Van eencellige organismen zoals bacteriën tot mensen, cellen zijn de structurele basis en functionele eenheden van het leven. Een volwassen menselijk lichaam bestaat uit meer dan 37 biljoen cellen, volgens een schatting gepubliceerd in het november-december 2013 nummer van de "Annals of Human Biology." In complexe organismen zoals mensen zijn er honderden verschillende celtypen, georganiseerd in lichaamssysteem, organen en weefsels. Elk celtype heeft gespecialiseerde functies die, samenwerkend, het lichaam toestaan om effectief te functioneren. Over het algemeen beschouwd, zijn echter in vrijwel alle cellen verschillende algemene functies gebruikelijk.
Energie opwekking
Levende cellen bestaan in een voortdurend actieve biologische staat. Alle cellen hebben energie nodig om de activiteiten uit te voeren die nodig zijn om in leven te blijven. Dit maakt energieopwekking het meest essentiële en fundamentele van alle cellulaire functies. Menselijke cellen genereren energie met behulp van chemicaliën die zijn afgeleid van voedsel als brandstof. Mitochondria - vaak de krachtbronnen van cellen genoemd - dienen als de laatste plaats van energieproductie in menselijke cellen. Met behulp van moleculen afgeleid van de vertering en verwerking van suikers, eiwitten en vetten uit het dieet, genereren een reeks complexe chemische reacties in de mitochondria een molecuul dat adenosine trifosfaat (ATP) wordt genoemd. ATP-moleculen vangen de chemische energie uit voedsel, die de cellen vervolgens gebruiken om hun biologische functies aan te sturen.
Moleculair transport
Elke cel is omgeven door een membraan dat zijn grenzen afbakent en fungeert als een poortwachter, die de beweging van moleculen in en uit de cel regelt. Dit moleculair transport dient de essentiële rol van het handhaven van een gezonde interne omgeving, zodat de cel kan overleven en zijn gespecialiseerde functies kan uitvoeren. Sommige kleine moleculen, zoals zuurstof, koolstofdioxide en water, passeren menselijke celmembranen zonder energie te verbruiken. Het transport van veel belangrijke moleculen hangt echter af van energie-gebruikende celmembraanpompen. Natrium- en kaliummembraanpompen zijn bijvoorbeeld essentieel voor de overdracht van zenuwimpulsen en het handhaven van de waterbalans in het menselijk lichaam. Moleculair transport maakt het ook mogelijk dat gespecialiseerde cellen die belangrijke chemicaliën produceren - zoals hormonen - deze vrijmaken zodat ze elders in het lichaam kunnen worden gebruikt.
weergave
Alle levende wezens, inclusief cellen, hebben een beperkte levensduur. Daarom is reproductie een essentiële functie voor cellen. Door cellulaire reproductie bij de mens kan het lichaam stervende, zieke of beschadigde cellen vervangen - en in het geval van zwangerschap de menselijke soort bestendigen. De meeste menselijke cellen planten zich voort via een proces dat mitose wordt genoemd. Met behulp van dit reproductieve proces produceert de cel een exacte kopie van zijn genetisch materiaal voordat hij in twee genetisch identieke cellen wordt gesplitst.
Meiose is een speciaal cellulair reproductieproces dat wordt gebruikt door eieren en sperma in organismen die gebruik maken van seksuele reproductie. Menselijk genetisch materiaal is georganiseerd in 23 paren chromosomen, één van de vader en de moeder. Met meiose, in plaats van dat de eieren en het sperma twee kopieën van elk chromosoom hebben, bevatten ze elk slechts één enkele kopie. Wanneer het ei en het sperma samenkomen op het moment van bevruchting, paren de chromosomen. Daaropvolgende delingen van het bevruchte ei vinden plaats via mitose, waarbij elke nieuwe cel het nieuw gevormde paar chromosomen bevat.
Recensie door: Tina M. St. John, M.D.
