کلاس زیست

ميتوكندري 

میتوکندری چهار بخش اصلی دارد: غشای خارجی ، فضای بین غشایی ، غشای داخلی و ماتریس.

غشای خارجی
این غشا دارای تعداد زیادی پروتئین است که به انتقال آسان مولکلول های بزرگ کمک می‌کنند. علاوه بر این در این غشا، پروتئین هایی وجود دارد که چربی‌ها را به مواد قابل استفاده در ماتریس تبدیل می‌کند.
فضای بین غشایی
این فضا شامل آنزیم هایی است که با مصرف ATP، سایر نوکلئوتیدها را فسفره می‌کنند.

غشای داخلی
این قسمت دارای پیچ و خم های بسیار زیادی است که باعث افزایش سطح آن می‌شود. این کار کمک می‌کند تا کار بیشتری در فضای کوچکتر انجام شود. در این قسمت سه پروتئین اصلی وجود دارد: 1. پروتئینی که واکنش های اکسیداسیون زنجیره تنفسی را انجام می‌دهد. 2. یک کمپلکس آنزیمی به نام ATP" سنتتاز " که ATP می‌سازد. 3- پروتئین های انتقال دهنده که ورود و خروج مواد به ماتریس را کنترل می‌کنند.
اینجا همان جایی است که فسفریلاسیون اکسیداسیونی انجام می‌شود.

ماتریس
سیکل کربس در اینجا اتفاق می‌افتد. به علاوه، چندین کپی از ژنوم DNA، تعدادی ریبوزوم خاص میتوکندری، t RNA‌ها و آنزیم هایی که برای انجام فعالیتهای متیوکندری ضروری است، در این بخش قرار دارند .

كلروپلاست

کلروپلاست، انجام فتوسنتز را بر عهده دارد. ساختمان کلروپلاست بسیار شبیه به میتوکندری است. کلروپلاست شامل یک غشای تراوای خارجی، یک غشای داخلی که تراوایی کمتری دارد، یک فضای بین غشایی و یک بخش داخلی است که "استروما" نام دارد. ولی کلروپلاست بزرگتر از میتوکندری است. کلروپلاست باید بزرگتر باشد، چون غشای آن مانند میتوکندری چین خورده نیست. غشای داخلی آن هم برای زنجیر انتقال الکترون به کار نمی رود. سیستم جذب نور، زنجیر انتقال الکترون و ATP سنتاز بر یک غشای سوم که تیلاکوید نام دارد، انجام می‌شود. تیلاکوید از تعداد زیادی دیسک های سطح تشکیل شده است.

شبكه آندوپلاسمي

شبکه اندوپلاسمی ( که آن را به اختصار ER می‌نامیم.) تولید پروتیئن‌ها و چربی های تعداد زیادی از اندامهای سلولی را بر عهده دارد. ER از چین خوردگی های فراوانی تشکیل شده که یک غشا آنها را در برگرفته است. علاوه بر این، ER وظیفه دارد تا پروتئینها و سایر کربوهیدارت‌ها را به دستگاه گلژی، غشای سلول، لیزوزوم و هر جای دیگری که لازم باشد، منتقل کند.
دو نوع ER وجود دارد: نوع زبر که سطح آن با ریبوزوم‌ها پوشیده شده و نوع صاف. نوع زبر محل پروتئین سازی است. پروتئین هایی که در ER زبر ساخته می‌شوند به ER صاف منتقل می‌شوند.

دستگاه گلژي

دستگاه گلژی دارای بخشهای کیسه ای شکل فراوانی   است که با غشاهای لیپیدی احاطه شده اند. بعلاوه تعداد زیادی آبدانه هم دارد که مواد را به غشای سلولی منتقل می‌کنند تا از سلول خارج شوند. تعدادی غده نیز در این دستگاه وجود دارد که ترشح بعضی مواد خاص را بعهده دارند.

گلژی مسوول کنترل ترافیک مولکولی در سلول است. تقریباً تمام مولکولها در دوره ای از زمانی که در سلول هستند مجبور می‌شوند از دستگاه گلژی بگذرند.

دسته بندی پروتئین‌ها به کمک آبدانه‌ها انجام می‌شود. وقتی پروتئین روی گیرنده خاص خود بر روی یک آبدانه می‌نشیند، به درون آبدانه کشیده می‌شود و همراه آن به بیرون فرستاده می‌شود.

ليزوزوم

لیزوزوم کیسه ای حاوی آنزیم های مختلف است. این آنزیم‌ها برای هضم مولکول های بزرگ به کار می‌روند. بیش از 40 آنزیم در لیزوزوم وجود دارد که از میان آنها می‌توان به پروتئازها، نوکلئازها و فسفولیپازها اشاره کرد. بهترین عملکرد این آنزیم‌ها در محیط اسیدی (PH=5) صورت می‌گیرد.

پس اگر این آنزیمها به سیتوپلاسم نشست کنند، آسیب چندانی نمی رسانند. این آنزیم‌ها در شبکه اندوپلاسمی ساخته می‌شوند و پس از ورود به دستگاه گلژی ، توسط آبدانه‌ها به لیزوزوم منتقل می‌شوند.

اگر این آنزیم‌ها نباشند، به مرور مولکولهای بزرگی که امکان هضم آنها وجود ندارد، در سیتوزول جمع می‌شوند. این مولکولها در فعالیت و واکنش های موجود در سلول اختلال ایجاد می‌کنند و سلول با مشکل مواجه می‌شود.

اسكلت سلولي

یوکاریوت‌ها شکلهای متنوعی دارند. آنها می‌توانند اندامکها و شکل خود را تغییر دهند.حتی بعضی از آنها قادرند که از محلی به محل دیگر بروند. این کار توسط شبکه ای از رشته های پروتئینی موجود در سیتوپلاسم انجام می‌شود که اسکلت سلولی نام دارند.

رشته های پروتئینی به چند دسته تقسیم می‌شوند که رشته های اکتین و ریزلوله‌ها دو دسته مهم از آنها می‌باشند. اکتین انقباض را انجام می‌دهد (شبیه ماهیچه) و ریزلوله‌ها استحکام ساختمانی ایجاد می‌کنند.

ريبوزوم

ریبوزوم نقش مهمی در سنتز پروتئین ایفا می‌کند. وقتی یک زنجیر پروتئینی در حال ساخته شدن است، باید همواره در کنار mRNA و هم سو با آن قرار گیرد. در اینجا گفتیم که هر سه نوکلئوتید، کد یک اسید آمینه است.

پس هر اسید آمینه که به زنجیر پروتئینی اضافه می‌شود، باید سه پله روی mRNA جلو رفت تا تطبیق دو مولکول بهم نخورد. این کار توسط ترکیب بزرگ و پیچیده ای از RNA و پروتئین انجام می‌شود که ریبوزوم نام دارد.

ریبوزوم یک واحد کوچک دارد و یک بخش بزرگ در حدود نیمی از وزن ریبوزوم یوکاریوت‌ها را RNA تشکیل می‌دهد. ریبوزوم یک کانال برای هدایت زنجیر پروتئینی دارد و یک کانال دیگر هم دارد که مولکول mRNA را نگه می‌دارد. به این ترتیب ریبوزوم روند سنتز پروتئین را پیش می‌برد.

واكوئل

واکوئل در سلولهای گیاهی وجود دارد. واکوئل مسوول حفظ شکل و ساختمان سلول است. سلولهای گیاهی معمولاً اندازه واکوئل های خود را بیشتر می‌کنند و خیلی کم پیش می‌آید که سیتوپلاسمشان را توسعه دهند.
واکوئل آبدانه بزرگی است که برای ذخیره و نگهداری مواد مغذی، متابولیت‌ها و حتی مواد زائد به کار می‌رود.
فشار اعمال شده توسط واکوئل به حفظ اندازه سلول کمک می‌کند. اگر این فشار نباشد، سلول چروک می‌خورد و سست خواهد شد.
واکوئل معمولا حدود 50% از حجم سلول را اشغال می‌کند، اما گاهی تا 95% فضا را نیز به خود اختصاص می‌دهد.

هسته

هسته مرکز کنترل سلول است و فقط در یوکاریوتها وجود دارد. DNA و RNA موجود در هسته، کلیه اطلاعات ژنتیکی را در خود ذخیره کرده اند. هسته ارتباط بین اندامهای موجود در سیتوپلاسم را هم برقرار می‌کند. هسته با یک غشای دولایه پوشیده شده است. وقتی هسته پیامی را به اندامها می‌فرستد، پیام از منافذ این غشا عبور می‌کند و به سیتوپلاسم وارد می‌شود.
درون هسته، نوکلئوپلاسم نام دارد. در این جا، DNA توسط پروتئینی به نام هیستون به هم پیچیده شده و به شکل کروماتین است. اما هنگام رونویسی، کروماتین‌ها متراکم می‌شوند و ساختارهایی به نام کروموزوم پدید می‌آورند. علاوه بر این ها، معمولا یک یا چند اندامک گرد نیز در هسته قرار دارند که "هستک" نام دارد. ریبوزوم‌ها هم در هسته ساخته می‌شوند.
مطالب زیر را بخوانید تا درباره DNA و سازمان دهی آن در هسته بیشتر بیاموزید.

DNA و RNA
اینجا را بخوانید تا با اساسی ترین کلیدها ی حیات روی زمین آشنا شوید.

کروموزومها
در این بخش با آرایش DNA در هسته و مراحل مختلف تبدیل آن به کروموزوم آشنا می‌شوید.

در هسته هر سلول مولکولهایی قرار دارند که اساسی ترین اطلاعات حیات را در خود ذخیره کرده اند. این مولکول ها، دئوکسی ریبو نوکلئیک اسید (DNA) نام دارند. DNA از چهار نوع مولکول ساخته شده است، که به آنها "نوکلئوتید" می‌گوییم. این چهار نوکلئوتید عبارتند از: ادنین (A)، گوانین (G)، سیتوزین (C) و تیمین (T). این مولکولها خود به دو زیر گروه تقسیم می‌شوند: ادنین و گوانین در گروه پیورین قرار می‌گیرند و سیتوزین و تیمین در گروه پیریمیدین جای داده می‌شوند. هنگام سنتز (ساخته شدن) مولکول DNA، نوکلئوتیدها به اسیدهای نوکلئیک تبدیل می‌شوند که بعدا به هم متصل می‌شوند و رشته های DNA را می‌سازند. در نهایت یک مارپیچ دوتایی ساخته می‌شود.
نوکلئوتیدها حلقه های مسطحی دارند که اندازه آنها بین 3 تا 4 آنگستروم ( هر آنگستروم ^10-10 متر است.) می‌باشد. وقتی مارپیچ دوتایی تشکیل می‌شود، مولکولهای A با مولکولهای T رشته مقابل و مولکول G با مولکول C رشته روبه رو پیوند هیدروژنی برقرار می‌کنند و جفت های قلیایی ایجاد می‌شود. این جفت های قلیایی باعث می‌شوند که مارپیچ پایدار باقی بماند. تصاویری که با استفاده از اشعه X از مولکول DNA گرفته شده است، نشان می‌دهد که در هر دور از مارپیچ 10 جفت قلیایی وجود دارد.

مدل مارپیچی می‌تواند نحوه رونویسی از مولکول DNA در هنگام تقسیم سلول را نیز توجیه کند. جیمز واتسون وقتی این مدل را ارائه کرد، آن را " مدل خوش نما " نامید، چون معتقد بود که هر کس این مدل را ببیند می‌تواند به راحتی نحوه رونویسی از آن را نیز بفهمد. در هنگام تقسیم سلول، باید نسخه مشابهی از DNA تهیه شود تا در سلولهای جدید قرار گیرد. این فرآیند اصطلاحا "رونویسی" نامیده می‌شوند.
برای انجام این کار، اتصالات هیدروژنی بین نوکلئوتیدها باز می‌شود و در نتیجه دو رشته مارپیچ از هم باز می‌شوند. سپس هر یک از این رشته‌ها به عنوان پایه ای برای ساخت رشته مقابل استفاده می‌شود. به این ترتیب دو مارپیچ کاملا یکسان DNA ساخته می‌شوند و هر کدام از آنها در یکی از دو سلول نوزاد قرار می‌گیرد. چون در هر بار رونویسی، نیمی از مولکول DNA قبلی حفظ می‌شود، می‌گوییم رونویسی DNA، نیمه پایستار است.

اگرچه DNA اطلاعات ژنتیکی جاندار زنده را در خود دارد، اما برای عملکرد موفق به وجود ریبونوکلئیک اسید (RNA) نیاز دارد. RNA هم مانند DNA از رشته های اسید نوکلئیکی تشکیل شده که با پیوندهای مشابهی به هم متصل شده اند؛ اما دو تفاوت عمده با DNA دارد. یکی اینکه در ساختار آن به جای تیمین، از اوراسیل(u) استفاده شده است و دوم اینکه مارپیچی نیست و فقط از یک رشته تنها ساخته شده است. برای انجام بعضی کارها، DNA به رشته های RNA تبدیل می‌شود و سپس این مولکولهای RNA، پیغام هایی را به ریبوزوم (مرکز پروتئین سازی سلول) می‌برند. برای همین این مولکولها را mRNA(messenger RNA) یا RNA پیغام رسان می‌نامند. در واقع DNA با فرستادن mRNA، فرآیند پروتئین سازی را هدایت می‌کند. 

كروموزوم

کل اطلاعات ژنتیکی سلول در DNA قرار دارد که در هسته قرار گرفته است. فضای درون هسته محدود است، پس باید برای جادادن میلیون‌ها کد ژنتیکی در این فضا فکری کرد. برای همین باید مولکول DNA را مرتب و بسته بندی کرد.
در ابتدا نوکلئوتیدها به صورت دو رشته خطی در کنار هم قرار می‌گیرند و یک مارپیچ دوتایی می‌سازند. بعد از آن این مارپیچ‌ها به دور پروتئینهایی به نام "هیستون" پیچیده می‌شوند. به هر واحد DNA که به دور یک مولکول هیستون پیچیده شده یک نوکلئوزوم می‌گوییم. نوکلئوزوم‌ها هم توسط یک رشته بلند DNA به هم وصل می‌شوند.
برای اینکه DNA باز هم فشرده تر شود، نوکلئوزوم‌ها به هم فشرده می‌شوند و رشته های کروماتینی را به وجود می‌آورند. بعد، رشته های کروماتینی با هم تا می‌خورند و یک شبکه پیچ پیچ به وجود می‌آورند. هنگام تقسیم سلول این شبکه‌ها به صورت ساختارهایی به نام "کروموزوم" در می‌آیند.
کروموزم در فرآیند پیر شدن و مرگ سلول هم نقش مهمی دارد. در نوک کروموزوم ها، بخشهای کوچکی به نام تلومر قرار دارند. وقتی DNA یک سلول صدمه می‌بیند، تلومرها کوتاه می‌شوند. اگر تلومرها از حد مشخصی کوتاه تر شوند، سلول تصمیم می‌گیرد که دیگر خود را ترمیم نکند و فرآیند مرگ سلولی یا آپپتوسیس (Apoptosis) آغاز می‌شود. امروزه بسیاری از دانشمندان مشغول تحقیق راجع به مکانیسم هایی هستند که تلومرها از طریق آنها باعث مرگ سلول می‌شوند