Fruma

Frumur eru smæstu, lifandi byggingareiningar lífvera, þ.e.a.s. allar lífverur eru gerðar úr frumum. Til eru lífverur sem eru einungis ein fruma og nefnast þær einfrumungar en að öðrum kosti fjölfrumungar. Frumum er almennt skipt í dýrafrumur og plöntufrumur. Þær geta verið sérhæfðar, t.d. taugafrumur og veffrumur.

Mynd af innri gerð plöntufrumu, einnig sjást heiti á flestum líffærum frumunar

Frumur eru mjög misstórar, sumar sjáanlegar með berum augun, jafnvel mjög stórar, þó alger undantekning, og hafa mismunandi lögun og áætlað er að mannslíkaminn sé um 30 milljón milljón frumur (og um 200 mismunandi tegundir). Stærð og lögun frumna er talin styðja við þróunarkenningu Darwins; varðandi uppruna mannsins og annars lífs á jörðunni.

Aðeins um 43% of frumum í mannslíkamanum eru mannafrumur. Örverumengi mannsins (e. microbiome) samanstendur s.s. að mestu leiti af öðrum frumum, þ.e. gerlum (bakteríum), um, sveppagróðri og fyrnum (e. archaea) sem samanlagt eru nokkuð fleiri, en þó aðeins 0,3% af líkamsþyngdinni, svo 99,7% af líkamsþyngdinni eru samt mannafrumur.

Fruma heilkjörnungs (e. Eukaryote) til vinstri og dreifkjörnungs (e. Prokaryote) til hægri

Laukfrumur (Allium) á mismunandi stigum frumuskiptingar

Samsetning

Um 60–70% frumna er vatn (miðað við rúmmál, en meira en 99% af sameindum í líkamanum eru vatn, því vatnssameindin er svo óvenju smá sameind). Um 1% eru ólífrænar jónir m.a. kalíum, natríum, magnesíum og kalsíum. Afgangurinn er ýmsar lífrænar sameindir m.a. lípíð, kolvetni, prótín og kjarnsýrur.

Frumulíffæri

Frumulíffæri eru ýmsar sérhæfðar starfseiningar frumunnar sem sinna ólíkum hlutverkum og eru þau nokkur talsins (sjá mynd):

Í hverri frumu er einn eða fleiri kjarnar sem innihelda litninga. Frumur eru nefndar heilkjörnungar ef þær hafa skýrt afmarkaðan kjarna með kjarnahimnu en ella eru þeir nefndir dreifkjörnungar. Í kjörnum eru kjarnakorn sem mynda RNA við frumuskiptingu.

• Umfrymi nefnist vökvi sem þekur rýmið milli frumulíffæranna. Umfrymið stjórnar umferð efna innan frumunnar á milli frumulíffæranna og í gegnum frumuhimnuna. Um umfrymið hríslast frymisnet sem getur annað hvort verið slétt eða kornótt eftir tegund frumunnar.

• Ríbósóm (netkorn eða ríplur) er gerð úr rRNA og prótínum. Hlutverk þeirra er að mynda prótín eftir forskrift mRNA, annað hvort til neyslu innan frumunnar eða til útflutnings.

• Golgikerfi (golgiflétta eða frymisflétta) eru klasar sekkja, seytibóla, efna sem fruman ætlar til útflutnings t.d. á mjölva, fitu eða úrgangsefnum. Golgikerfi geta einnig verið sekkir leysikorna sem sundra ónothæfum frumulíffærum.

• Safabólur eru oftast nær litlar í dýrafrumum en stórar í plöntufrumum.

• Hvatberar eru prótin stönglar sem næra frumukjarni með næringu til að framleiða DNA.

• Grænukorn eru í plöntufrumum og eru nauðsynleg forsenda ljóstillífunar.

• Örpíplur og örþráðlingar eru hluti af stoðkerfi frumunnar. Þau mynda lögun hennar og taka þátt í myndum bifhára og svipa.

Í dýra- og plöntufrumum er valgegndræp frumuhimna, þ.e.a.s. hún „velur“ hvaða efni ferðast í gegn. Frumuhimnan er aðallega gerð úr fituefni sem nefnist fosfólípíð, og prótínum.

Frumuveggur er ysta verndarlag plöntufrumna gert úr beðma og pektíni. Eins og nafnið gefur til kynna er það eins konar styrktarlag frumunnar og liggur hann utan við frumuhimnuna í plöntufrumum.

Stærð

Frumur eru misstórar og hafa mismunandi lögun og áætlað að mannslíkaminn sé um 30 milljón milljón frumur (og um 200 mismunandi tegundir), 80% af þeim rauð blóðkorn, hvert mjög smátt. Kynfrumurnar eru bæði minnstu og stærstu frumurnar, þ.e. eggfrumur kvenna eru stærstar (og geta sést með berum augum) og sæðisfrumur karla minnstar (og einstakar sjást aðeins í smásjá, líkt og á við um flestar frumur). Þegar þær sameinast verður til stærri okfruma, sem síðan fer að skipta sér. Lengstu frumar líkamans er mjög ílangar (en t.d. eggfrumur eru um það bil kúlulaga), þ.e. margar taugafrumur (og vöðvafrumur) og sú lengsta (sciatic nerve) nær frá mænunni niður í stóru tá, er allt upp í meter að lengd en aðeins fáir míkrómetrar að breidd. Í gíraffa (og manninum og öðrum hryggdýrum) er taug (recurrent laryngeal nerve) sem fer niður allan hálsinn og svo upp aftur í barkakýlið; yfir 4 metrar að lengd því hálsinn er um 2,3 metrar, sem hefur verið talin sönnun þróun, þ.e. að allt dýraríkið á landi hafi ekki verið hannað heldur hafi þróast frá fiskum (eða þá ákv. dýr séstaklega illa hönnuð, því þessi taug þyrfti ekki að vera lengri en örfáir sentimetrar hefði þróunin ekki smá lent hana; gæti líka verið styttri í mönnum). Plöntufrumur eru almennt minni en dýrafrumur og sú lengsta 5,5 cm.

Þær taugafrumur sem mest er af eru cerebellar granule frumur, sem eru 3/4 of öllum taugafrumum í manninum, og um 50 milljarðar að tölu. Öll spendýr eru með dorsal root ganglion frumu sem eru taugar, og hefur mjög langan taugasíma. Hvalurinn steypireyður sem er stærsta dýr sem nokkurn tíman hefur lifað á jörðinni, og með lengstu frumuna sem er sú taug.

Í líkamanum eru um 38 milljón milljón gerlar (bakteríur), þær frumur eru litlu fleiri en okkar eigin frumur (og við myndum ekki lifa án þeirra, áður var talið að þær værum um 10 sinnum fleiri en okkar eigin). Þó svo gerlar séu fleiri eru þeir ekki nema um 0,3% af líkamsþyngdinni eða um 0,2 kg fyrir karlmenn. Þó langflestar okkar frumur séu rauð blóðkorn, eru þau bara lítið brot af þyngd, og vöðvafrumaur algengastar hátt í helmingur af líkamsþyngd.

Með minnstu frumum, ef ekki minnstu, eru mycoplasma gallisepticum sem eru án frumuveggs, sem er ekki venjan fyrir gerla eða aðrar frumur. Vírusar eru minni, en eru hvorki taldir, af flestum líffræðingum, vera lifandi, né eru frumur. Þeir hins vegar fara inn í frumur og yfirtaka, og í ákv. skilningi verða þannig lifandi þegar það gerist.

Stærsti (þyngsti) einfrumungurinn er Valonia ventricosa (þekktur sem kúlu þörungur eða sjómannsauga), 1 til 4 cm að stærð, jafnvel upp í 5,1 cm, svo alltaf sjáanlegur með berum augum sem er mjög sjaldgæft með einfrumunga eða frumur almennt. Stærsti (lengd/flatarmál) einfrumungurinn er botnþörurinn Caulerpa taxifolia sem er 20–60 cm langur og er á lista yfir 100 verstu ágengu tegundundirnar, einn af tveimur þörungum þar, nefndur drápsþörungurinn. Stærsta fruma (í dýraríkinu, af núlifandi dýrum) er strútsegg, yfir 16 cm í þvermál og jafnvel yfir 2.5 kg (risaeðluegg hafa fundist stærri, t.d. 45,0 cm í þvermál).

Tengt efni

• byggingarþrep líkamans

Tenglar

• Námsvefur í frumulíffræði fyrir grunnskóla Geymt 2007-09-27 í Wayback Machine

Vísindavefurinn

• „Hver uppgötvaði frumuna?“ á Vísindavefnum
• „Hvernig urðu litlu frumurnar í sjónum að mönnum og dýrum?“ á Vísindavefnum
• „Hvað er það sem gerist í frumunum þegar við fáum krabbamein?“ á Vísindavefnum
• „Geturðu útskýrt fyrir mér boðspennu í frumum?“ á Vísindavefnum
• „Hvernig og hve oft endurnýjast frumur?“ á Vísindavefnum
• „Getur svo farið við skiptingu frumna að tveir eins litningar verði í sömu frumunni og hvað gerist þá?“ á Vísindavefnum
• „Hvað er það sem gerist í frumunum þegar við fáum sykursýki? Hver eru einkenni hennar?“ á Vísindavefnum
• „Hvað eru margar frumur í einum mannslíkama?“ á Vísindavefnum
• „Verða frumur alltaf minni og minni eftir því sem þær skipta sér oftar?“ á Vísindavefnum
• „Hvaðan koma atómin þegar lífrænar frumur skipta sér?“ á Vísindavefnum
• „Hver eru helstu líffæri dýra- og plöntufrumu og hvaða hlutverki gegna þau?“ á Vísindavefnum
• „Krabbameinsfrumur verjast með jákvæðri rafhleðslu. Getur verið að frumurnar losi sig við Ca-jónir, til að mynda +hleðslu?“ á Vísindavefnum
• „Hvernig verða frumuskiptingar í klónaðri mannveru? Verða færri frumur í klónaðri mannveru?“ á Vísindavefnum
• „Hvert er hlutverk safabólu?“ á Vísindavefnum
• „Endurnýjast allar frumur líkamans endalaust?“ á Vísindavefnum
• „Hvað er meiósa og mítósa?“ á Vísindavefnum
• „Hvað er RNA-inngrip?“ á Vísindavefnum
• „Hvers vegna eru ekki til stærri einfrumungar en strútsegg?“ á Vísindavefnum