miniatyr|320px|Schematisk bild över en typisk eukaryot cell, som visar cellens subcellulära komponenter. Organeller: (1) Nukleol (2) Cellkärna (3) Ribosom (4) Vesikel (5) Korniga endoplasmatiska nätverket (6) Golgiapparaten (7) Cellskelettet (8) Glatta endoplasmatiska nätverket (9) Mitokondrie (10) Vakuol (11) Cytoplasma (12) Lysosom (13) Centriol
Cellen är den funktionella och strukturella enheten i alla levande organismer; den kallas ibland för "kroppens byggsten". Vissa organismer, till exempel bakterier, består av endast en cell vardera. Andra organismer, till exempel människor, består av flera miljarder celler vardera.Nationalencyklopedin läst 2011-05-31
Alla celler kommer från redan existerande celler. De förökar sig och blir flera genom att dela upp sig i två stycken, ibland i fyra. På detta sätt blir många celler snabbt flera, medan andra dör och upplöses.
En normal cell upprätthåller självständig ämnesomsättning (metabolism) och cellen innehåller all den ärftliga information som krävs för att bilda en ny identisk cell. I cellens inre finns strukturer som kan betraktas som cellens egna inre organ, organeller. De är lösta i cellvätska, cytosol. Cytosolen och de organeller som finns i den kallas gemensamt för cytoplasma. Celler förökar sig genom delning. Sådant som har med celler att göra benämns cellulärt. Sådant som finns inne i en cell är intracellulärt (ej att förväxla med intercellulärt som betyder mellan cellerIntercellulär i Nationalencyklopedin.); motsatsen är extracellulärt.
Ordet "cell" kommer från latinets cellula, som betyder "litet rum". Alla celler har olika uppgifter. Det kan t.ex. vara att de skickar signaler mellan olika kroppsdelar, det kan också vara att bygga upp ny hud.
Översikt miniatyr|vänster|Musceller som odlats i en cellkultur. Dessa växer i stora klumpar men varje enskild cell är inte större än 10 mikrometer i diameter. En mikrometer är en miljondels meter.
Varje cell är mer eller mindre självständig i den mening att den oberoende av andra celler tar upp näring och omvandlar näring till energi; den utövar specialiserade funktioner och reproducerar sig om så är nödvändigt. Varje cell innehåller alla instruktioner som krävs för att utföra dessa uppgifter.
Alla celler delar vissa egenskaper: Reproduktion via celldelning (även kallad mitos eller binär fission). Använder enzym och andra proteiner som kodas av gener via transkription och translation. Metabolism, det vill säga nedbrytning av näringsämnen från omgivningen för att omvandla kemiska föreningar till energi, och därefter bygga upp nya biologiska föreningar. Den kan svara på externa och interna signaler, till exempel temperatur, pH och förändringar i näringsnivåer. Cellens barriär mot omgivningen är cellmembranet som består av ett dubbellager av fosfolipider.
Vissa prokaryotiska och eukaryotiska celler skiljer sig på flera punkter. Bland annat har eukaryota celler organeller vilket prokaryoter saknar.
Upptäckt Matthias Jacob Schleiden var den förste att beskriva cellerna i växter och lägga fram en teori om hur dessa fungerade, vilken senare utvecklades av Theodor Schwann. Johannes Peter Müller kunde 1835 visa att djurkroppar innehåll celler som liknade de man tidigare observerat i växtriket. Fortsatta studier av Müllers lärjunge Jakob Henle och Theodor Schwann kunde konstatera att djurens vävnader vanligen var bildade av celler, som verkade bestå av en cellvägg och en cellkärna. Félix Dujardin hade genom studier av infusionsdjur upptäckt att de "levande gelé" som djurenverkade bestå av inte var något slem som man tidigare hade trott utan mycket mer komplext, och kallade det sarcod. Hugo von Mohl upptäcktes senare protoplasman hos växterna, och senare kunde man konstatera protoplasman och sarcoden var samma sak.Det XIX århundradet i ord och bild, O. H. Dumrath, band 3 s. 139.
Cellens uppbyggnad Det finns två grundläggande typer av celler: eukaryota och prokaryota. Prokaryota celler är vanligtvis encelliga organismer, medan eukaryota celler ofta är delar i en multicellulär organism.
Prokaryota celler miniatyr|höger|Schematisk bild av en typisk bakterie. Prokaryoter skiljer sig från eukaryoter i flera avseenden. Vidare saknar prokaryoter intracellulära organeller såsom det endoplasmatiska nätverket, Golgiapparaten, mitokondrier och lysosomer. Prokaryoter har ofta en kapsel som består av ett kolhydratskikt som omger cellen och skyddar den mot omgivningen. Flagell och pili är två andra vanliga komponenter; dessa är former av utskott från prokaryoten bestående av protein. En flagell är en form av molekylär motor som under inverkan av ett komplicerat inre system av proteiner kan rotera, och därmed förflytta prokaryoten i en vattenlösning. En pilus är en receptor, med vars hjälp bakterien kan binda till en yta. Liksom eukaryoter har prokaryoter även ribosomer.
Övriga skillnader mellan prokaryoter och eukaryoter: De flesta prokaryoter har en cellvägg (dock finns det många undantag, till exempel mykoplasma). Cellväggens kemiska struktur är uppbyggd som en polymer bestående av peptider som alterneras med mindre kolhydratgrupper. Cellväggen utgör en barriär mot framförallt osmos som annars riskerar att spränga cellen, eftersom den intracellulära miljön har en högre koncentration av partiklar i förhållande till den yttre miljön. Dock förekommer cellväggar hos vissa eukaryota växtceller och svampar men sammansättningen är olika. Den prokaryota kromosomen är cirkulär och inte linjär som ofta är fallet i eukaryoter. Prokaryoter har dessutom ofta enbart en kromosom. Det är även vanligt att prokaryoter är bärare av mindre cirkulära DNA-molekyler kallade för plasmider. Sådana plasmider innehåller ofta ett tiotal gener och kan överföras bakterier emellan.
Eukaryota celler miniatyr|350px|Schematisk bild över en typisk eukaryot cell, som visar cellens subcellulära komponenter. Organeller: (1) Nukleol (2) Cellkärna (3) Ribosom (4) Vesikel (5) Korniga endoplasmatiska nätverket (6) Golgiapparaten (7) Cellskelettet (8) Glatta endoplasmatiska nätverket (9) Mitokondrie (10) Vakuol (11) Cytoplasma (12) Lysosom (13) Centriol
Eukaryota celler är ungefär 10 gånger större i jämförelse med prokaryota celler och kan ha en volym som är uppemot 1000 gånger större. Den huvudsakliga skillnaden mellan prokaryoter och eukaryoter är det faktum att eukaryoter innehåller mindre rum inne i cellen som omges av membran, så kallade organeller. Dessa organeller har ofta specifika funktioner i cellens ämnesomsättning (metabolism). När det gäller den eukaryota cellens DNA består den av linjära kromosomer med bundna histoner. Alla kromosomer finns inne i cellkärnan och är därmed separerad från cytosolen.
Organeller Cellmembranet omsluter cellen och reglerar vilka kemiska föreningar som får komma in och ut, samt reglerar cellens insida. Cellskelettet utgörs av strukturer inuti cellen som tillsammans håller uppe cellen och ger den dess form. Cytoplasma - materialet mellan cellmembranet och cellkärnan, består mest av vatten. Cellkärna - här lagras DNA, det genetiska materialet. Prokaryoterna saknar cellkärna och har DNA fritt i cytosolen. Ribosomer - i dessa tillverkas cellens proteiner genom att aminosyror kopplas ihop efter hänvisningar från generna. Endoplasmatisk retikulum - ett membransystem som bland annat transporterar kemiska föreningar inom cellen. Mitokondrie - cellens ”kraftverk”, förbränning av olika molekyler, till exempel socker, som ger energi till cellens arbete (cellandning). Golgiapparaten - sätter på "adresslappar" på färdiga protein som visar vart i cellen de ska transporteras.
Cellens komponenter höger|miniatyr|Jämförelse mellan en eukaryot cell och en prokaryot cell.
Alla celler har, oavsett om det gäller en prokaryot eller eukaryot cell, ett cellmembran som omsluter cellen, och skiljer den interna miljön från den externa. Cellmembranet reglerar upptaget av ämnen från omgivningen samtidigt som det upprätthåller elektriska potentialskillnader eftersom det är impermeabelt för joner. Alla celler innehåller DNA som är det ärftliga material som gener består av. RNA är en annan universell företeelse som är grunden för genernas uttryck.
Cellmembran höger|miniatyr|Endomembransystemet hos en cell.
En tunn hinna som håller ihop och skyddar cellen. Membranet fungerar som portvakt. Det släpper igenom nyttiga ämnen, till exempel vatten och syre. Många skadliga kemikalier kan däremot inte komma in i cellen. Cellens cytoplasma omges av ett plasmamembran. Ordet plasmamembran används synonymt med cellmembran. Hos växtceller och prokaryoter omges plasmamembranet av en cellvägg. Plasmamembranet skyddar cellen från den omgivande miljön och består av fosfolipider i ett dubbelt lager. Olika former av biologiska molekyler är inbäddade i membranet, bland annat många typer av proteiner. Vissa membranproteiner fungerar som kanaler för joner och andra mindre vattenlösliga molekyler. Eftersom vissa substanser kan passera cellmembranet, medan andra inte kan det, kallas membranet för 'semi-permeabelt'. Proteiner i cellmembranet kan även vara receptorer för signalering in till cellen.
Cytoskelettet
Cytoskelettet upprätthåller cellens morfologi, det vill säga dess form och utseende. Dessutom ger cytoskelettet stöd åt organeller, förmedlar endocytos och celldelning. Det eukaryota cytoskelettet består av mikrofilament, intermediära filament och mikrotubuli. Många olika typer av proteiner deltar i uppbyggnaden av cytoskelettet. Även prokaryoter har ett cytoskelett, som forskningen inte har fokuserat lika mycket kring.
Genetiskt material Två olika typer av genetiskt material existerar: DNA och RNA. De flesta organismer använder DNA för sin långsiktiga informationslagring. De undantag som existerar är vissa virus (retrovirus) som enbart använder RNA som sin primära lagringsform för genetisk information. All biologisk information som en organism innehåller finns i den genetiska koden, det vill säga i DNA. RNA är huvudsakligen en tillfällig överföringsform av genetisk information, som existerar under korta tidsperioder när en gen ska omvandlas till ett protein. Sådant RNA kallas för budbärar-RNA (förkortat mRNA, av engelska messenger RNA).
Det prokaryota genetiska materialet är organiserat i enklare och mindre DNA-strukturer. Detta bakterie-DNA ligger i en region hos den prokaryota cellen som kallas för nukleoid. Nukleoiden är dock enbart en region i cellen och är inte att förknippa med den eukaryota cellkärnan. 99,9 % av det genetiska materialet i den eukaryota cellen finns i cellkärnan - undantaget är en mindre mängd mitokondriellt DNA som ligger inne i mitokondrierna. Det mitokondriella DNA:t utgör en mycket liten del av cellens totala DNA.
Mänskliga celler har 46 linjära DNA-molekyler (kromosomer). Antalet kromosomer varierar mellan arterna och har ingenting att göra med organismens komplexitet.
Cellens funktioner miniatyr|350px|höger|En översikt över proteinsyntesen.Inne i cellkärnan (ljusblå i bilden) sker transkription av gener till RNA. Det transkriberade RNA:t är föremål för post-transkriptionella modifieringar vilket resulterar i ett moget mRNA. mRNA transporteras därefter ut från kärnan till cytoplasman där det genomgår translation till protein. mRNA översätts av ribosomer som matchar tre-bas kodon i mRNA:t till tre-bas antikodon på lämpligt tRNA. Nysyntetiserade proteiner modifieras ofta efter translationen, så kallade post-translationella modifieringar.
Celltillväxt och metabolism