Hvad er en celle? Opbygning, organeller og celletyper forklaret

Hvad er en celle, når en bakterie, et bøgetræ og du selv er bygget af den, selvom I ikke ligner hinanden det mindste? Svaret du ofte møder, er, at cellen er livets mindste enhed. Det er rigtigt, men det siger ikke ret meget, før du har set, hvad der faktisk foregår derinde.

Din egen krop består af omkring 30 billioner celler, og hver eneste af dem har et job. Nogle sender elektriske signaler, andre trækker sig sammen som små elastikker, og røde blodlegemer slæber ilt rundt, hele dagen lang. Her åbner vi cellen, kigger på delene og ser, hvorfor en nervecelle og en bladcelle kan se så forskellige ud, selvom de følger samme grundplan.

Hvad er en celle?

Tag en hudcelle, en bladcelle fra en salathoved og en enkelt bakterie fra din tandbørste. Under mikroskopet ser de vidt forskellige ud. Alligevel kan alle tre tage næring til sig, omsætte den til energi, bygge nye dele og dele sig til to nye celler. Det er netop det, der gør dem til levende celler og ikke bare til små poser med kemikalier.

Ordet kommer af det latinske cella, som betyder et lille rum. Det passer godt, for ifølge Fysikleksikon fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet er cellen den mindste del af en organisme, der regnes som levende, og de fleste celler er mellem 1 og 100 mikrometer lange. Du kan altså kun se dem i et mikroskop.

Hvad skal en celle kunne for at tælle som levende?

Et mikroskopbillede af en celle ligner et stillbillede, men i virkeligheden er der travlt. Hvert sekund bliver tusindvis af kemiske reaktioner gennemført, proteiner bygget og nedbrudt, og stoffer sendt frem og tilbage gennem membranen. Det er den aktivitet, der adskiller en levende celle fra en død korkcelle, som Hooke så i 1665. En celle tager imod næring og omsætter den til energi, og det kalder biologer cellens stofskifte eller metabolisme.

Derudover vokser en levende celle, den reagerer på sine omgivelser, og den kan dele sig til nye celler, som får en kopi af det samme DNA. Det er den kombination, der gør cellen til livets mindste enhed. Et enkelt mitokondrie kan ikke klare sig alene, selvom det er en vigtig del af cellen. En hel celle kan, og derfor trækker biologer grænsen for liv ved cellen.

Cellens opbygning: hvad har alle celler tilfælles?

Hvis du skulle bygge en celle fra bunden, hvad ville du så mindst få brug for? Du skal bruge en væg, der holder tingene samlet. Du skal bruge noget at fylde indeni. Du skal bruge en køreplan, der fortæller, hvad cellen skal bygge. Og du skal bruge værktøj til at bygge det. Det svarer næsten én til én til de fire dele, som alle celler har.

Væggen er cellemembranen, en tynd hinde af fedtstoffer og proteiner. Den fungerer som en dørmand. Ifølge Etisk Råds undervisningsmateriale om cellen slipper små uladede molekyler som vand, ilt og nitrogen frit igennem, mens alt andet skal transporteres gennem proteinkomplekser i membranen. Derfor kan miljøet inde i cellen være et helt andet end miljøet udenfor. Vil du dykke dybere ned i membranen, kan du læse mere i vores guide til cellemembranens opbygning.

Indeni membranen finder du cytoplasma, en geléagtig masse, der fylder cellen og holder delene på plads. Cytoplasma er cytosolen, altså væsken, plus alle organellerne. Her foregår en stor del af cellens kemi. I cytoplasmaet flyder også ribosomerne, som er cellens små proteinfabrikker, og DNA'et, som er køreplanen. DNA'et indeholder generne, og generne fortæller, hvilke proteiner cellen skal lave. Lex beskriver at alle typer celler har cellemembran, cytoplasma, ribosomer og DNA. Resten er variation over temaet.

Hvordan kommer et sukkermolekyle ind i en celle, hvis membranen er en dørmand? Der er to veje. Små uladede molekyler som ilt og vand glider direkte igennem membranen, og det foregår af sig selv fra, hvor der er meget af stoffet, til, hvor der er mindre. Det kaldes diffusion. Ioner og større molekyler kan ikke komme igennem på den måde. De skal have hjælp af kanalproteiner og bæreproteiner, som sidder indlejret i membranen. Nogle gange skal cellen endda bruge energi for at pumpe et stof mod strømmen, og det kaldes aktiv transport. Vandets særlige vandring ind og ud af celler kan du læse om i vores guide til osmose.

Prokaryote og eukaryote celler: to måder at bygge en celle på

Bakterien i din tandbørste og cellerne i din tunge har samme grundplan, men de er indrettet helt forskelligt. Den ene har et åbent kontorlandskab, den anden har mange lukkede rum med hver sin funktion. Biologer deler alle celler i to hovedtyper efter præcis den forskel.

Prokaryote celler har ingen cellekerne. DNA'et ligger frit i cytoplasmaet som ét cirkulært molekyle. Bakterier og arkæer er prokaryoter, og de er altid encellede. Navnet siger det hele: pro betyder før og karyon betyder kerne. Eukaryote celler har en rigtig cellekerne med en kernemembran og desuden en række organeller, der hver er omsluttet af en membran. Dyr, planter og svampe består af eukaryote celler. Du kan læse mere om de to typer i vores guides til prokaryote celler og eukaryote celler.

Forskellen har en praktisk side. Lex forklarer, at bakteriers ribosomer og membraner adskiller sig fra menneskecellernes, og derfor kan mange antibiotika ramme bakterierne uden at skade dine egne celler. Medicin virker altså, fordi to celletyper er bygget forskelligt.

Du undrer dig måske over, hvorfor celler er så små. Prøv med en terning. En terning med 1 cm i kanten har et overfladeareal på 6 kvadratcentimeter og et rumfang på 1 kubikcentimeter. Fordobler du kanten til 2 cm, vokser overfladen til 24 kvadratcentimeter, men rumfanget til hele 8 kubikcentimeter. Rumfanget vokser altså hurtigere end overfladen. For en celle betyder det, at næring og affald skal igennem membranen, og membranen bliver for lille i forhold til indholdet, hvis cellen vokser for meget. Derfor deler celler sig hellere end at blive kolossale, og derfor er kroppen bygget af mange små celler frem for én stor.

Cellens organeller og hvad de laver

Organel betyder lille organ, og sammenligningen er god. Dit hjerte pumper, dine nyrer renser, og dine lunger henter ilt. På samme måde har hver organel i en eukaryot celle sit eget job. Fysikleksikon påpeger netop, at organellerne kan sammenlignes med kroppens organer. Den nemmeste måde at forstå dem på er at følge et enkelt protein fra start til slut.

1. 1

   Cellekernen sender en kopi af opskriften

   Genet for proteinet ligger i DNA'et i cellekernen. Kernen laver en kopi af genet i form af mRNA, som kan slippe ud gennem kernemembranen, mens selve DNA'et bliver i kernen.

2. 2

   Ribosomet bygger proteinet

   mRNA'et møder et ribosom i cytoplasmaet eller på det ru endoplasmatiske retikulum. Ribosomet læser opskriften og sætter aminosyrer sammen til et protein.

3. 3

   Det endoplasmatiske retikulum folder og transporterer

   Hvis proteinet skal ud af cellen, bliver det foldet og sendt videre inde i det endoplasmatiske retikulum, som er et netværk af foldede membraner.

4. 4

   Golgi-apparatet færdiggør og sorterer

   Golgi-apparatet er cellens sorteringscentral. Her bliver proteinet gjort færdigt, pakket og sendt mod den rigtige adresse.

5. 5

   Proteinet forlader cellen eller bliver brugt indeni

   En lille blære kører proteinet til cellemembranen, hvor det enten udskilles eller bliver en del af membranen. Hele turen kræver energi, og den leverer mitokondrierne.

Hvad sker der, hvis ét led i kæden svigter? Tag lysosomerne. Hvis cellen mangler et af de enzymer, som lysosomet skal bruge til at nedbryde affald, hober affaldet sig op inde i cellen. Det er netop sagen ved nogle arvelige sygdomme, hvor ophobningen langsomt skader cellerne. Eksemplet viser, at hver organel er en brik i et samspil. Fjerner du én, rammer det resten af cellen, og i sidste ende hele kroppen.

Mitokondrierne er cellens kraftværker. De omsætter sukker og ilt til ATP, som er cellens energivaluta. Et mitokondrie har to membraner, og det har sit eget DNA, hvilket er en lille gåde, som biologer har forklaret med endosymbioseteorien: Mitokondrier stammer sandsynligvis fra bakterier, der engang flyttede ind i en anden celle. Lysosomerne er cellens genbrugsstation, hvor enzymer nedbryder affald og indtagne partikler. Etisk Råd beskriver dem som membranomsluttede rum, der bryder mad ned i mindre dele.

Organellerne ligger ikke bare og dasker rundt. Fysikleksikon beskriver, hvordan cellen har et indre skelet af mikrotubuli, intermediære filamenter og aktinfilamenter. Mikrotubuli virker som bærende bjælker, de intermediære filamenter som kabler, der holder membranen udspændt, og aktinfilamenterne som transportveje, der også kan flytte hele cellen. Nogle celler har desuden en flagel, en piskeagtig hale, der driver dem fremad. I dine luftveje sidder der fimrehår, som er en slags flageller, og som fejer snavs væk fra lungernes overflade, så du ikke ånder det ind.

Hvis du vil se, hvordan energien egentlig laves, så kig i vores artikel om mitokondrier.

Dyrecelle og plantecelle: hvad er forskellen?

En plante kan ikke gå hen til køleskabet. Den må lave sin egen mad, stå stille og holde sig oprejst uden skelet. Det kan du se direkte på dens celler. Plantecellen har tre ting, som dyrecellen mangler: en cellevæg, grønkorn og et stort safthulrum, som kaldes en vakuole.

Cellevæggen sidder uden på cellemembranen og virker som et ydre skelet. Den giver bladet dets stivhed. Grønkornene er stedet, hvor planten udfører fotosyntese, og de producerer sukker, som plantecellen bruger som føde. Vakuolen fylder ofte det meste af cellen og holder trykket oppe, så planten ikke hænger slapt. Dyrecellen har til gengæld lysosomer og ofte flere små centrioler, der hjælper under celledeling. Begge celletyper har cellekerne, mitokondrier, ER og Golgi-apparat. Læs mere om den grønne celletype i vores guide til plantecellen.

Svampeceller ligger i mellemrummet. De har cellevæg ligesom planter, men ingen grønkorn, og de skal ligesom dyr finde føde udefra. Gær er et godt eksempel: en enkelt eukaryot celle, der kan leve af sukker og dele sig, mens den dufter af nybagt brød. Det viser, at grænserne mellem dyr, planter og svampe handler om, hvilke dele cellen har, og hvordan den skaffer energi.

Hvordan opdagede man cellerne?

Du kan ikke opdage noget, du ikke kan se, og derfor hænger cellens historie tæt sammen med mikroskopets. Den engelske forsker Robert Hooke kiggede i 1665 på en tynd skive kork og så små kamre, der mindede ham om munkeceller. Han kaldte dem cells, og navnet blev hængende. Det, han så, var døde cellevægge. Levende celler med indhold kom først senere.

Hookes fund vækkede nysgerrigheden, men der gik næsten to hundrede år, før nogen turde sige, at cellen er livets grundenhed. I 1830'erne konkluderede botanikeren Schleiden og zoologen Schwann, at planter og dyr er bygget på samme måde. Senere tilføjede Virchow, at nye celler altid opstår fra gamle. Dermed fik biologien tre grundregler, som stadig er pensum: Alt liv består af celler, cellen er den mindste levende enhed, og alle celler kommer fra celler.

Udviklingen i 1900-tallet kan du følge på Wikipedias artikel om cellebiologi, som blandt andet nævner, at Ruskas elektronmikroskop afslørede organeller, man tidligere ikke kunne skelne. Cellelærens kerne er stadig den samme i dag: Alle levende organismer består af en eller flere celler, og alle celler kommer fra andre celler.

Encellede og flercellede organismer: når celler arbejder sammen

Hvorfor har en nervecelle lange udløbere, når en muskelcelle er tyk og fuld af mitokondrier? Fordi cellerne i en flercellet organisme specialiserer sig. De har alle de samme gener, men hver celletype bruger kun dem, den har brug for. Nervecellen sender signaler over lange afstande, og derfor har den lange tråde. Muskelcellen trækker sig sammen og bruger meget energi, og derfor har den mange mitokondrier. Røde blodlegemer mister deres cellekerne for at få plads til mere hæmoglobin.

Celler af samme type samles i væv, væv danner organer, og organer samarbejder i organsystemer. En encellet organisme som en bakterie eller en amøbe må klare alt selv. Den spiser, ånder, bevæger sig og deler sig, alt sammen i én enkelt celle. Nye celler opstår, når en celle deler sig. Hos dig sker det hele tiden: Dine hudceller bliver skiftet ud igen og igen. Hvordan delingen foregår, kan du læse om i vores biologiguides, hvor du også finder flere emner til folkeskolen og gymnasiet.

Nogle celler specialiserer sig aldrig helt. Stamceller kan dele sig mange gange og udvikle sig til forskellige celletyper, og netop derfor forsker man i dem for at kunne erstatte beskadiget væv. Kroppens celler er altså ikke bare faste dele i en maskine. De kan skifte rolle, dø og blive erstattet, og det er med til at holde dig i live hver eneste dag.

Typiske fejl, når du lærer om celler

Cellebiologi har en række fælder, som går igen til prøver og eksamen. Fælles for dem er, at de lyder fornuftige, men ikke holder, når du kigger nærmere.