcsere-termékek eltávolítását végző kiválasztó szervecskék.

• Növényi jellegű sajátosságok:

  • Zöld színtestek: Főleg klorofillokat tartalmaznak, lehetővé teszik a fotoszintézist (autotróf életmód).

• Anyagcsere típusa: Mixotróf. Fényben fotoszintetizál (autotróf/fototróf), fény hiányában szerves anyagokat vesz fel a környezetéből (heterotróf).

Amőbák (Amoebozoa) országa: Próteusz (óriás) amőba

• Előfordulás: Állóvizekben, bomló szerves anyagban gazdag iszapban.

• Méret: Átlagosan $400\,\mu m$, de az óriás amőba ennek dupláját ($800\,\mu m$) is elérheti.

• Alak: Nincs állandó alakja, mozgás közben folyamatosan változik.

• Sejtfelépítés:

  • Sejthártya: Határolja a sejtet, biztosítja a fizikai elkülönülést és az anyag- valamint energiaátalakítást a környezettel.

  • Sejtplazma (citoplazma): Félig folyékony, tömény vizes oldat; ebben vannak a sejtszervecskék.

  • Sejtmag: Szabályozza a működést, tartalmazza a DNS-t (kromoszómákat).

• Táplálkozás és emésztés:

  • Táplálék: szerves anyagok, baktériumok, más egysejtűek.

  • Fagocitózis (bekebelezés): Állábat bocsát ki, körülveszi a táplálékot. A sejthártya betüremkedik, és egy hólyag, a fagoszóma jön létre.

  • Emésztő űröcske: A fagoszóma és az emésztőenzimeket tartalmazó lizoszómák egyesülnek.

  • Anyagmozgás: Az emésztő űröcskék a citoplazmával együtt mozognak (ez adja a plazma szemcsézettségét).

  • Exocitózis: A lebonthatatlan salakanyagokat a sejthártyán keresztül, bármely ponton ürítheti.

  • Típus: Sejten belüli emésztés.

• Kiválasztás és ozmózis:

  • Lüktető űröcskék: Az édesvíz (hígabb közeg) az ozmózis miatt folyamatosan beáramlik a sejtbe. A lüktető űröcskék összegyűjtik a felesleges vizet és a benne oldott káros anyagokat, majd exocitózissal kiürítik.

  • Megjegyzés: Az emészthetetlen táplálék ürítése (salakanyag) nem tartozik a kiválasztás (vízben oldott anyagok) fogalmához.

• Légzés és szállítás:

  • Külön légzőszerv nincs, a gázcsere ($O_2$ felvétel, $CO_2$ leadás) a sejthártyán keresztül történik.

  • Az anyagszállítást a citoplazma áramlása végzi.

• Mozgás: Amőboid mozgás. Inger hatására citoplazmanyúlványokat (állábakat) fejleszt. Szilárd aljzat szükséges hozzá.

  • Hasonló mozgás: szivacsok állábas sejtjei, gerincesek fehérvérsejtjei.

• Szaporodás: Kizárólag ivartalanul, egyszerű kettéosztódással (mitózis).

Csillósok törzse (Kétfélemagvúak): Papucsállatka (Paramecium)

• Előfordulás: Szerves anyagban gazdag állóvizek, pocsolyák.

• Szerveződés: Egysejtű, de vannak sejttársulásban élő fajok is (például harangállatka).

• Méret és alak: Kb. $200\,\mu m$. Alakja állandó (papucsforma), lapos és hosszúkás, közepén bemélyedéssel.

• Sejtfelépítés:

  • Bőrke (pellikula): Speciális, hatszögletű egységekből álló, lépszerű szerkezet, amely meghatározza az alakot és alapot ad a csillóknak.

  • Sejtmagvak (nukleáris dimorfizmus):

    • Nagy mag (makronukleusz): Gömölyű, az életfolyamatokat irányítja.

    • Kis mag (mikronukleusz): A szaporodásért felelős.

• Táplálkozás:

  • Baktériumokkal táplálkozik. A felvétel kötött helyen történik:

  • Szájmező: Tölcsérszerű bemélyedés a sejt közepén.

  • Sejtszáj: A tölcsér alján itt történik a bekebelezés.

  • Alrés: Meghatározott hely a salakanyag leadására.

• Kiválasztás:

  • Két lüktető űröcske (a sejt két végén).

  • Részei: központi hólyag és $4$ darab sugárcsatorna.

  • Működés: A folyadék a sugárcsatornákba jut $\rightarrow$ a csatornák összehúzódnak $\rightarrow$ a központi hólyag telítődik $\rightarrow$ a hólyag exocitózissal ürít. A csatornák és a hólyag felváltva működnek.

• Mozgás:

  • Több ezer csilló borítja a felszínt.

  • Evezőmozgás szakaszai:

    1. Gyors, egyenes vonalú, merev lecsapás.

    2. Lassú, köröző, behajló visszatérés.

  • A mozgás koordinált, a lecsapási hullám a hátsó végtől indul spirál mentén.

  • Kettősen balra csavarodó mozgás: Forog a hossztengelye körül és spirálpályán halad előre.

• Szaporodás:

  • Ivartalan: Egyszerű osztódás (mitózis) kedvező körülmények között.

  • Ivaros: Konjugáció (egybekelés). Két sejt plazmahíddal kapcsolódik és genetikai anyagot (kis magot) cserél.

A konjugáció főbb lépései

1. A sejtek szájmezővel egymás felé fordulnak, plazmahíd jön létre.

2. A nagy magok lebomlanak. A kis magok meiózissal $4$ részre oszlanak, ebből $3$ felszívódik.

3. A megmaradó $1-1$ kis mag mitózissal kettéosztódik (így sejtenként $2-2$ utódmag lesz).

4. Egyik mag a maradó-, a másik a vándormag. A vándormagokat a sejtek kicserélik.

5. A partnerből kapott vándormag összeolvad a saját maradómaggal (létrejön a diploid állapot).

6. A plazmahíd megszakad, a sejtmag kettéosztódik: egyikből lesz az új kis mag, a másikból a nagy mag.

Egysejtű gombák: Sör- és borélesztők

• Gyakorlati jelentőség: Szeszgyártás (bor, sör), B-vitamin források.

• Megjelenés: Cukros oldatokban egyedülálló vagy rövid láncokat alkotó sejtek (sarjadzó gombák).

• Sejtfelépítés:

  • Kitin sejtfal.

  • Tartaléktápanyag: glikogén.

• Szaporodás: Spórákkal vagy bimbózással (sarjadzással).

• Anyagcsere: Heterotróf, alkoholos erjedés.

  • Oxigénszegény környezetben a cukrot etanollá ($C_2H_5OH$) és szén-dioxiddá ($CO_2$) alakítják.

  • Tolerancia: Kb. $15\%$ alkoholkoncentrációig életképesek.

• Felhasználás a pékiparban: Az élesztő a tészta cukortartalmát bontja; a keletkező $CO_2$ felfújja a tésztát, az alkohol a sütés során elpárolog.

• Kereskedelmi forma: Szeszélesztők préselt tömege (élesztő).

Kérdések és megbeszélés

• A szöveg nem tartalmazott konkrét közönségkérdést vagy párbeszédet.