44 Frumubygging

Samantekt kafla

4.1 Rannsóknir á frumum

Fruma er minnsta eining lífs. Flestar frumur eru svo smáar að við getum ekki séð þær með berum augum. Þess vegna nota vísindamenn smásjár til að rannsaka frumur. Rafeindasmásjár gefa meiri stækkun, meiri upplausn og meiri smáatriði en ljóssmásjár. Sameinuð frumukenning segir að allar lífverur séu gerðar úr einni eða fleiri frumum, að fruman sé grunneining lífs og að nýjar frumur verði til af eldri frumum.

4.2 Dreifkjörnungafrumur

Dreifkjörnungar eru einfruma lífverur sem tilheyra lénunum bakteríum (Bacteria) og fornbakteríum (Archaea). Allir dreifkjörnungar hafa frumuhimnu, umfrymi, ríbósóm og DNA sem er ekki himnubundið. Flestir hafa frumuvegg úr peptíðóglýkani og margir hafa fjölsykrungshylki. Dreifkjörnungafrumur eru 0,1 til 5,0 μm í þvermál.

Þegar fruma stækkar minnkar hlutfall yfirborðsflatarmáls og rúmmáls. Ef fruman verður of stór hefur frumuhimnan ekki nægilegt yfirborðsflatarmál til að standa undir þeim flæðishraða sem aukið rúmmál krefst.

4.3 Heilkjörnungafrumur

Líkt og dreifkjörnungafruma hefur heilkjörnungafruma frumuhimnu, umfrymi og ríbósóm. Heilkjörnungafruma er þó yfirleitt stærri en dreifkjörnungafruma, hefur eiginlegan kjarna, það er himnu sem umlykur DNA hennar, og hefur önnur himnubundin frumulíffæri sem gera hólfaskiptingu starfsemi mögulega. Frumuhimnan er fosfólípíðtvílag með innfelldum próteinum. Kjarnakorn kjarnans er staður samsetningar ríbósóma. Ríbósóm finnast annaðhvort í umfryminu eða föst við umfrymishlið frumuhimnunnar eða frymisnetsins. Þau annast próteinmyndun. Hvatberar taka þátt í frumuöndun og bera ábyrgð á meirihluta þess ATP sem framleitt er í frumunni. Oxunarkorn brjóta niður fitusýrur, amínósýrur og sum eiturefni. Flutningsbólur og safabólur eru geymslu- og flutningshólf. Í plöntufrumum hjálpa safabólur einnig við að brjóta niður stórsameindir.

Dýrafrumur hafa einnig deilikornamiðju og leysingarkorn. Deilikornamiðjan hefur tvö korn sem liggja hornrétt hvort á annað, deilikornin, og hefur óþekkt hlutverk í frumuskiptingu. Leysingarkorn eru meltingarfrumulíffæri dýrafrumna.

Plöntufrumur og plöntulíkar frumur hafa frumuvegg, grænukorn og miðlæga safabólu. Frumuveggur plantna, sem er aðallega úr sellulósa, verndar frumuna, veitir henni stuðning og gefur henni lögun. Ljóstillífun fer fram í grænukornum. Miðlæga safabólan getur þanist út án þess að fruman þurfi að framleiða meira umfrymi.

4.4 Innra himnukerfið og prótein

Innra himnukerfið nær til kjarnahjúpsins, leysingarkorna, flutningsbóla, ER og Golgikerfis, auk frumuhimnunnar. Þessir frumuhlutar vinna saman við að breyta, pakka, merkja og flytja prótein og lípíð sem mynda himnur.

RER breytir próteinum og myndar fosfólípíð í frumuhimnum. SER myndar kolvetni, lípíð og sterahormón, tekur þátt í afeitrun lyfja og eiturefna og geymir kalsíumjónir. Flokkun, merking, pökkun og dreifing lípíða og próteina fer fram í Golgikerfinu. Himnur sem knappskjóta frá RER og Golgikerfi mynda leysingarkorn. Leysingarkorn melta stórsameindir, endurvinna úr sér gengin frumulíffæri og eyða sýklum.

4.5 Frumugrindin

Frumugrindin hefur þrjár mismunandi gerðir próteinþráða. Frá þeim mjóstu til þeirra breiðustu eru þetta örþræðir (aktínþræðir), milliþræðir og örpíplur. Líffræðingar tengja örþræði oft við mýósín. Þeir veita frumunni stífleika og lögun og stuðla að frumuhreyfingum. Milliþræðir þola tog og festa kjarnann og önnur frumulíffæri á sínum stað. Örpíplur hjálpa frumunni að standast samþjöppun, þjóna sem brautir fyrir hreyfiprótein sem flytja flutningsbólur um frumuna og toga eftirmyndaða litninga að gagnstæðum endum frumu í skiptingu. Þær eru einnig byggingarhluti deilikorna, svipna og bifhára.

4.6 Tengsl milli frumna og frumustarfsemi

Dýrafrumur eiga samskipti um utanfrumuefni sitt og tengjast hver annarri með þéttitengjum, hnoðtengjum og gatatengjum. Plöntufrumur tengjast og eiga samskipti sín á milli um frymisbrýr.