Tế bào là gì? Đơn vị cấu trúc cơ bản nhỏ nhất nhưng cần thiết cho mọi hoạt động phát triển và duy trì sự sống của toàn bộ sinh vật
Tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng cơ bản cho mọi sinh vật sống trên Trái Đất. Trong cơ thể, có một số lượng tế bào nhất định. Mỗi tế bào có nhiệm vụ riêng biệt và có khả năng thực hiện các hoạt động cần thiết để duy trì sự sống. Mặc dù có kích thước rất nhỏ nhưng nó lại có vai trò rất quan trọng. Tế bào cũng có khả năng chia tách để tạo ra các tế bào con mới. Đây là quy trình cơ bản trong quá trình phát triển và tái tạo cơ thể. Cùng tìm hiểu ngay chi tiết toàn bộ thông tin về “Tế bào là gì” thông qua bài viết dưới đây.
Nội dung
- 1. Tế bào là gì?
- 2. Các đặc tính của tế bào
- 3. Các bộ phận chính của tế bào
- 4. Chức năng của các bộ phận trong tế bào
- 5. Các quá trình chức năng của tế bào
- 6. So sánh tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực
- 7. So sánh tế bào động vật và tế bào thực vật
- 8. Một số câu hỏi thường gặp về tế bào là gì?
- 9. Tạm kết
1. Tế bào là gì?
Tế bào là đơn vị cấu tạo cơ bản và quan trọng của mọi sinh vật. Sự xuất hiện tế bào chính đánh dấu bước chuyển lớn từ thế giới hóa học vô sinh để bắt đầu sự sống sinh vật. Có tới hàng nghìn tỷ tế bào khác nhau trong cơ thể. Tất cả chúng đều thực hiện những chức năng riêng biệt với hình dạng và kích thước khác nhau. Các tế bào giúp định hình cấu trúc, chuyển hóa dinh dưỡng thành năng lượng và thực hiện các chức năng chuyên biệt. Tế bào chứa chất di truyền và có khả năng tự nhân bản.
Mỗi thành phần trong tế bào cũng chứa các chức năng đặc thù riêng. Hầu hết các tế bào đều phải dùng kính hiển vi để quan sát, với kích thước từ 1 đến 100 micromét (Campbell, Neil A.; Brad Williamson; Robin J. Heyden (2006). Biology: Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall).
2. Các đặc tính của tế bào
Mỗi tế bào đều là hệ thống mở, cho phép tự duy trì và sản xuất. Tế bào có khả năng hấp thu chất dinh dưỡng, chuyển hóa thành năng lượng và hình thành tế bào mới. Mỗi tế bào lại chứa một bản mật mã riêng để thực hiện các hoạt động.
Dưới đây là một số đặc tính của tế bào:
- Sinh sản vô tính nhờ phân bào.
- Trao đổi chất tế bào. Bao gồm: thu thập vật liệu thô, sản xuất các thành phần cần thiết và mang năng lượng cho tế bào. Đồng thời, hấp thu nguồn năng lượng để tế bào thực hiện các chức năng cụ thể. Đồng thời, được giải phóng trong quá trình trao đổi chất.
- Tổng hợp các protein để thực hiện các chức năng cơ bản như enzyme. Một tế bào động vật có khoảng 10.000 loại protein khác nhau.
- Đáp ứng với các kích thích và thích nghi với những thay đổi về nhiệt độ, pH hoặc nguồn dinh dưỡng.
- Di chuyển các túi tiết.
3. Các bộ phận chính của tế bào
3.1 Tế bào chất
Tế bào chất (cytoplasm) được tạo ra dưới dạng chất lỏng (dịch bào) và cấu trúc khác quanh nhân. Bào quan này chứa đến 70 – 90% là nước và không màu. Ngoài ra, nó còn chứa nhiều loại muối. Đây là dạng chất dẫn điện tạo môi trường thuận lợi để tế bào tồn tại. Đối với các sinh vật prokaryote, tế bào chất khá tự do. Bên trong chứa nhiều bào quang và bộ khung tế bào. Chất nguyên sinh bao gồm chất dinh dưỡng hòa tan, dịch chuyển vật chất. Nó gây ra hiện tượng dòng chảy thải nguyên sinh. Tế bào di chuyển khiến hình dạng nhân tế bào thay đổi.
3.2 Bộ xương tế bào (khung tế bào)
Bộ xương tế bào bao gồm các sợi dài tạo nên khung cấu trúc. Cụ thể là vi ống, vi sợi và sợi trung gian. Nó giúp xác định hình dạng tế bào, tham gia phân chia tế bào và cho phép tế bào di chuyển. Bộ xương tế bào cũng cung cấp hệ thống hướng dẫn các bào quan và chất khác di chuyển trong tế bào.
3.3 Lưới nội chất (ER)
Mạng lưới nội chất (ER) bao gồm xoang và túi màng. Ngoài ra, nó có thể mang ribosome (lưới nội chất hạt) hoặc lưới nội chất trơn trong tế bào nhân thực. Lưới nội thất giúp xử lý các phân tử mà tế bào tạo ra. Nó có khả năng vận chuyển phân tử đến địa điểm cụ thể bên trong hoặc ngoài tế bào.
Có hai loại mạng lưới nội chất:
- Loại có hạt (Rough ER) gắn Ribosome gồm nhiều túi dẹp thông với nhau. Các ống thông với khoảng quanh nhân và màng tế bào. Phần không có hạt gắn gọi là đoạn chuyển tiếp.
- Loại trơn (Smooth ER) không có Ribosome với hệ thống ống phân nhánh đa dạng kích thước. Nó thông với lưới nội chất hạt. Không thông với khoảng quanh nhân và gắn kết với bộ máy Golgi.
3.4 Bộ máy Golgi
Bộ máy Golgi với lưới nội chất giúp đóng gói và vận chuyển phân tử khỏi tế bào. Thành phần này được tạo thành từ các loại màng khác nhau. Chẳng hạn như hình ống hoặc hình túi nhỏ. Màng đơn được tìm thấy trong hầu hết tế bào nhân chuẩn. Tuy nhiên, không có trong nấm. Bao gồm hệ thống túi dẹp xếp chồng lên nhau nhưng tách biệt theo hình vòng cung.
Do nằm gần hạt nhân và lưới nội chất, bộ máy Golgi được gọi là thể ngoại nhân. Protein sau khi ra khỏi lưới nội chất sẽ được xử lý thêm trong Golgi. Chẳng hạn, carbohydrate đưa vào protein thành glycoprotein. Sau đó, ra khỏi Golgi để đến phần còn lại của tế bào.
3.5 Lysosomes và peroxisomes
Lysosomes và peroxisomes là trung tâm tái chế của tế bào. Nó tiêu diệt các tác nhân lạ xâm nhập, loại bỏ chất độc hại và tái chế thành phần hư hỏng.
- Lysosomes (tiêu thể) là bào quan của tế bào nhân thực. Nó sản xuất enzyme mạnh hỗ trợ tiêu hóa và bài tiết cho các chất bị hư hại. Đồng thời, được tạo ra từ Golgi nhờ chồi.
- Peroxisomes (thể peroxi) còn được gọi là vi thể. Bào quan này có trong tất cả tế bào của sinh vật nhân chuẩn. Chúng hỗ trợ biến dưỡng các axit béo có mạch C dài, mạch nhánh,…Thể peroxi chứa khoảng 10% hoạt tính của enzyme tham gia chu trình pentose phosphate giúp trao đổi chất.
Xem thêm:
- Bạch cầu lympho và tình trạng mất cân bằng cảnh báo sức khỏe
- Bạch cầu miễn dịch là gì? Vai trò và bí kíp cân bằng
3.6 Ti thể
Ti thể (Mitochondrion) giúp chuyển đổi thức ăn thành dạng năng lượng mà tế bào có thể tiêu thụ. Ti thể chứa vật chất di truyền riêng, tách biệt với ADN trong nhân và có khả năng tự nhân bản. Dạng bảo quan này có cấu trúc đặc biệt phức tạp (hình thuôn dài, hình bầu dục). Bên ngoài là 2 lớp màng bao bọc. Trong đó, màng ngoài trơn nhẵn và màng trong gấp nếp. Từ đó, tạo thành mào có chất nền chứa ADN và ribosome. Ngoài ra, còn có enzyme hỗ trợ hô hấp và giải phóng năng lượng hình thành ATP. Tế bào càng cần nhiều năng lượng thì số lượng ti thể càng tăng lên.
3.7 Nhân tế bào
Nhân tế bào đóng vai trò trung tâm chỉ huy tế bào. Nó gửi hướng dẫn đến các tế bào về phát triển, trưởng thành, chia, hoặc chết. Nhân nằm giữa tế bào, chứa ADN, phức hợp protein và nguyên liệu di truyền của tế bào. Nhân có dạng hình cầu, được bọc trong màng bao nhân giúp bảo vệ DNA và ngăn cách với phần còn lại của tế bào. Đồng thời, phân biệt giữa các nhiễm sắc thể. Một số vật liệu như ARN cần lưu thông giữa nhân và tế bào chất. Bởi vậy, trên màng nhân có lỗ cho phép phân tử đi ra và đi vào. Còn dịch nhân chứa nhiễm sắc thể (ADN, protein) và nhân con.
Cấu tạo cụ thể của nhân tế bào:
- Màng nhân: Bộ phận phân chia nhân tế bào và bào tương. Liên kết với lưới nội bào. Chưa kể, còn có ribosome bám trên bề mặt, ngoài màng nhân.
- Dịch nhân: Nucleoprotein, glycoprotein và enzym chuyển hóa nucleotide.
- Hạt nhân: Nơi quá trình tổng hợp RNA diễn ra.
- Chất nhiễm sắc: Đây là cơ sở vật chất di truyền chính của tế bào (DNA). Bộ nhiễm sắc thể ở người có 22 cặp nhiễm sắc thể thường và 1 cặp nhiễm sắc thể giới tính.
3.8 Màng plasma
Màng sinh chất là lớp bên ngoài tế bào. Nó phân tách tế bào với môi trường của nó. Đồng thời, cho phép vật liệu ra vào tế bào. Từ đó, hỗ trợ cấu trúc, bảo vệ tế bào, tạo môi trường ổn định bên trong và thực hiện một số chức năng chuyên biệt. Cụ thể là tự biến đổi hóa học, tự sinh sản, thích nghi, vận hành tổ chức và thải độc tố. Chưa kể, trên màng còn có protein tương tác với tế bào khác. Chúng có thể là glycoprotein hoặc protein lipid.
Màng tế bào có hai thành phần chính là photpholipid và protein. Các thành phần được tổ chức thành hai lớp kép lipid với tính phân cực. Màng tế bào tham gia liên kết tế bào, độ dẫn ion và tiếp nhận tín hiệu tế bào. Lỗ nhỏ li ti trên màng là nơi diễn ra quá trình trao đổi chất giữa tế bào và môi trường. Còn protein giúp vận chuyển các chất ra bên ngoài môi trường. Ngoài ra, còn nhận thông tin từ hormone, chất dẫn truyền hóa học ra nước ngoài. Sau đó, mang chúng về tế bào. Màng tế bào đóng vai trò quan trọng trong tạo bào quan. Do đó, màng tế bào tổn thương nặng có thể làm chết tế bào.
3.9 Ribosome
Ribosome là bào quan xử lý hướng dẫn di truyền để tạo ra protein. Nó có số lượng lớn và cấu trúc phức tạp. Đây là nơi xảy ra quá trình tổng hợp protein. Chúng di chuyển tự do trong tế bào chất hoặc gắn kết với lưới nội chất. Ribosome có cấu trúc gồm hai tiểu đơn vị liên kết với ARN thông tin. Cụ thể là rARN đính dưới lưới nội chất hạt hoặc trôi trong ribosome tự do.
Nó hoạt động như trạm kết nối cho ARN vận chuyển chứa axit amin. Sau đó, nó trở thành một phần của chuỗi polypeptide dựa trên khuôn mã ARN không có màng. Và cuối cùng tạo thành protein. Mỗi tiểu đơn vị gồm một hoặc nhiều phân tử RNA ribosome và nhiều protein. Các tiểu đơn vị ribosome của sinh vật nhân sơ và nhân thực có sự tương đồng.
4. Chức năng của các bộ phận trong tế bào
Mỗi bộ phận trong tế bào lại đảm nhận một chức năng riêng biệt. Cùng BCC khám phá ngay.
| Các bộ phận | Chức năng |
| Tế bào chất | – Diễn ra hầu hết các hoạt động sống của tế bào. |
| Khung xương tế bào | – Giá đỡ cố định cấu trúc tế bào.
– Tham gia phân chia và cho phép bào quan, hợp chất di chuyển trong tế bào với con đường định hình sẵn. |
| Mạng lưới nội chất | – Biến đổi protein, hình thành lipid và vận chuyển chất trong tế bào.
– Đảm bảo mối liên hệ giữa các bàng quan, tổng hợp các chất. – Hỗ trợ xử lý phân tử và vận chuyển chúng đến vị trí xác định. |
| Bộ máy Golgi | – Trung tâm thu thập, chuyển biến, đóng gói và phân phối đại phân tử từ nơi sản xuất đến sử dụng. |
| Lysosome và Peroxosome | – Trung tâm tái chế của tế bào.
– Tiêu hóa vi khuẩn lạ xâm nhập. – Loại bỏ chất độc hại và tái chế tế bào bị hỏng. |
| Ty thể | – Nơi tổng hợp ATP, cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động sống.
– Lưu trữ ion canxi. – Giữ ấm cơ thể. – Duy trì kiểm soát chu kỳ và sinh trưởng tế bào. |
| Ribosome | – Tổng hợp, dịch thông tin để tạo protein. |
| Nhân tế bào | – Trung tâm chỉ huy tế bào.
– Lưu trữ, truyền đạt thông tin di truyền và các đặc tính của tế bào. – Điều khiển các hoạt động sống và truyền tải chỉ dẫn đến tế bào. – Đảm bảo độ ổn định của gen, điều chỉnh gen để quản lý các hoạt động của tế bào. |
| Màng tế bào | – Tham gia hỗ trợ trao đổi chất có chọn lọc giữa tế bào và môi trường.
– Bảo vệ tế bào và duy trì áp suất thẩm thấu. – Nơi tổng hợp các thành phần của tế bào và nhiều loại enzyme. – Cung cấp năng lượng cho tiên mao hoạt động. – Nhận biết nhau và nhận biết tế bào lạ. |
5. Các quá trình chức năng của tế bào
5.1 Sinh trưởng và trao đổi chất của tế bào
Sau mỗi lần phân bào, các tế bào thực hiện quá trình trao đổi chất nội bào để duy trì sự tồn tại và phát triển. Trao đổi chất giúp tế bào xử lý hay chế biến phân tử dinh dưỡng. Quá trình này được chia thành hai nhóm lớn:
- Quá trình dị hóa (catabolism): Phân hủy phân tử hữu cơ phức tạp và thu thập năng lượng (ATP), lực khử.
- Quá trình đồng hóa (anabolism): Dùng năng lượng và lực khử để tạo phân tử hữu cơ phức tạp và đặc thù.
Đường phân (glycolysis) là con đường trao đổi chất quan trọng mà không cần oxy. Mỗi phân tử glucose sẽ tạo ra 4 phân tử ATP. Các vi khuẩn kị khí chủ yếu thu thập năng lượng qua quá trình này. Các phân tử pyruvat, sản phẩm của đường phân sẽ tham gia chu trình Kreb (TCA) để phân huỷ thành CO2. Đồng thời, thu thập thêm ATP. Ở sinh vật nhân chuẩn, chu trình TCA được thực hiện trong ty thể. Còn sinh vật nhân sơ thực hiện tại tế bào chất.
5.2 Hình thành các tế bào mới
Phân bào là quá trình sinh sản, phân chia một tế bào thành hai tế bào non. Đây là cơ chế chính trong quá trình sinh trưởng (sinh vật đa bào) và sinh sản (sinh vật đơn bào). Tế bào sinh vật nhân sơ phân chia bằng cách cắt hoặc nảy chồi (budding). Còn tế bào sinh vật nhân chuẩn sử dụng hình thức nguyên phân (mitosis) để phân bào. Những tế bào lưỡng bội giảm phân để tạo tế bào đơn bội. Chúng đóng vai trò giao tử trong quá trình hình thành hợp tử (lưỡng bội). Quá trình tự nhân đôi DNA cũng rất quan trọng và diễn ra tại kỳ trung gian giữa các lần phân chia.
5.3 Sinh tổng hợp protein
Sinh tổng hợp protein giúp tổng hợp các protein đặc trưng, cần thiết cho hoạt động sống. Quá trình phiên mã thu thập RNA thông tin dựa trên trình tự DNA. Trên khuôn RNA mới tạo, một phân tử protein được hình thành nhờ dịch mã. Bộ máy tế bào giúp thực hiện tổng hợp protein là các ribosome. Nó được tạo ra từ RNA ribosome và 80 loại protein khác nhau. Khi ribosome liên kết với phân tử RNA thông tin, quá trình dịch mã được tiến hành. Tại đây, ribosome cho phép RNA vận chuyển (tRNA) mang amino acid đặc trưng vào. tRNA bắt buộc phải có bộ ba đối mã có trình tự bổ sung với bộ ba mã sao trên RNA thông tin. Các amino acid tương ứng với trình tự bộ ba nucleotide trên RNA thông tin sẽ liên kết tạo chuỗi polypeptide.
6. So sánh tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực
Giống nhau: Đều chứa màng tế bào và tế bào chất
Khác nhau:
- Tế bào nhân sơ: Nhân chưa hoàn chỉnh, không có màng nhân ngăn cách chất nhân và tế bào nhân.
- Tế bào nhân thực: Nhân hoàn chỉnh, vật chất di truyền trong nhân, bao xung quanh bởi màng nhân.
Xem thêm:
- Hồng cầu là gì? Vai trò và một số rối loạn liên quan
- Tiểu cầu là gì? Vai trò và một số tình trạng rối loạn nghiêm trọng
7. So sánh tế bào động vật và tế bào thực vật
Giống nhau: Đều có thành phần cơ bản: màng sinh chất, tế bào chất, nhân. Bào quan bao gồm ty thể, mạng lưới Golgi, lưới nội chất mang ribosome. Nhân chứa nhân con và chất nhiễm sắc.
Khác nhau:
- Tế bào động vật: Không có khả năng tổng hợp chất hữu cơ do không có vách xenlulozơ vfa lục lạp. Chỉ có không bào tiêu hóa, bài tiết và không có không bào chứa dịch.
- Tế bào thực vật và động vật khác ở điểm tế bào thực vật có lục lạp giúp bào quan quang hợp.
8. Một số câu hỏi thường gặp về tế bào là gì?
8.1 Có bao nhiêu tế bào trong cơ thể người?
Các nhà nghiên cứu ước tính có thể có gần 30 nghìn tỷ tế bào trên mỗi cơ thể. Nó được xác định và phân tích dựa trên số lượng mô trong từng cơ quan, bộ phận. Hiện nay, cơ thể người có tới 200 loại tế bào mang chức năng đặc hiệu. Chúng được phân tích dựa trên kích thước, cấu tạo, số lượng và chức năng cụ thể.
8.2 Số lượng tế bào sản xuất trong cơ thể mỗi ngày là bao nhiêu?
Mỗi tế bào có tốc độ phân chia, nhân bản khác nhau do cấu trúc và tuổi thọ. Chẳng hạn tốc độ sản xuất tế bào hồng cầu trong một ngày ở người bình thường có thể lên đến 173 – 259 tỷ tế bào/ ngày. Con số này tương đương với 2 – 3 triệu tế bào/giây.
8.3 Tế bào có tự mất đi không?
Các tế bào hết hoạt động cần được đào thải và thay thế bằng tế bào mới. Dựa theo cơ chế tự cân bằng của cơ thể. Lượng tế bào mất đi sẽ được thay thế bằng lượng tế bào mới. Các tế bào ở vị trí khác nhau sẽ có tuổi thọ khác nhau. Cụ thể: tế bào gan là 18 tuần, bạch cầu 13 ngày, hồng cầu 120 ngày,… Bởi vậy, quá trình sản xuất, đào thải tế bào xảy ra liên tục và tại mọi thời điểm.
9. Tạm kết
Trên đây là toàn bộ thông tin nhằm giải đáp “Tế bào là gì”. Tế bào là đơn vị cơ bản của cấu trúc và chức năng của các hữu cơ sống. Chúng là các thành phần cơ bản của mọi hệ thống sinh học và tham gia vào các quá trình cơ bản của sự sống như sinh sản, phát triển và chuyển hóa. Tế bào cũng đóng vai trò quan trọng trong duy trì và phục hồi các cơ quan và mô trong cơ thể. BCC chuyên cập nhật nhanh chóng và chính xác nhất các thông tin liên quan đến nghiên cứu và ứng dụng Tế bào trong mọi lĩnh vực.
