Alle organismer består av celler

Når du har jobbet med dette kapitlet, skal du kunne

– forstå at alle organismer er bygd opp av celler – beskrive og tegne en celle og hva den består av – beskrive likheter og forskjeller mellom celler hos bakterier, planter og dyr – forklare sammenhengen mellom cellers oppbygning og funksjon – beskrive hvordan celler danner vev og organer

Før du leser

Hva tenker du på når du hører ordet celle? Dykkeren og knølhvalen på bildet er bygd opp av celler. Hva slags celler er det? Alle organismer består av celler Alt som lever, kaller vi organismer – fra den minste bakterie til den største hval. Og alle organismer består av celler. Men hva vil det egentlig si at noe er levende? Det er det ikke alltid like lett å svare på, men noen kjennetegn for liv er at det som lever, må kunne – skaffe seg næring og energi – tilpasse seg endringer i miljøet det lever i, slik at det overlever og kan formere seg Det som er dødt, vil ikke kunne oppfylle disse kriteriene. Celler fra rødløk sett i mikroskopVurderingseksemplar

Cellen er den minste enheten i alle organismer. Bakterier består av bare én celle og kalles encellede organismer, mens de aller fleste dyr og planter er bygd opp av flere celler og kalles flercellede. Ulike organismer har ulike typer celler, men alle celler har noe som er likt. Vi skal se nærmere på hva som er likt og hva som er forskjellig.

Vi studerer celler

Celler ble oppdaget første gang i 1665. Fysikeren og matematikeren Robert Hooke laget et enkelt mikroskop som han brukte til å studere tynne skiver av bark. I barken observerte han små rom eller kamre som lå tett i tett. Han kalte dem celler – «cella» på latin betyr «lite kammer». Men det skulle gå mer enn 150 år før det ble klart at cellen er den minste enheten i alt levende. Vurderingseksemplar

Robert Hooke og cellene slik han så dem i mikroskopet sitt. Cellene ligger tett i tett inntil hverandre.

Celler har mange ulike deler med bestemte oppgaver. I dag har vi avanserte mikroskoper som gjør det mulig å studere cellenes oppbygning i minste detalj. Men for at vi skal kunne forestille oss og forstå cellens indre oppbygning og de prosessene som foregår der, lager vi modeller. Modellene gir en svært forenklet framstilling av en celle, men de er til god hjelp når vi vil se på for eksempel forskjeller og likheter mellom celler.

Hva er likt i alle celler? Alle celler er omgitt av en cellemembran. Det er en hinne som skiller innholdet i cellen fra omgivelsene. Den kontrollerer også hva som kommer inn i cellen, og hva som slippes ut. Innenfor cellemembranen har alle celler en geléaktig væske – cytoplasma. Den består av vann og næringsstoffer og inneholder alle cellens indre strukturer. Et eksempel er ribosomene som finnes i alle celler fordi de lager proteiner som cellene trenger for å vokse og utvikle seg.

Hvordan en celle ser ut, og hvilken funksjon den har, er bestemt av cellens DNA, altså arvestoffet, som også finnes i alle celler. Men noen celler har en kjernemembran som omslutter og beskytter arvestoffet og danner en cellekjerne, mens andre ikke har en slik kjernemembran. Vi skiller derfor mellom celler med cellekjerne og celler uten cellekjerne. Bakterier, for eksempel, har ikke cellekjerne, mens både planter og dyr er bygd opp av celler med cellekjerne.

Cellekjerne med kjernemembran

Arvestoff (DNA)

Ribosom Cellemembran

Cytoplasma

Bakteriecelle, celle uten cellekjerne

Dyrecelle, celle med cellekjerne Vurderingseksemplar Vi skiller mellom celler uten cellekjerne og celler med cellekjerne. Likevel er mye likt i alle celler. Noe av dette er vist på disse modellene av en bakteriecelle og en dyrecelle.

De første organismene

Studier av fossiler har vist at de aller første orga nis mene på jorda var celler uten cellekjerne. Disse utviklet seg for omtrent 3,5 milliarder år siden, mens celler med cellekjerne utviklet seg for 1,2 milliarder år siden.

Celler uten cellekjerne – bakterier

1 mikrometer er det samme som 0,001 millimeter. Bakterier har ikke cellekjerne, og de lever hele sitt liv som enkeltceller. De er ofte ikke mer enn 1–10 mikrometer i diameter og kalles mikroorganismer.

Som alle andre celler har bakterier en cellemembran, men utenfor cellemembranen har bakteriene i tillegg en beskyttende cellevegg. Bakteriene skaffer seg energi ved å ta opp energirike molekyler som glukose fra omgivelsene. Energien i glukosen blir frigjort i celleåndingen. Ribosomene bruker av denne energien til å lage proteinene cellen trenger til å vokse og formere seg. Mange bakterier har dessuten en hale, kalt flagell, som de bruker til å bevege seg med. Det krever også energi.

Cellemembran Arvestoff (DNA) Ribosom Cellevegg Cytoplasma Flagell Bakterieceller har en enkel oppbygning. Arvestoffet er ikke omgitt av en kjernemembran, men finnes fritt i cytoplasma. Bakterien på bildet er en tarmbakterie sett i mikroskop. Bakterier kan danne større samfunn ved at de fester seg til hverandre og til en overflate. Denne hinnen av bakterier kalles en biofilm, og den øker bakterienes sjanse for å overleve i et bestemt miljø. Når det er en stund siden du pusset tennene, har du sikkert kjent med tungen at de Vurderingseksemplar har fått et belegg. Dette er biofilm, og den kan føre til hull i tennene om du ikke pusser den bort. Bakterier finnes overalt Vi finner bakterier overalt i naturen – i jord, vann og luft. De finnes på bunnen av verdenshavene, på de høyeste fjell og til og med ute i verdensrommet. Det lever faktisk bakterier på den internasjonale romstasjonen ISS som befinner seg 350 km fra jorda. I tarmen har vi tarmbakterier som hjelper til med fordøyelsen og lager viktige vitaminer til oss. Visste du at antallet bakterier i tykktarmen er omtrent det samme som antallet celler kroppen er bygd opp av?

Bakterier som får lov til å formere seg på tennene, danner en hinne av bakterier – biofilm. Denne jenta har tygget en fargetablett som farger biofilmen på tennene.

Bakterier overlever på den internasjonale romstasjonen ISS som går i bane rundt jorda.

Celler med cellekjerne – i dyr og planter

Både dyr og planter er bygd opp av celler med cellekjerne. Disse cellene er opptil ti ganger større enn bakteriecellene og kan være fra 10 til 100 mikrometer i diameter.

Atom Protein SandkornMitokondrie, bakterie Rød blodcellePlantecelle, dyrecelle StikkemyggStrutseegg Menneske10-meter´n 0,1 nm 1 nm10 nm100 nm 1 μm 10 μm 100 μm1 mm 1 cm 1 m 10 m

Det er vanlig å bruke en målestokk når vi sammenlikner for eksempel celler med atomer, proteiner og mennesker. I denne målestokken øker størrelsen 10 ganger for hver strek mot høyre. For eksempel er et sandkorn 10–100 ganger større enn en dyrecelle. Et strutseegg er omtrent 15 cm langt og er verdens største celle. 1 millimeter (mm) = 1000 mikrometer (µm), Størrelser 1 µm = 1000 nanometer (nm). Et sandkorn har en gjennomsnittlig størrelse på 1 millimeter i diameter. Det er det samme som en tusendels meter, altså 0,001 meter. En mikrometer er en tusendels millimeter, altså 0,000 001 meter! Hvis en celle med kjerne er 10 mikrometer i diameter, betyr det at det er plass til 100 slike celler tvers over et sandkorn.

Vurderingseksemplar

Dyre- og plantecellene er mer kompliserte enn bakteriecellene. I tillegg til at de har en cellekjerne, har de flere strukturer med ulike oppgaver.

Men hva skiller dyreceller fra planteceller? Både dyr og planter består av mange ulike celletyper med ulike funksjoner. Likevel er det noe som er typisk for planteceller, og noe som er typisk for dyreceller. Vi skal se nærmere på hva som skiller dyreceller fra planteceller, og som dermed gjør at dyr og planter er svært forskjellige organismer.

Dyreceller Dyreceller er beskyttet av en myk cellemembran som skiller innholdet i cellen fra omgivelsene. Det er cellemembranen som bestemmer hvilke stoffer som kommer inn i cellen, og hvilke som slipper ut. Dyrecellene tar altså opp næringsstoffer gjennom denne cellemembranen som omgir cellen. Næringsstoffene får dyra fra å spise planter eller andre dyr.

I cytoplasma er det noen små blærer som kalles lysosomer. Her blir næringsstoffene brutt ned til mindre biter som cellen kan bruke til å bygge nye molekyler, blant annet proteiner som lages på ribosomene. Energi til dette får cellene fra mitokondriene – cellenes energiverk. Der foregår nemlig celleåndingen, der energi blir frigjort når glukose fra næringsstoffene omdannes til CO2 og vann ved hjelp av oksygen.

Tenk etter ...

Ikke alle dyreceller har like mange mitokondrier. Muskelceller har flere mitokondrier enn hudceller. Kan du tenke deg hvorfor?

Cellekjerne med kjernemembran CellemembranVurderingseksemplar Mitokondrie

Arvestoff (DNA)

Ribosom

Modell av dyrecelle Cytoplasma

Lysosom

Planteceller Planteceller er også omgitt av en myk cellemembran, slik som dyreceller, men utenpå membranen har de en stiv cellevegg av cellulose.

I motsetning til dyr som må spise andre organismer for å få næring, produserer plantene sin egen næring i fotosyntesen som foregår i kloroplastene. Dette er små strukturer i plantecellenes cytoplasma. Det er kloroplastene som inneholder det grønne fargestoffet klorofyll som kan ta opp energi fra sollyset og andre lyskilder, og som gir plantene den grønne fargen.

Plantecellene har også mitokondrier der det foregår celleånding. Det er her glukose fra fotosyntesen brytes ned slik at det blir frigjort energi til plantens livsprosesser.

Plantecellen lagrer vann og næringsstoffer i en stor, væskefylt blære, kalt vakuolen. Næringsstoffer både lagres og brytes ned i vakuolen. Planteceller har derfor ikke lysosomer slik som dyreceller.

Når vakuolen er fylt, presser den mot celleveggen, slik at cellene beholder formen. Men du har sikkert lagt merke til hva som skjer med en plante som ikke har fått vann på en stund. Den blir slapp og bladene henger. Det er fordi det er lite vann i vakuolene. Dersom planten ikke er død, kan den vannes, og vakuolene fylles slik at planten reiser seg igjen.

Cellekjerne med kjernemembran Kloroplast Mitokondrie Cellemembran Vurderingseksemplar Arvestoff (DNA)

Cytoplasma

Cellevegg Ribosom

Vakuole

Modell av plantecelle

Men det er ikke nok med fylte vakuoler for at en plante skal kunne holde seg oppreist. Den stive celleveggen utenfor cellemembranen gjør også at planten kan stå oppreist. Celleveggen beskytter også planten mot vær og vind. Bakterier, planteceller og dyreceller har altså flere ulike strukturer som gir dem spesielle egenskaper, og som gjennom et komplekst samspill får cellene til å fungere. Men i en stor og sammensatt organisme som deg selv, er det ingen celler som fungerer alene. Cellene må samarbeide og kommunisere med hverandre. Vi skal se nærmere på En varm sommerdag ble Flittiglise funnet ganske slapp på verandaen. Hun fikk vann og kom seg raskt. Hvorfor reiser Flittiglise seg igjen når hun får vann?Vurderingseksemplar hvordan cellene i en organisme er organisert for at dette skal fungere.

Tenk etter ...

Alle celler har noen grunnleggende likhetstrekk. Hva tror du dette sier om utviklingen av livet på jorda?

Hva leste du nå? 1 Tegn og beskriv hvordan dyrecellen er bygd opp. 2 Hva skiller planteceller fra dyreceller? 3 Nevn tre funksjoner vakuolen kan ha i planteceller. 4 Forklar hvorfor mitokondrier og kloroplaster er så viktige.