Эукариотическая компартментализация

Одной из отличительных особенностей эукариотических клеток является то, что они содержат мембранные органеллы, такие как ядро и митохондрии, которые выполняют определенные функции. Так как биологические мембраны проницаемы только для небольшого количества веществ, мембрана вокруг органеллы создает отсек с контролируемыми условиями внутри. Эти микроокантироны часто отличаются от окружающей среды окружающего цитозола и адаптированы к конкретным функциям органеллы.

Например, лизосомы-органеллы в клетках животных, которые переваривают молекулы и клеточный мусор, поддерживают среду, которая является более кислой, чем окружающий цитозол, потому что ее ферменты требуют более низкого рН для реакций катализа. Аналогичным образом, рН регулируется в митохондриях, что помогает им выполнять свою функцию производства энергии.

Кроме того, некоторые белки требуют окислительной среды для правильного складывания и обработки, но цитозол, как правило, редуктивный. Таким образом, эти белки производятся рибосомы в эндоплазматической ретикулум (ER), который поддерживает необходимую окружающую среду. Белки часто затем транспортируются внутри клетки через мембранные пузырьки.

Генетический материал эукариотических клеток разобщен внутри ядра, которое окружено двойной мембраной, называемой ядерной оболочкой. Небольшие поры в оболочке контролируют, какие молекулы или ионы могут войти или покинуть ядро. Например, РНК-мессенджер (мРНК) выходит из ядра через эти поры, чтобы перенести генетические инструкции, закодированные в ДНК, в рибосомы, где они могут быть переведены в белок.

Органеллы также могут защитить клетку, сдерживая и нейтрализуя опасные вещества. Например, пероксисомы выполняют окислительные реакции, которые производят перекись водорода, который является токсичным для клеток, но они также содержат ферменты, которые преобразуют его в безвредный кислород и воду. Таким образом, разнообразие позволяет эукариотическим клеткам выполнять различные функции, которые в противном случае были бы несовместимы с точки зрения их необходимой среды или суб-продуктов производства.