В чем разница между растительными и животными клетками?

Хотя клетки растений и животных должны выполнять многие из одних и тех же задач, чтобы выжить, существует ряд критических различий в их структуре и функции, которые важно понять.

Когда вы смотрите на дерево, растущее у вас во дворе, и ваша собака, бегающая вокруг этого дерева, очевидно, что эти два организма очень разные. Один из них жесткий и неподвижный, а другой - дико лающее существо с индивидуальностью и склонностью вылизывать вашу тарелку. Однако на клеточном уровне эти организмы во многом схожи. При этом понимание различий между ними, например, как они растут, поддерживают свою форму и производят пищу, также позволит лучше понять эти два типа эукариотических клеток.

Клетки растений и животных — сходства

Фундаментальным назначением как животных, так и растительных клеток является поддержание жизнедеятельности более крупного организма посредством различных процессов, которые осуществляются мембраносвязанными органеллами. Поскольку и растения, и животные являются эукариотическими клетками, они также содержат ядро, отделенное от остальной части клетки ядерной мембраной. В ядре происходит транскрипция и репликация генетического материала (ДНК).

Когда дело доходит до репликации растительных и животных клеток, они оба подвергаются сходным процессам, а именно митозу и мейозу. Клеточное дыхание - это энергетический процесс выработки энергии как в растительных, так и в животных клетках, критический процесс, который происходит подобным образом, хотя сырье поступает в различной форме.

Хотя оба типа содержат органеллы, только некоторые из них встречаются в обеих разновидностях, таких как рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, ядро, цитоскелет и плазматическая мембрана. Органеллы, которые не встречаются в обоих типах клеток, будут объяснены ниже.

Клетки растений и животных — различия

Сходство этих типов клеток обеспечивает выполнение фундаментальных жизненных задач, но конкретные детали того, как эти цели достигаются, различаются по ряду важных аспектов.

Форма, размер и структура

Клетки животных окружены плазматической мембраной, которая является гибкой, позволяя животным клеткам принимать различные формы в зависимости от требований конкретной клетки. Растительные клетки, с другой стороны, обычно имеют квадратную или прямоугольную структуру, поскольку они ограничены жесткой клеточной стенкой, в дополнение к плазматической мембране.

С точки зрения размера, растительные клетки будут находиться в диапазоне от 10 до 100 микрометров, в то время как большинство клеток животных не вырастут выше 30-35 микрометров. Это связано с тем, что клетки растений обычно растут за счет увеличения своего индивидуального размера, часто за счет поступления дополнительной жидкости в свою центральную вакуоль. Животные клетки, с другой стороны, будут "расти", размножаясь и увеличивая свое число, а не свой индивидуальный физический размер. В то время как клетки животных содержат ряд меньших вакуолей, в растительных клетках часто доминирует их центральная вакуоль (составляющая до 90% объема клетки).

Деление и дифференциация

Когда животная клетка реплицируется и готовится к делению, образуется борозда дробления, которая постепенно разрезает клетку пополам, сдавливая родительскую клетку на две дочерние клетки. У растений, однако, клетка делится, постепенно образуя клеточную пластину, которая в конечном итоге затвердевает в новую клеточную стенку.

В растениях большинство новых клеток способны дифференцироваться в любой тип клетки, в котором нуждается растение; у животных же стволовые клетки являются единственными "гибкими" клетками, способными удовлетворить разнообразные потребности организма.

Синтез белка

Аминокислоты являются строительными блоками белков и, таким образом, являются важной частью клеточной функции и выживания. Есть 20 аминокислот, из которых состоят белки, и все они могут вырабатываться в растениях. К сожалению, животные способны синтезировать только 10 из этих аминокислот, а к остальным необходимо получать доступ из внешних источников.

Производство и хранение энергии

Как уже упоминалось выше, и животные, и растительные клетки используют клеточное дыхание для превращения углеводов в пригодный для использования АТФ, но сырье для этого процесса приобретается по-разному. Животные потребляют пищу, расщепляют углеводы на глюкозу и вырабатывают АТФ в 3 этапа. Клетки растений подвергаются фотосинтезу, в ходе которого они превращают солнечный свет, воду и углекислый газ в глюкозу и кислород, после чего они могут использовать эту глюкозу для прохождения этапов клеточного дыхания, как у животных, и выработки АТФ. Однако клетки животных хранят энергию в форме гликогена, тогда как растения хранят свою энергию в форме крахмала.

Вариации органелл

Клетки животных содержат центриоли, реснички и лизосомы, которые помогают в организации микротрубочек для деления клеток, способствуют их подвижности и переваривают макромолекулы, соответственно. Растительные клетки не содержат ни одной из этих структур. Однако растительные клетки обладают глиоксисомами, плазмодесмами и пластидами, которые необходимы для расщепления липидов, коммуникации между соседними растительными клетками и преобразования световой энергии в пригодный для использования АТФ. Эти вариации органелл представляют собой некоторые из наиболее важных различий между этими типами клеток, поскольку эти органеллы специализируются на уникальных потребностях растений и животных.

Хотя основные функции клеток растений и животных выполняют одни и те же цели, внутренняя конструкция этих микроскопических машин неизбежно различается. Хотя растения часто считаются более простой формой жизни, чем животные, способность растительных клеток производить собственную пищу посредством фотосинтеза является одним из наиболее важных достижений для существования любой жизни на этой планете. Другими словами, в следующий раз, когда вы будете смотреть на это дерево и вашу собаку, бегающую кругами вокруг него, помните, что оба организма глубоко увлекательны, с бесчисленным множеством сходств и различий, которые позволяют им как выживать, так и процветать.