Цитоплазма строение кратко: Цитоплазма живой клетки – роль, функция и движение в процессе деления

Содержание

Строение клетки. Различие между цитоплазмой и ядром



Вопрос 1. Обоснуйте, почему цитоплазму называют внутренней средой клетки.

В цитоплазме происходят все основные процессы жизни клетки. В ней размещаются все общие и специальные органоиды и сосредоточены питательные вещества (жировые капли, крахмальные зерна, гранулы гликогена, кристаллы солей и пр.). В цитоплазме протекают все процессы обмена веществ. Она способна к росту и воспроизведению, а при частичном удалении — может восстановиться. Все многообразие биохимической деятельности клетки связано с цитоплазмой и с теми структурными компонентами, которые осуществляют выполнение той или иной функции.

Важнейшая роль цитоплазмы заключается в том, что она объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их химическое взаимодействие друг с другом.

Вопрос 2. Используйте ваше понимание содержания, изложенного в данном параграфе, для короткого ответа по заданию:

а) сформулируйте кратко особенности плазматической мембраны;

Плазматическая мембрана состоит из липидов, белков и сложных углеводов. В основной своей части мембрана образована огромным числом липидных молекул — фосфолипидов. Они расположены в два слоя так, что их полярные гидрофильные (притягивающие воду) концы — «головки» — обращены наружу, а неполярные водоотталкивающие (гидрофобные) концы — «хвосты» — направлены внутрь (друг к другу). Расположенные таким образом молекулы фосфолипидов образуют двуслойную (бислойную) мембрану.

В отдельных местах липидные слои мембраны пронизаны белковыми молекулами. Одни из них проходят через всю толщу мембраны (интегральные). Другие погружены в толщу фосфолипидных слоёв мембраны лишь одним концом молекулы, а другой находится снаружи (полуинтегральные). Третьи лежат снаружи мембраны, примыкая к ней, — это наружные, или периферические, белки. Некоторые белки могут лежать и между фосфолипидными слоями.

У всех эукариотических клеток плазматическая мембрана бывает покрыта ещё дополнительными покровными структурами надмембранного слоя, обладающего специфическими функциями, и различными периферическими структурами. У животных клеток это могут быть слизи, у растительных клеток — клеточная оболочка из целлюлозы, а у грибов — из хитина.

б) укажите коротко различие между цитоплазмой и ядром;

в) охарактеризуйте роль ядра в жизнедеятельности клетки.

Ядро управляет всеми процессами, протекающими в клетке: биохимическими, физиологическими, морфологическими, синтезом и распадом веществ.

Вопрос 3. Приведите доказательства того, что клетка — это элементарная живая система (биосистема).

Биосистема – это целостная живая система. Клетка состоит из органоидов. Любой из них, если окажется за пределами клетки, функционировать не будет. Также только «целая» клетка способна к самовозобновлению, саморегуляции и самовоспроизведению. Поэтому клетка и есть та элементарная живая система.

Конспект урока. Цитоплазма и клеточная мембрана

Дата: 4. 02.16
Группа: АТ-155
Тема урока: Цитоплазма и клеточная мембрана (2ч.)
Цели урока: изучить свойства, строение цитоплазмы и клеточной мембраны, описать их строение и выполняемые функции.
Задачи:
1.
Образовательные: сформировать у учащихся знания о химическом составе плазматической мембраны; сформировать у учащихся знания о структуре плазматической мембраны; ознакомить учащихся с основными функциями, выполняемыми мембраной; сформировать знания о взаимосвязи функциональных особенностей мембраны со свойствами химических веществ, входящих в ее состав, обеспечить понимание функций цитоплазмы и ее строения.

2.Воспитательные: формировать представления о целостной естественнонаучной картине мира, способность использовать знания о современной естественно-научной картине мира в образовательной деятельности, готовность к взаимодействию с коллегами, работе в коллективе. Формирование у студентов обобщенных представлений о жизни, о целостности живой природы, владение основополагающими понятиями и представлениями о живой природе, ее уровневой организации и эволюции
3. Развивающие: развивать у студентов навыки самостоятельной работы с учебной литературой; способствовать пробуждению интереса к изучаемой дисциплине; развивать умения выбирать главную мысль, анализировать, сравнивать, делать выводы, способствовать повышению интеллектуального уровня в процессе изучения биологических явлений.

Тип урока: Раскрывающий содержание темы. Вид: Комбинированный
Основные методы:
1.Словесные:
рассказ с элементами беседы, объяснение
2.Наглядные: изобразительные средства наглядности
Оборудование: ПК, Видеопроектор, м/м презентация,видеофильмы, карточки с заданиями, учебники
На доске написано: число и тема урока
Межпредметные связи: химия (Na-K каналы), физика (осмотическое давление, движение частиц)
Ход урока и его содержание.
Орг. момент: Приветствие учителя. Проверка отсутствующих в классе.
I. Опрос домашнего задания: Органические и неорганические вещества, входящие в состав клетки. Нуклеиновые кислоты и их роль в клетке.

1. Сообщения:
1.Органические вещества растительной клетки, доказательства их наличия в растении.
2. Неорганические вещества клеток растений. Доказательства их наличия и роли в растении.
3. Био-, макро-, микроэлементы и их роль в жизни растения.

2. Устный опрос по нуклеиновым кислотам

3. Тест (с взаимопроверкой)
Критерий оценки:

Ключ ответов 1 варианта:

Ключ ответов 2 варианта:

  1. A

  2. B

  3. A

  4. Ab

  5. Dc

  6. Ab

  7. D

  1. B

  2. C

  3. D

  4. Dc

  5. Ab

  6. Dc

  7. C

II. Изучение нового материала:
Постановка задач урока.

Откройте свои тетради и запишите сегодняшнее число и тему урока.

1. Опираясь на рисунок в учебнике стр. 128-129 рис 50-51 раст. и животн. клетки: Какие части клетки вы можете назвать?

2.

Клетка

Оболочка цитоплазма ядро

гиалоплазма органоиды включения

3. У животной клетки под оболочкой понимается мембрана + гликокаликс (углеводное покрытие мембраны).

Плазматическая мембрана — плотная ультрамикроскопическая пленка (толщина 7—10 нм), состоящая из нескольких слоев:

Модель мембраны Сингера и Николсона

1) Двойной слой липидов. Мо липида= гидрофильная головка+ гидрофобные хвосты, обращенные в толщу мембраны. Липидов 40-45%. При попадении их в воду они ориентируюся так: головки к водной среде, а хвосты в толщу.

2) Белки – 50-55%:

  • А) Интегральные- транспортная функция, рецептор (молекулы, которые воспринимают раздражения из внеш.ср.)

  • Б) Периферические- рецептор (посередине в передаче сигнала), цитоскелет

4. Гликокаликс образован молекулами углеводов, связанных либо с белками (гликопротеины), либо с липидами (гликолипиды). Его функция- межклеточное узнавание+ рецепторы.

5. Появление мембраны в эволюции- крупнейший ароморфоз. Благодаря этому содержимое клетки стало отграничено от внешней среды.

У растительных клеток помимо мембраны снаружи имеется еще толстая целлюлозная оболочка — клеточная стенка — выполняет опорную функцию за счет жесткого наружного слоя, придающего клеткам четкую форму.

6. Функции мембраны:

  1. ограничительная + процессы проходящие в клетке (в разных ее частях отграничено др от др)

  2. транспортная (многочисленные мельчайшие отверстия — поры, через которые внутрь клетки могут проникать ионы и мелкие молекулы. )

  3. рецепторная (рецептор –фрагмент Мо белка в комплексе с углеводом специализирующийся на восприятии строго определенных сигналов- хол,гор,боль,давление)

  4. межклеточное узнавание клеток одной ткани

Важнейшее свойство мембраны- избирательная проницаемость. Клеточная мембрана легко проницаема для одних веществ и непроницаема для других. За счет этого свойства мембраны концентрация ионов калия, кальция, магния, фосфора в цитоплазме выше, а концентрация натрия и хлора ниже, чем в окружающей среде.


7. Способы проникновения веществ через мембрану:
1) Пассивный транспорт- вещества идут по градиенту концентрации (т.е. из более высокой области концентрации в более низкую, без затраты АТФ).Пример: кислород, углекислый газ
2)Активный транспорт- против градиента концентрации (из низкой области в высокую, с затратой АТФ) Пример: Na++, Са+
3) Облегченная диффузия- идут по градиенту концентрации, но с помощью ионных каналов или белков-переносчиков (сахара и аминокислоты)
4) Очень крупные молекулы (белки, нуклеиновые кислоты) проникают путем фагоцитоза (тверд. ч.) и пиноцитоза (жидк.ч.).

+ Видео на слайде

7. Наружная мембрана клеток образует выпячивания в месте контакта с твердой частицей или каплей жидкого вещества, края выпячиваний смыкаются, увлекая захваченное вещество в глубь цитоплазмы, где оно подвергается ферментативному расщеплению.

8. На поверхности клеток мембрана образует удлиненные выросты — микроворсинки, складки, что во много раз увеличивает всасывающую или выделительную поверхность.
С помощью мембранных выростов клетки соединяются друг с другом в тканях и органах многоклеточных организмов.

9. Цитоплазма — внутренняя среда клетки, ограниченная плазматической мембраной

Включает гиалоплазму — основное прозрачное вещество цитоплазмы,  органоиды и непостоянные структуры — включения.

В состав Ц. входят органические и неорганические вещества, но основное в-во Ц. — вода.

10. Свойства Ц. :

  1. постоянно движется, перетекает внутри живой клетки, перемещая вместе с собой различные вещества, включения и органоиды – циклоз.

  2. способна к росту и воспроизведению и при частичном удалении может восстановиться.

  3. Нормально функционирует только в присутствии ядра. Без него долго существовать не может, как и ядро без Ц.

Роль Ц.— объединение всех клеточных структур и обеспечение их химического взаимодействия, поддерживает тургор клетки.

+ видео на слайде

11. От внешней среды цитоплазма отграничена наружной клеточной мембраной, содержит в себе органоиды, которые взвешены в жидкой среде цитоплазмы – гиалоплазма.
Это наименее плотная часть клетки, на 85 % состоящая из воды, на 10 % — из белков, 5% приходится на долю липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и минеральных соединений.

III. Домашнее задание.
[2] Константинов стр. 19-21
Доклады:

  1. Митохондрии как энергетические станции клеток. Стадии энергетического обмена в различных частях митохондрий.

  2. Строение и функции рибосом и их роль в биосинтезе белка.

  3. Ядро как центр управления жизнедеятельностью клетки, сохранения и передачи наследственных признаков в поколениях.

IV. Закрепление.
Устный опрос: дать определения понятиям цитоплазма и клеточная мембрана, описать их строение и выполняемые функции, свойства.

Задание 1: Соединить стрелками понятия:

Задание 2: работа с плакатом

Задание 3: учебник стр 137 вопрос №1 письменно в тетради

V. Итоги урока. Рефлексия.

Цитоплазма. Функции цитоплазмы. Строение цитоплазмы. Строение и функции цитоплазмы. Ключевые органеллы цитоплазмы

Приглашаем Вас ознакомиться с материалами и .

: целлюлозная оболочка, мембрана, цитоплазма с органоидами, ядро, вакуоли с клеточным соком.

Наличие пластид — главная особенность растительной клетки.


Функции клеточной оболочки — определяет форму клетки, защищает от факторов внешней среды.

Плазматическая мембрана — тонкая пленка, состоит из взаимодействующих молекул липидов и белков, отграничивает внутреннее содержимое от внешней среды, обеспечивает транспорт в клетку воды, минеральных и органических веществ путем осмоса и активного переноса, а также удаляет продукты жизнедеятельности.

Цитоплазма — внутренняя полужидкая среда клетки, в которой расположено ядро и органоиды, обеспечивает связи между ними, участвует в основных процессах жизнедеятельности.

Эндоплазматическая сеть — сеть ветвящихся каналов в цитоплазме. Она участвует в синтезе белков, липидов и углеводов, в транспорте веществ. Рибосомы — тельца, расположенные на ЭПС или в цитоплазме, состоят из РНК и белка, участвуют в синтезе белка. ЭПС и рибосомы — единый аппарат синтеза и транспорта белков.

Митохондрии — органоиды, отграниченные от цитоплазмы двумя мембранами. В них окисляются органические вещества и синтезируются молекулы АТФ с участием ферментов. Увеличение поверхности внутренней мембраны, на которой расположены ферменты за счет крист. АТФ — богатое энергией органическое вещество.

Пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты), их содержание в клетке — главная особенность растительного организма. Хлоропласты — пластиды, содержащие зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает энергию света и использует ее на синтез органических веществ из углекислого газа и воды. Отграничение хлоропластов от цитоплазмы двумя мембранами, многочисленные выросты — граны на внутренней мембране, в которых расположены молекулы хлорофилла и ферменты.

Комплекс Гольджи — система полостей, отграниченных от цитоплазмы мембраной. Накапливание в них белков, жиров и углеводов. Осуществление на мембранах синтеза жиров и углеводов.

Лизосомы — тельца, отграниченные от цитоплазмы одной мембраной. Содержащиеся в них ферменты ускоряют реакцию расщепления сложных молекул до простых: белков до аминокислот, сложных углеводов до простых, липидов до глицерина и жирных кислот, а также разрушают отмершие части клетки, целые клетки.

Вакуоли — полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком, место накопления запасных питательных веществ, вредных веществ; они регулируют содержание воды в клетке.

Ядро — главная часть клетки, покрытая снаружи двух мембранной, пронизанной порами ядерной оболочкой. Вещества поступают в ядро и удаляются из него через поры. Хромосомы — носители наследственной информации о признаках организма, основные структуры ядра, каждая из которых состоит из одной молекулы ДНК в соединении с белками. Ядро — место синтеза ДНК, и-РНК, р-РНК.



Наличие наружной мембраны, цитоплазмы с органоидами, ядра с хромосомами.

Наружная, или плазматическая, мембрана — отграничивает содержимое клетки от окружающей среды (других клеток, межклеточного вещества), состоит из молекул липидов и белка, обеспечивает связь между клетками, транспорт веществ в клетку (пиноцитоз, фагоцитоз) и из клетки.

Цитоплазма — внутренняя полужидкая среда клетки, которая обеспечивает связь между расположенными в ней ядром и органоидами. В цитоплазме протекают основные процессы жизнедеятельности.

Органоиды клетки:

1) эндоплазматическая сеть (ЭПС) — система ветвящихся канальцев, участвует в синтезе белков, липидов и углеводов, в транспорте веществ в клетке;

2) рибосомы — тельца, содержащие рРНК, расположены на ЭПС и в цитоплазме, участвуют в синтезе белка. ЭПС и рибосомы — единый аппарат синтеза и транспорта белка;

3) митохондрии — «силовые станции» клетки, отграничены от цитоплазмы двумя мембранами. Внутренняя образует кристы (складки), увеличивающие ее поверхность. Ферменты на кристах ускоряют реакции окисления органических веществ и синтеза молекул АТФ, богатых энергией;

4) комплекс Гольджи — группа полостей, отграниченных мембраной от цитоплазмы, заполненных белками, жирами и углеводами, которые либо используются в процессах жизнедеятельности, либо удаляются из клетки. На мембранах комплекса осуществляется синтез жиров и углеводов;

5) лизосомы — тельца, заполненные ферментами, ускоряют реакции расщепления белков до аминокислот, липидов до глицерина и жирных -. кислот, полисахаридов до моносахаридов. В лизосомах разрушаются отмершие части клетки, целые и клетки.

Клеточные включения — скопления запасных питательных веществ: белков, жиров и углеводов.

Ядро — наиболее важная часть клетки. Оно покрыто двухмембранной оболочкой с порами, через которые одни вещества проникают в ядро, а Другие поступают в цитоплазму. Хромосомы — основные структуры ядра, носители наследственной информации о признаках организма. Она передается в процессе деления материнской клетки дочерним клеткам, а с половыми клетками — дочерним организмам. Ядро — место синтеза ДНК, иРНК, рРНК.

Задание:

Поясните, почему органоиды называют специализированными структурами клетки?

Ответ: органоиды называют специализированными структурами клетки, так как они выполняют строго определенные функции, в ядре хранится наследственная информация, в митохондриях синтезируется АТФ, в хлоропластах протекает фотосинтез и т.д.

Если у Вас есть вопросы по цитологии, то Вы можете обратиться за помощью к

Ученые позиционируют животную клетку как основную часть организма представителя царства животных — как одноклеточных так и многоклеточных.

Они являются эукариотическими, с наличием истинного ядра и специализированных структур — органелл, выполняющих дифференцированные функции.

Растения, грибы и протисты имеют эукариотические клетки, у бактерий и архей определяются более простые прокариотические клетки.

Строение животной клетки отличается от растительной . Животная клетка не имеет стенок или хлоропластов (органелл, выполняющих ).

Рисунок животной клетки с подписями

Клетка состоит из множества специализированных органелл, выполняющих различные функции.

Чаще всего, в ней содержится большинство, иногда все существующие типы органелл.

Основные органеллы и органоиды животной клетки

Органеллы и органоиды являются «органами», ответственными за функционирование микроорганизма.

Ядро

Ядро является источником дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) — генетического материала. ДНК является источником создания белков, контролирующих состояние организма. В ядре, нити ДНК плотно обматываются вокруг узкоспециализированных белков (гистонов), формируя хромосомы.

Ядро выбирает гены, контролируя активность и функционирование единицы ткани. В зависимости от типа клетки, в ней представлен различный набор генов. ДНК находится в нуклеоидной области ядра, где образуются рибосомы . Ядро окружено ядерной мембраной (кариолеммой), двойным липидным бислоем, отгораживающим его от остальных компонентов.

Ядро регулирует рост и деление клетки. При в ядре образуются хромосомы, которые дублируются в процессе размножения, образуя две дочерние единицы. Органеллы, называемые центросомами, помогают организовать ДНК во время деления. Ядро обычно представлено в единственном числе.

Рибосомы

Рибосомы — место синтеза белка. Они обнаружены во всех единицах ткани, у растений и у животных. В ядре, последовательность ДНК, которая кодирует определенный белок, копируется в свободную мессенджерную РНК (мРНК) цепь.

Цепочка мРНК перемещается к рибосоме через передающую РНК (тРНК), и ее последовательность используется для определения системы расположения аминокислот в цепи, составляющей белок. В животной ткани рибосомы расположены свободно в цитоплазме или прикреплены к мембранам эндоплазматического ретикулума.

Эндоплазматический ретикулум

Эндоплазматический ретикулум (ER) представляет собой сеть мембранных мешочков (цистерн), отходящих от внешней ядерной мембраны. Он модифицирует и транспортирует белки, созданные рибосомами.

Существует два вида эндоплазматического ретикулума:

  • гранулярный;
  • агранулярный.

Гранулярный ЭР содержит прикрепленные рибосомы. Агранулярный ЭР свободен от прикрепленных рибосом, участвует в создании липидов и стероидных гормонов, удалении токсичных веществ.

Везикулы

Везикулы представляют собой небольшие сферы липидного бислоя, входящие в состав наружной мембраны. Они используются для транспортировки молекул по клетке от одной органеллы к другой, участвуют в метаболизме.

Специализированные везикулы, называемые лизосомами, содержат ферменты, переваривающие большие молекулы (углеводы, липиды и белки) в более мелкие, для облегчения их использования тканью.

Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи (комплекс Гольджи, тело Гольджи) также состоит из не соединенных между собой цистерн (в отличие от эндоплазматического ретикулума).

Аппарат Гольджи получает белки, сортирует и упаковывает их в везикулы.

Митохондрии

В митохондриях осуществляется процесс клеточного дыхания. Сахара и жиры разрушаются, выделяется энергия в виде аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ управляет всеми клеточными процессами, митохондрии продуцируют АТФ клетки. Митохондрии иногда называют «генераторами».

Цитоплазма клетки

Цитоплазма – жидкостная среда клетки. Она может функционировать даже без ядра, однако, короткое время.

Цитозоль

Цитозолью называют клеточную жидкость. Цитозоль и все органеллы внутри нее, за исключением ядра, в совокупности называются цитоплазмой. Цитозоль в основном состоит из воды, а также содержит ионы (калий, белки и малые молекулы).

Цитоскелет

Цитоскелет представляет собой сеть нитей и трубочек, распространенных по всей цитоплазме.

Он выполняет следующие функции:

  • придает форму;
  • обеспечивает прочность;
  • стабилизирует ткани;
  • закрепляет органеллы на определенных местах;
  • играет важную роль в передаче сигналов.

Существует три типа цитоскелетных нитей: микрофиламенты, микротрубочки и промежуточные филаменты. Микрофиламенты являются самыми маленькими элементами цитоскелета, а микротрубочки – самыми большими.

Клеточная мембрана

Клеточная мембрана полностью окружает животную клетку, не имеющую клеточной стенки, в отличие от растений. Клеточная мембрана представляет собой двойной слой, состоящий из фосфолипидов.

Фосфолипиды являются молекулами, содержащими фосфаты, прикрепленные к глицерину и радикалам жирных кислот. Они спонтанно образуют двойные мембраны в воде из-за своих одновременно гидрофильных и гидрофобных свойств.

Клеточная мембрана избирательно проницаема — она способна пропускать определенные молекулы. Кислород и диоксид углерода проходят легко, в то время как большие или заряженные молекулы должны проходить через специальный канал в мембране, что поддерживает гомеостаз.

Лизосомы

Лизосомы представляют собой органеллы, осуществляющие деградацию веществ. В состав лизосомы входит около 40 расщепляющих ферментов. Интересно, что сам клеточный организм защищен от деградации в случае прорыва лизосомных ферментов в цитоплазму, разложению подвергаются закончившие выполнять свои функции митохондрии. После расщепления образуются остаточные тела, первичные лизосомы превращаются во вторичные.

Центриоль

Центриоли являются плотными телами, расположенными около ядра. Количество центриолей меняется, чаще всего их две. Центриоли соединены эндоплазматической перемычкой.

Как выглядит животная клетка под микроскопом

Под стандартным оптическим микроскопом видны основные компоненты. За счет того, что они соединены в непрерывно меняющийся организм, находящийся в движении, определить отдельные органеллы бывает сложно.

Не вызывают сомнений следующие части:

  • ядро;
  • цитоплазма;
  • клеточная мембрана.

Подробнее изучить клетку поможет большая разрешающая способность микроскопа, тщательно подготовленный препарат и наличие некоторой практики.

Функции центриоли

Точные функции центриоли остаются неизвестными. Распространена гипотеза, что центриоли участвуют в процессе деления, образуя веретено деления и определяя его направленность, однако определенность в научном мире отсутствует.

Строение клетки человека — рисунок с подписями

Единица клеточной ткани человека имеет сложное строение. На рисунке отмечены основные структуры.

Каждый компонент имеет свое назначение, лишь в конгломерате они обеспечивают функционирование важной части живого организма.

Признаки живой клетки

Живая клетка по своим признакам схожа с живым существом в целом. Она дышит, питается, развивается, делится, в ее структуре происходят различные процессы. Понятно, что замирание естественных для организма процессов означает гибель.

Отличительные признаки растительной и животной клетки в таблице

Растительная и животная клетки имеют как сходства, так и различия, которые кратко описаны в таблице:

Признак Растительная Животная
Получение питания Автотрофный.

Фотосинтезирует питательные вещества

Гетеротрофный. Не производит органику.
Хранение питания В вакуоли В цитоплазме
Запасной углевод крахмал гликоген
Репродуктивная система Образование перегородки в материнской единице Образование перетяжки в материнской единице
Клеточный центр и центриоли У низших растений У всех типов
Клеточная стенка Плотная, сохраняет форму Гибкая, позволяет изменяться

Основные компоненты являются сходными как для частиц растительного, так и животного мира.

Заключение

Животная клетка является сложным действующим организмом, обладающим отличительными признаками, функциями, целью существования. Все органеллы и органоиды вносят свою лепту в процесс жизнедеятельности этого микроорганизма.

Некоторые компоненты изучены учеными, функции же и особенности других еще только предстоит открыть.

Клетка — мельчайшая структура всего растительного и животного мира — самое загадочное явление природы. Даже на своем собственном уровне клетка чрезвычайно сложно устроена и содержит множество структур, которые выполняют определенные функции. В организме совокупность определенных клеток образует ткани, ткани — органы, а те — системы органов. Строение животной и во многом сходно, но в то же время и имеет принципиальные различия. Например, похож химический состав клеток, сходны принципы строения и жизнедеятельности, но в растительных клетках нет центриолей (кроме водорослей), а в качестве питательной запасной базы служит крахмал.

Животного базируется на трех основных составляющих — ядро, цитоплазма и клеточная оболочка. Вместе с ядром цитоплазма образует протоплазму. Клеточная оболочка — это биологическая мембрана (перегородка), которая отделяет клетку от внешней среды, служит оболочкой для клеточных органоидов и ядра, образует цитоплазматические отсеки. Если поместить препарат под микроскоп, то строение животной клетки легко можно увидеть. Клеточная оболочка содержит три слоя. Внешний и внутренний слои белковые, а промежуточный — липидный. При этом липидный слой делится еще на два слоя — слой гидрофобных молекул и слой гидрофильных молекул, которые располагаются в определенном порядке. На поверхности клеточной мембраны располагается особая структура — гликокаликс, которая обеспечивает избирательную способность мембраны. Оболочка пропускает необходимые вещества и задерживает те, которые приносят вред. Строение животной клетки нацелено на обеспечение защитной функции уже на этом уровне. Проникновение веществ через оболочку происходит при непосредственном участии цитоплазматической мембраны. Поверхность этой мембраны достаточно значительна за счет изгибов, выростов, складок и ворсинок. Цитоплазматическая мембрана пропускает как мельчайшие частицы, так и более крупные.

Строение животной клетки характеризуется наличием цитоплазмы, в большинстве своем состоящей из воды. Цитоплазма — это вместилище для органоидов и включений. Кроме этого цитоплазма содержит и цитоскелет — белковые нити, которые участвуют в процессе отграничивают внутриклеточное пространство и поддерживают клеточную форму, способность сокращаться. Важная составляющая цитоплазмы — гиалоплазма, которая определяет вязкость и эластичность клеточной структуры. В зависимости от внешних и внутренних факторов гиалоплазма может менять свою вязкость — становиться жидкой или гелеобразной.

Изучая строение животной клетки, нельзя не обратить внимание на клеточный аппарат — органоиды, которые находятся в клетке. Все органоиды имеют собственное специфическое строение, которое обусловлено выполняемыми функциями. Ядро — центральная клеточная единица, которая содержит наследственную информацию и участвует в обмене веществ в самой клетке. К клеточным органоидам относятся эндоплазматическая сеть, клеточный центр, митохондрии, рибосомы, комплекс Гольджи, пластиды, лизосомы, вакуоли. Подобные органоиды есть в любой клетке, но, в зависимости от функции, строение животной клетки может отличаться наличием специфических структур.

Органоидов:

Митохондрии окисляют и аккумулируют химическую энергию;

Благодаря наличию специальных ферментов синтезирует жиры и углеводы, ее каналы способствуют транспорту веществ внутри клетки;

Рибосомы синтезируют белок;

Комплекс Гольджи концентрирует белок, уплотняет синтезированные жиры, полисахариды, образует лизосомы и готовит вещества к выведению их из клетки или непосредственному использованию внутри нее;

Лизосомы расщепляют углеводы, белки, нуклеиновые кислоты и жиры, по сути, переваривая поступающие в клетку питательные вещества;

Клеточный центр участвует в процессе деления клетки;

Вакуоли, благодаря содержанию клеточного сока, поддерживают тургор клетки (внутреннее давление).

Строение клетки живого чрезвычайно сложно — на клеточном уровне протекает множество биохимических процессов, которые в соввокупности обеспечивают жизнедеятельность организма.

Гелеобразное содержимое клетки, ограниченное мембраной называется цитоплазмой живой клетки. Понятие было введено в 1882 году немецким ботаником Эдуардом Страсбургером.

Строение

Цитоплазма является внутренней средой любой клетки и характерна для клеток бактерий, растений, грибов, животных.
Цитоплазма состоит из следующих компонентов:

  • гиалоплазмы (цитозоли) — жидкого вещества;
  • клеточных включений — необязательных компонентов клетки;
  • органоидов — постоянных компонентов клетки;
  • цитоскелета — клеточного каркаса.

Химический состав цитозоли включает следующие вещества:

  • воду — 85 %;
  • белки — 10 %
  • органические соединения — 5 %.

К органическим соединениям относятся:

  • минеральные соли;
  • углеводы;
  • липиды;
  • азотсодержащие соединения;
  • незначительное количество ДНК и РНК;
  • гликоген (характерен для животных клеток).

Рис. 1. Состав цитоплазмы.

Цитоплазма содержит запас питательных веществ (капли жира, зёрна полисахаридов), а также нерастворимые отходы жизнедеятельности клетки.

Цитоплазма бесцветна и постоянно движется, перетекает. Она содержит все органеллы клетки и осуществляет их взаимосвязь. При частичном удалении цитоплазма восстанавливается. При полном удалении цитоплазмы клетка погибает.

Строение цитоплазмы неоднородно. Условно выделяют два слоя цитоплазмы:

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

  • эктоплазму (плазмагель) — наружный плотный слой, не содержащий органелл;
  • эндоплазму (плазмазоль) — внутренний более жидкий слой, содержащий органеллы.

Разделение на эктоплазму и эндоплазму ярко выражено у простейших. Эктоплазма помогает клетке передвигаться.

Снаружи цитоплазма окружена цитоплазматической мембраной или плазмалеммой. Она защищает клетку от повреждений, осуществляет выборочный транспорт веществ и обеспечивает раздражимость клетки. Мембрана состоит из липидов и белков.

Жизнедеятельность

Цитоплазма — жизненно важное вещество, участвующее в главных процессах клетки:

  • метаболизме;
  • росте;
  • делении.

Движение цитоплазмы называется циклозом или цитоплазматическим потоком. Он осуществляется в клетках эукариот, в том числе и человека. При циклозе цитоплазма доставляет вещества всем органеллам клетки, осуществляя клеточный метаболизм. Перемещается цитоплазма посредством цитоскелета с затратой АТФ.

При увеличении объёма цитоплазмы клетка растёт. Процесс деления тела эукариотической клетки после деления ядра (кариокинеза) называется цитокинезом. В результате деления тела цитоплазма вместе с органеллами распределяется между двумя дочерними клетками.

Рис. 2. Цитокинез.

Функции

Основные функции цитоплазмы в клетке описаны в таблице.

Отделение цитоплазмы от мембраны при осмосе воды, выходящей наружу, называется плазмолизом. Обратный процесс — деплазмолиз — происходит при поступлении в клетку достаточного количества воды. Процессы характерны для любых клеток, кроме животной.

Средняя оценка: 4.7 . Всего получено оценок: 77.

На заре развития жизни на Земле все клеточные формы были представлены бактериями. Они всасывали органические вещества, растворённые в первичном океане, через поверхность тела.

Со временем некоторые бактерии приспособились производить органические вещества из неорганических. Для этого они использовали энергию солнечного света. Возникла первая экологическая система, в которой эти организмы были производителями. В результате этого в атмосфере Земли появился кислород, выделяемый этими организмами. С его помощью можно из той же самой пищи получить гораздо больше энергии, а добавочную энергию использовать на усложнение строения тела: разделение тела на части.

Одно из важных достижений жизни — разделение ядра и цитоплазмы. В ядре находится наследственная информация. Специальная мембрана вокруг ядра позволила защитить от случайных повреждений. По мере необходимости цитоплазма получает из ядра команды, направляющие жизнедеятельность и развитие клетки.

Организмы, у которых ядро отделено от цитоплазмы, образовали надцарство ядерных (к ним относятся — растения, грибы, животные).

Таким образом, клетка — основа организации растений и животных — возникла и развилась в ходе биологической эволюции.

Даже не вооружённым глазом, а ещё лучше под лупой можно видеть, что мякоть зрелого арбуза состоит из очень мелких крупинок, или зёрнышек. Это клетки — мельчайшие «кирпичики», из которых состоят тела всех живых организмов, в том числе и растительных.

Жизнь растения осуществляется соединённой деятельностью его клеток, создающих единое целое. При многоклеточности частей растения существует физиологическое разграничение их функций, специализация различных клеток в зависимости от местоположения их в теле растения.

Растительная клетка отличается от животной тем, что имеет плотную оболочку, покрывающую внутреннее содержимое со всех сторон. Клетка не является плоской (как её принято изображать), она скорей всего похожа на очень маленький пузырёк, наполненный слизистым содержимым.

Строение и функции растительной клетки

Рассмотрим клетку как структурно-функциональную единицу организма. Снаружи клетка покрыта плотной клеточной стенкой, в которой имеются более тонкие участки — поры. Под ней находится очень тонкая плёнка — мембрана, покрывающая содержимое клетки — цитоплазму. В цитоплазме есть полости — вакуоли, заполненные клеточным соком. В центре клетки или около клеточной стенки расположено плотное тельце — ядро с ядрышком. От цитоплазмы ядро отделено ядерной оболочкой. По всей цитоплазме распределены мелкие тельца — пластиды.

Строение растительной клетки

Строение и функции органоидов растительной клетки

Органоид Рисунок Описание Функция Особенности

Клеточная стенка или плазматическая мембрана

Бесцветная, прозрачная и очень прочная

Пропускает в клетку и выпускает из клетки вещества.

Клеточная мембрана полупроницаемая

Цитоплазма

Густое тягучее вещество

В ней располагаются все другие части клетки

Находится в постоянном движении

Ядро (важная часть клетки)

Округлое или овальное

Обеспечивает передачу наследственных свойств дочерним клеткам при делении

Центральная часть клетки

Сферической или неправильной формы

Принимает участие в синтезе белка

Резервуар, отделённый от цитоплазмы мембраной. Содержит клеточный сок

Накапливаются запасные питательные вещества и продукты жизнедеятельности ненужные клетке.

По мере роста клетки мелкие вакуоли сливаются в одну большую (центральную) вакуоль

Пластиды

Хлоропласты

Используют световую энергию солнца и создают органические из неорганических

Форма дисков, отграниченных от цитоплазмы двойной мембраной

Хромопласты

Образуются в результате накопления каротиноидов

Жёлтые, оранжевые или бурые

Лейкопласты

Бесцветные пластиды

Ядерная оболочка

Состоит из двух мембран (наружная и внутренняя) с порами

Отграничивает ядро от цитоплазмы

Даёт возможность осуществляться обмену между ядром и цитоплазмой

Живая часть клетки — это ограниченная мембраной, упорядоченная, структурированная система биополимеров и внутренних мембранных структур, участвующих в совокупности метаболических и энергетических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом.

Важной особенностью является то, что в клетке нет открытых мембран со свободными концами. Клеточные мембраны всегда ограничивают полости или участки, закрывая их со всех сторон.

Современная обобщенная схема растительной клетки

Плазмалемма (наружная клеточная мембрана) — ультрамикроскопическая плёнка толщиной 7,5 нм., состоящая из белков, фосфолипидов и воды. Это очень эластичная плёнка, хорошо смачивающаяся водой и быстро восстанавливающая целостность после повреждения. Имеет универсальное строение, т.е.типичное для всех биологических мембран. У растительных клеток снаружи от клеточной мембраны находится прочная, создающая внешнюю опору и поддерживающая форму клетки клеточная стенка. Она состоит из клетчатки (целлюлозы) — нерастворимого в воде полисахарида.

Плазмодесмы растительной клетки, представляют собой субмикроскопические канальцы, пронизывающие оболочки и выстланные плазматической мембраной, которая таким образом переходит из одной клетки в другую, не прерываясь. С их помощью происходит межклеточная циркуляция растворов, содержащих органические питательные вещества. По ним же идёт передача биопотенциалов и другой информации.

Порами называют отверстия во вторичной оболочке, где клетки разделяют лишь первичная оболочка и срединная пластинка. Участки первичной оболочки и срединную пластинку, разделяющие соседствующие поры смежных клеток, называют поровой мембраной или замыкающей пленкой поры. Замыкающую пленку поры пронизывают плазмодесменные канальцы, но сквозного отверстия в порах обычно не образуется. Поры облегчают транспорт воды и растворенных веществ от клетки к клетке. В стенках соседних клеток, как правило, одна против другой, образуются поры.

Клеточная оболочка имеет хорошо выраженную, относительно толстую оболочку полисахаридной природы. Оболочка растительной клетки продукт деятельности цитоплазмы. В её образовании активное участие принимает аппарат Гольджи и эндоплазматическая сеть.

Строение клеточной мембраны

Основу цитоплазмы составляет ее матрикс, или гиалоплазма, — сложная бесцветная, оптически прозрачная коллоидная система, способная к обратимым переходам из золя в гель. Важнейшая роль гиалоплазмы заключается в объединении всех клеточных структур в единую систему и обеспечении взаимодействия между ними в процессах клеточного метаболизма.

Гиалоплазма (или матрикс цитоплазмы) составляет внутреннюю среду клетки. Состоит из воды и различных биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов), из которых основную часть составляют белки различной химической и функциональной специфичности. В гиалоплазме содержатся также аминокислоты, моносахара, нуклеотиды и другие низкомолекулярные вещества.

Биополимеры образуют с водой коллоидную среду, которая в зависимости от условий может быть плотной (в форме геля) или более жидкой (в форме золя), как во всей цитоплазме, так и в отдельных ее участках. В гиалоплазме локализуются и взаимодействуют между собой и средой гиалоплазмы различные органеллы и включения. При этом расположение их чаще всего специфично для определенных типов клеток. Через билипидную мембрану гиалоплазма взаимодействует с внеклеточной средой. Следовательно, гиалоплазма является динамической средой и играет важную роль в функционировании отдельных органелл и жизнедеятельности клеток в целом.

Цитоплазматические образования – органеллы

Органеллы (органоиды) — структурные компоненты цитоплазмы. Они имеют определённую форму и размеры, являются обязательными цитоплазматическими структурами клетки. При их отсутствии или повреждении клетка обычно теряет способность к дальнейшему существованию. Многие из органоидов способны к делению и самовоспроизведению. Размеры их настолько малы, что их можно видеть только в электронный микроскоп.

Ядро

Ядро — самая заметная и обычно самая крупная органелла клетки. Оно впервые было подробно исследовано Робертом Броуном в 1831 году. Ядро обеспечивает важнейшие метаболические и генетические функции клетки. По форме оно достаточно изменчиво: может быть шаровидным, овальным, лопастным, линзовидным.

Ядро играет значительную роль в жизни клетки. Клетка, из которой удалили ядро, не выделяет более оболочку, перестаёт расти и синтезировать вещества. В ней усиливаются продукты распада и разрушения, вследствие этого она быстро погибает. Образование нового ядра из цитоплазмы не происходит. Новые ядра образуются только делением или дроблением старого.

Внутреннее содержимое ядра составляет кариолимфа (ядерный сок), заполняющая пространство между структурами ядра. В нём находится одно или несколько ядрышек, а также значительное количество молекул ДНК, соединённых со специфическими белками — гистонами.

Строение ядра

Ядрышко

Ядрышко — как и цитоплазма, содержит преимущественно РНК и специфические белки. Важнейшая его функция заключается в том, что в нём происходит формирование рибосом, которые осуществляют синтез белков в клетке.

Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи — органоид, имеющий универсальное распространение во всех разновидностях эукариотических клеток. Представляет собой многоярусную систему плоских мембранных мешочков, которые по периферии утолщаются и образуют пузырчатые отростки. Он чаще всего расположен вблизи ядра.

Аппарат Гольджи

В состав аппарата Гольджи обязательно входит система мелких пузырьков (везикул), которые отшнуровываются от утолщённых цистерн (диски) и располагаются по периферии этой структуры. Эти пузырьки играют роль внутриклеточной транспортной системы специфических секторных гранул, могут служить источником клеточных лизосом.

Функции аппарата Гольджи состоят также в накоплении, сепарации и выделении за пределы клетки с помощью пузырьков продуктов внутриклеточного синтеза, продуктов распада, токсических веществ. Продукты синтетической деятельности клетки, а также различные вещества, поступающие в клетку из окружающей среды по каналам эндоплазматической сети, транспортируются к аппарату Гольджи, накапливаются в этом органоиде, а затем в виде капелек или зёрен поступают в цитоплазму и либо используются самой клеткой, либо выводятся наружу. В растительных клетках Аппарат Гольджи содержит ферменты синтеза полисахаридов и сам полисахаридный материал, который используется для построения клеточной оболочки. Предполагают, что он участвует в образовании вакуолей. Аппарат Гольджи был назван так в честь итальянского учёного Камилло Гольджи, впервые обнаружившего его в 1897 году.

Лизосомы

Лизосомы представляют собой мелкие пузырьки, ограниченные мембраной основная функция которых — осуществление внутриклеточного пищеварения. Использование лизосомного аппарата происходит при прорастании семени растения (гидролиз запасных питательных веществ).

Строение лизосомы

Микротрубочки

Микротрубочки — мембранные, надмолекулярные структуры, состоящие из белковых глобул, расположенных спиральными или прямолинейными рядами. Микротрубочки выполняют преимущественно механическую (двигательную) функцию, обеспечивая подвижность и сокращаемость органоидов клетки. Располагаясь в цитоплазме, они придают клетке определённую форму и обеспечивают стабильность пространственного расположения органоидов. Микротрубочки способствуют перемещению органоидов в места, которые определяются физиологическими потребностями клетки. Значительное количество этих структур расположено в плазмалемме, вблизи клеточной оболочки, где они участвуют в формировании и ориентации целлюлозных микрофибрилл оболочек растительных клеток.

Строение микротрубочки

Вакуоль

Вакуоль — важнейшая составная часть растительных клеток. Она представляет собой своеобразную полость (резервуар) в массе цитоплазмы, заполненную водным раствором минеральных солей, аминокислот, органических кислот, пигментов, углеводов и отделённую от цитоплазмы вакуолярной мембраной — тонопластом.

Цитоплазма заполняет всю внутреннюю полость только у самых молодых растительных клеток. С ростом клетки существенно изменяется пространственное расположение вначале сплошной массы цитоплазмы: у неё появляются заполненные клеточным соком небольшие вакуоли, и вся масса становится ноздреватой. При дальнейшем росте клетки отдельные вакуоли сливаются, оттесняя к периферии прослойки цитоплазмы, в результате чего в сформированной клетке находится обычно одна большая вакуоль, а цитоплазма со всеми органеллами располагаются около оболочки.

Водорастворимые органические и минеральные соединения вакуолей обусловливают соответствующие осмотические свойства живых клеток. Этот раствор определённой концентрации является своеобразным осмотическим насосом для регулируемого проникновения в клетку и выделения из неё воды, ионов и молекул метаболитов.

В комплексе со слоем цитоплазмы и её мембранами, характеризующимися свойствами полупроницаемости, вакуоль образует эффективную осмотическую систему. Осмотически обусловленными являются такие показатели живых растительных клеток, как осмотический потенциал, сосущая сила и тургорное давление.

Строение вакуоли

Пластиды

Пластиды — самые крупные (после ядра) цитоплазматические органоиды, присущие только клеткам растительных организмов. Они не найдены только у грибов. Пластиды играют важную роль в обмене веществ. Они отделены от цитоплазмы двойной мембранной оболочкой, а некоторые их типы имеют хорошо развитую и упорядоченную систему внутренних мембран. Все пластиды едины по происхождению.

Хлоропласты — наиболее распространённые и наиболее функционально важные пластиды фотоавтотрофных организмов, которые осуществляют фотосинтетические процессы, приводящие в конечном итоге к образованию органических веществ и выделению свободного кислорода. Хлоропласты высших растений имеют сложное внутреннее строение.

Строение хлоропласта

Размеры хлоропластов у разных растений неодинаковы, но в среднем диаметр их составляет 4-6 мкм. Хлоропласты способны передвигаться под влиянием движения цитоплазмы. Кроме того, под воздействием освещения наблюдается активное передвижение хлоропластов амебовидного типа к источнику света.

Хлорофилл — основное вещество хлоропластов. Благодаря хлорофиллу зелёные растения способны использовать световую энергию.

Лейкопласты (бесцветные пластиды) представляют собой чётко обозначенные тельца цитоплазмы. Размеры их несколько меньше, чем размеры хлоропластов. Более и однообразна и их форма, приближающая к сферической.

Строение лейкопласта

Встречаются в клетках эпидермиса, клубнях, корневищах. При освещении очень быстро превращаются в хлоропласты с соответствующим изменением внутренней структуры. Лейкопласты содержат ферменты, с помощью которых из излишков глюкозы, образованной в процессе фотосинтеза, в них синтезируется крахмал, основная масса которого откладывается в запасающих тканях или органах (клубнях, корневищах, семенах) в виде крахмальных зёрен. У некоторых растений в лейкопластах откладываются жиры. Резервная функция лейкопластов изредка проявляется в образовании запасных белков в форме кристаллов или аморфных включений.

Хромопласты в большинстве случаев являются производными хлоропластов, изредка — лейкопластов.

Строение хромопласта

Созревание плодов шиповника, перца, помидоров сопровождается превращением хлоро- или лейкопластов клеток мякоти в каратиноидопласты. Последние содержат преимущественно жёлтые пластидные пигменты — каратиноиды, которые при созревании интенсивно синтезируются в них, образуя окрашенные липидные капли, твёрдые глобулы или кристаллы. Хлорофилл при этом разрушается.

Митохондрии

Митохондрии — органеллы, характерные для большинства клеток растений. Имеют изменчивую форму палочек, зёрнышек, нитей. Открыты в 1894 году Р. Альтманом с помощью светового микроскопа, а внутреннее строение было изучено позднее с помощью электронного.

Строение митохондрии

Митохондрии имеют двухмембранное строение. Внешняя мембрана гладкая, внутренняя образует различной формы выросты — трубочки в растительных клетках. Пространство внутри митохондрии заполнено полужидким содержимым (матриксом), куда входят ферменты, белки, липиды, соли кальция и магния, витамины, а также РНК, ДНК и рибосомы. Ферментативный комплекс митохондрий ускоряет работу сложного и взаимосвязанного механизма биохимических реакций, в результате которых образуется АТФ. В этих органеллах осуществляется обеспечение клеток энергией — преобразование энергии химических связей питательных веществ в макроэргиеские связи АТФ в процессе клеточного дыхания. Именно в митохондриях происходит ферментативное расщепление углеводов, жирных кислот, аминокислот с освобождением энергии и последующим превращением её в энергию АТФ. Накопленная энергия расходуется на ростовые процессы, на новые синтезы и т. д. Митохондрии размножаются делением и живут около 10 дней, после чего подвергаются разрушению.

Эндоплазматическая сеть

Эндоплазматическая сеть — сеть каналов, трубочек, пузырьков, цистерн, расположенных внутри цитоплазмы. Открыта в 1945 году английским учёным К. Портером, представляет собой систему мембран, имеющих ультрамикроскопическое строение.

Строение эндоплазматической сети

Вся сеть объединена в единое целое с наружной клеточной мембраной ядерной оболочки. Различают ЭПС гладкую и шероховатую, несущую на себе рибосомы. На мембранах гладкой ЭПС находятся ферментные системы, участвующие в жировом и углеводном обмене. Этот тип мембран преобладает в клетках семян, богатых запасными веществами (белками, углеводами, маслами), рибосомы прикрепляются к мембране гранулярной ЭПС, и во время синтеза белковой молекулы полипептидная цепочка с рибосомами погружается в канал ЭПС. Функции эндоплазматической сети очень разнообразны: транспорт веществ как внутри клетки, так и между соседними клетками; разделение клетки на отдельные секции, в которых одновременно проходят различные физиологические процессы и химические реакции.

Рибосомы

Рибосомы — немембранные клеточные органоиды. Каждая рибосома состоит из двух не одинаковых по размеру частичек и может делиться на два фрагмента, которые продолжают сохранять способность синтезировать белок после объединения в целую рибосому.

Строение рибосомы

Рибосомы синтезируются в ядре, затем покидают его, переходя в цитоплазму, где прикрепляются к наружной поверхности мембран эндоплазматической сети или располагаются свободно. В зависимости от типа синтезируемого белка рибосомы могут функционировать по одиночке или объединяться в комплексы — полирибосомы.

Цитоплазма и её органоиды

Цитоплазма и её органоиды

Цитоплазма представляет собой водянистое вещество – цитозоль (90 % воды), в котором располагаются различные органеллы, а также питательные вещества (в виде истинных и коллоидных растворов) и нерастворимые отходы метаболических процессов. В цитозоле протекает гликолиз, синтез жирных кислот, нуклеотидов и других веществ. Цитоплазма является динамической структурой. Органеллы движутся, а иногда заметен и циклоз – активное движение, в которое вовлекается вся протоплазма.

Перечислим основные органеллы, характерные и для клеток животных, и для клеток растений.

1

Митохондрии

Митохондрии иногда называют «клеточными электростанциями». Это спиральные, округлые, вытянутые или разветвлённые органеллы, длина которых изменяется в пределах 1,5–10 мкм, а ширина – 0,25–1 мкм. Митохондрии могут изменять свою форму и перемещаться в те области клетки, где потребность в них наиболее высока. В клетке содержится до тысячи митохондрий, причём это количество сильно зависит от активности клетки. Каждая митохондрия окружена двумя мембранами, внутри которых содержатся РНК, белки и митохондриальная ДНК, участвующая в синтезе митохондрий наряду с ядерной ДНК. Внутренняя мембрана сложена в складки, называемые кристами. Возможно, митохондрии некогда были свободнодвижущимися бактериями, которые, случайно проникнув в клетку, вступили с хозяином в симбиоз. Важнейшей функцией митохондрий является синтез АТФ, происходящий за счёт окисления органических веществ.

2

Эндоплазматическая сеть: гладкая и гранулярная структуры. Рядом фотография с увеличением в 10 000 раз

Эндоплазматическая сеть – это сеть мембран, пронизывающих цитоплазму эукариотических клеток. Её можно наблюдать только при помощи электронного микроскопа. Эндоплазматическая сеть связывает органеллы между собой, по ней происходит транспорт питательных веществ. Гладкая ЭПС имеет вид трубочек, стенки которых представляют собой мембраны, сходные по своей структуре с плазматической мембраной. В ней осуществляется синтез липидов и углеводов. На мембранах каналов и полостей гранулярной ЭПС расположено множество рибосом; данный тип сети участвует в синтезе белка.

Рибосомы – мелкие (15–20 нм в диаметре) органеллы, состоящие из р-РНК и полипептидов. Важнейшая функция рибосом – синтез белка. Их количество в клетке весьма велико: тысячи и десятки тысяч. Рибосомы могут быть связаны с эндоплазматической сетью или находиться в свободном состоянии. В процессе синтеза обычно одновременно участвуют множество рибосом, объединённых в цепи, называемые полирибосомами.

Аппарат Гольджи представляет собой стопку мембранных мешочков (цистерн) и связанную с ними систему пузырьков. На наружной, вогнутой стороне стопки из пузырьков (отпочковывающихся, по-видимому, от гладкой эндоплазматической сети) постоянно образуются новые цистерны, на внутренней стороне цистерны превращаются обратно в пузырьки. Основной функцией аппарата Гольджи является транспорт веществ в цитоплазму и внеклеточную среду, а также синтез жиров и углеводов, в частности, гликопротеина муцина, образующего слизь, а также воска, камеди и растительного клея. Аппарат Гольджи участвует в росте и обновлении плазматической мембраны и в формировании лизосом.

3

Аппарат Гольджи

Лизосомы представляют собой мембранные мешочки, наполненные пищеварительными ферментами. Особенно много лизосом в животных клетках, здесь их размер составляет десятые доли микрометра. Лизосомы расщепляют питательные вещества, переваривают попавшие в клетку бактерии, выделяют ферменты, удаляют путём переваривания ненужные части клеток. Лизосомы также являются «средствами самоубийства» клетки: в некоторых случаях (например, при отмирании хвоста у головастика) содержимое лизосом выбрасывается в клетку, и она погибает.

4

Лизосомы

Пероксисомы (микротельца) имеют округлые очертания и окружены мембраной. Их размер не превышает 1,5 мкм. Пероксисомы связаны с эндоплазматической сетью и содержат ряд важных ферментов, в частности, каталазу, участвующую в разложении перекиси водорода.

Почти во всех эукариотических клетках имеются полые цилиндрические органеллы диаметром около 25 нм, называющиеся микротрубочками. В длину они могут достигать нескольких микрометров. Стенки микротрубочек сложены из белка тубулина. В клетках животных и низших растений встречаются центриоли – мелкие полые цилиндры длиной в десятые доли микрометра, построенные из 27 микротрубочек. Во время деления клетки они образуют веретено, вдоль которого выстраиваются хромосомы. Центриолям по структурам идентичны базальные тельца, содержащиеся в жгутиках и ресничках. Эти органеллы вызывают биение жгутиков. Другая функция микротрубочек – транспорт питательных веществ. Микротрубочки представляют собой достаточно жёсткие структуры и поддерживают форму клетки, образуя своеобразный цитоскелет. С опорой и движением связана и ещё одна форма органелл – микрофиламенты – тонкие белковые нити диаметром 5–7 нм.


6

Центриоли

7

Цитоскелет клетки. Микрофиламенты окрашены в синий, микротрубочки – в зеленый, промежуточные волокна – в красный цвет

 

4. Строение и жизнедеятельность растительной клетки » Шпоры для студентов

1. Строение растительной клетки: целлюлозная оболочка, плазматическая мембрана, цитоплазма с органоидами, ядро, вакуоли с клеточным соком. Наличие пластид — главная особенность растительной клетки.

2. Функции клеточной оболочки — придает клетке форму, защищает от факторов внешней среды.

3. Плазматическая мембрана — тонкая пленка, состоит из взаимодействующих молекул липидов и белков, отграничивает внутреннее содержимое от внешней среды, обеспечивает транспорт в клетку воды, минеральных и органических веществ путем осмоса и активного переноса, а также удаляет вредные продукты жизнедеятельности.

4. Цитоплазма — внутренняя полужидкая среда клетки, в которой расположено ядро и органоиды, обеспечивает связи между ними, участвует в основных процессах жизнедеятельности.

5. Эндоплазматическая сеть — сеть ветвящихся каналов в цитоплазме. Она участвует в синтезе белков, липидов и углеводов, в транспорте веществ. Рибосомы — тельца, расположенные на ЭПС или в цитоплазме, состоят из РНК и белка, участвуют в синтезе белка. ЭПС и рибосомы — единый аппарат синтеза и транспорта белков.

6. Митохондрии — органоиды, отграниченные от цитоплазмы двумя мембранами. В них с участием ферментов окисляются органические вещества и синтезируются молекулы АТФ. Увеличение поверхности внутренней мембраны, на которой расположены ферменты, за счет крист. АТФ — богатое энергией органическое вещество.

7. Пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты), их содержание в клетке — главная особенность растительного организма. Хлоропласты — пластиды, содержащие зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает энергию света и использует ее на синтез органических веществ из углекислого газа и воды. Отграничение хлоропластов от цитоплазмы двумя мембранами, многочисленные выросты — граны на внутренней мембране, в которых расположены молекулы хлорофилла и ферменты.

8. Комплекс Гольджи — система полостей, отграниченных от цитоплазмы мембраной. Накапливание в них белков, жиров и углеводов. Осуществление на мембранах синтеза жиров и углеводов.

9. Лизосомы — тельца, отграниченные от цитоплазмы одной мембраной. Содержащиеся в них ферменты ускоряют реакцию расщепления сложных молекул до простых: белков до аминокислот, сложных углеводов до простых, липидов до глицерина и жирных кислот, а также разрушают отмершие части клетки, целые клетки.

10. Вакуоли — полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком, место накопления запасных питательных веществ, вредных веществ; они регулируют содержание воды в клетке.

11. Клеточные включения — капли и зерна запасных питательных веществ (белки, жиры и углеводы).

12. Ядро — главная часть клетки, покрытая снаружи двухмембранной, пронизанной порами ядерной оболочкой. Вещества поступают в ядро и удаляются из него через поры. Хромосомы — носители наследственной информации о признаках организма, основные структуры ядра, каждая из которых состоит из одной молекулы ДНК в соединении с белками. Ядро — место синтеза ДНК, иРНК, рРНК.

Цитоплазма — определение, структура, функции и схема

Определение цитоплазмы

  • Цитоплазма – полувязкое основное вещество клетки.
  • Весь объем такого вещества вне ядра и внутри плазматической мембраны является цитоплазмой.
  • Иногда его описывают как неядерное содержимое протоплазмы.
  • Все клеточное содержимое у прокариот содержится в цитоплазме клетки.
  • В эукариотических организмах ядро клетки отделено от цитоплазмы.
  • Цитоплазма является субстанцией жизни, она служит молекулярным супом и находится в цитоплазме, где все клеточные органеллы взвешены и связаны вместе липидной двухслойной мембраной.
  • Цитоплазма была открыта в 1835 году Робертом Брауном и другими учеными.

Рисунок: Диаграмма цитоплазмы

Структура/компоненты цитоплазмы

Основными компонентами цитоплазмы являются:

  1. Cytosol – гелеобразное вещество
  2. Органеллы – внутренние субструктуры клетки, и
  3. Различные цитоплазматические включения .

Цитозоль

Цитозоль – это часть цитоплазмы, не занятая какой-либо органеллой. Это студенистая жидкость, в которой другие компоненты цитоплазмы остаются взвешенными. Он в основном состоит из нитей цитоскелета, органических молекул, соли и воды.

Органеллы

Органеллы означают «маленькие органы», связанные мембраной. Они присутствуют внутри клетки и выполняют определенные функции, необходимые для выживания клетки.Некоторые из компонентов клетки, взвешенные в цитозоле, представляют собой клеточные органеллы, такие как митохондрии, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, вакуоли, лизосомы и хлоропласты в растительных клетках.

Цитоплазматические включения

Цитоплазматические включения состоят из различных типов нерастворимых частиц или молекул, которые остаются взвешенными в цитозоле. Цитоплазматические включения не окружены какой-либо мембраной. В основном это гранулы крахмала и гликогена, и они могут накапливать энергию. Широкий спектр включений присутствует в различных типах клеток. Включения варьируются от кристаллов оксалата кальция или кристаллов диоксида кремния в растениях до гранул для хранения материалов, таких как крахмал, гликоген и т. д. Капли липидов являются распространенным примером включений, это сферические капли, они состоят из липидов и белков и присутствуют в как прокариоты, так и эукариоты в качестве среды для хранения липидов, таких как жирные кислоты и стеролы.

Свойства цитоплазмы
  • Цитоплазма состоит на 70–80 % из воды и обычно бесцветна.
  • Содержит белки, углеводы, соли, сахара, аминокислоты и нуклеотиды.
  • Цитоплазма состоит из растворенных питательных веществ, а также растворенных продуктов жизнедеятельности.
  • Внешний прозрачный и стеклообразный слой цитоплазмы называется эктоплазмой или клеточной корой, а внутренняя зернистая масса называется эндоплазмой.
  • Периферическая зона цитоплазмы представляет собой густое желеобразное вещество, известное как плазмогель. Окружающая область ядерной зоны тонкая и сжиженная по своей природе и известна как плазмозоль.
  • Физическая природа цитоплазмы изменчива. Иногда происходит быстрая диффузия по клетке, что делает цитоплазму похожей на коллоидный раствор. В других случаях он приобретает свойства гелеобразного или стеклообразного вещества.
  • Говорят, что он обладает свойствами вязкого, а также эластичного материала — способен медленно деформироваться под действием внешней силы, а также восстанавливать свою первоначальную форму с минимальной потерей энергии.
  • Цитоскелет, присутствующий в цитоплазме , придает клетке ее форму.
  • Цитоплазма помогает движению клеточных материалов вокруг клетки посредством процесса, называемого цитоплазматическим потоком.
  • Поскольку цитоплазма состоит из многочисленных солей, она является очень хорошим проводником электричества.
  • Он проявляет различные окрашивающие свойства, области, окрашенные основными красителями, являются базофильными участками цитоплазмы и для этого материала называются эргатоплазмой.

Функции цитоплазмы
  1. Цитоплазма является местом большинства ферментативных реакций и метаболической активности клетки.
  2. Цитоплазма – это место, где клетка расширяется и происходит рост клетки.
  3. Цитоплазма обеспечивает среду, в которой органеллы остаются во взвешенном состоянии.
  4. Цитоплазма действует как буфер и защищает генетический материал клетки, а также клеточные органеллы от повреждений, вызванных движением и столкновением с другими клетками.
  5. Клеточное дыхание начинается в цитоплазме с гликолиза . Эта реакция обеспечивает промежуточные продукты, которые используются митохондриями для производства АТФ.
  6. Трансляция мРНК в белки на рибосомах также происходит преимущественно в цитоплазме.
  7. Цитоплазма также содержит мономеры, из которых формируется цитоскелет. Цитоскелет, помимо того, что важен для нормальной деятельности клетки, имеет решающее значение для клеток, имеющих специализированную форму.
  8. Цитоплазма также играет роль в создании порядка внутри клетки с определенным расположением различных органелл. Например, ядро ​​обычно видно ближе к центру клетки, а рядом с ним находится центросома.
  9. Цитоплазматический поток важен для расположения хлоропластов близко к плазматической мембране для оптимизации фотосинтеза и распределения питательных веществ по всей клетке. Ожидается, что в некоторых клетках, таких как ооциты мышей, потоки цитоплазмы играют роль в формировании клеточных субкомпартментов, а также в позиционировании органелл.
  10. Цитоплазматическое наследование : В цитоплазме находятся две органеллы, содержащие собственные геномы – хлоропласты и митохондрии.Эти органеллы наследуются непосредственно от матери через ооцит и, следовательно, представляют собой гены, которые наследуются вне ядра. Эти органеллы реплицируются независимо от ядра и отвечают потребностям клетки.

Ссылки
  1. Верма, П. С., и Агравал, В.К. (2006). Клеточная биология, генетика, молекулярная биология, эволюция и экология (1-е изд.). С.Чанд и компания ООО
  2. Стивен Р. Болсовер, Элизабет А.Шепард, Хью А. Уайт, Джереми С. Хайамс (2011). Клеточная биология: краткий курс (3-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley and Sons.
  3. Альбертс, Б. (2004). Основная клеточная биология. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: научный паб Garland.
  4. https://biology.tutorvista.com/animal-and-plant-cells/cytoplasm.html
  5. https://biologywise.com/structure-functions-of-cytoplasm
  6. https://biologydictionary.net/cytoplasm/
  7. http://www.softschools.com/science/biology/function_of_cytoplasm/

Цитоплазма – определение, структура, функции и схема

Цитозоль: определение, функция и структура — видео и расшифровка урока

Компоненты цитозоля

Цитозоль по определению представляет собой жидкость, в которой находятся органеллы клетки.Его часто путают с цитоплазмой , которая представляет собой пространство между ядром и плазматической мембраной. Следовательно, цитозоль технически не включает органеллы. Этим различием часто пренебрегают, но оно очень важно для понимания клетки и функций цитозоля.

Компоненты клетки: стрелки указывают на цитозоль

Основным компонентом цитозоля является вода .Вода составляет 70% клетки и в основном находится в цитозоле для растворения других компонентов. Сюда входят полярные молекулы и ионы или заряженные частицы. Кроме того, эту воду можно использовать для помощи в химических реакциях внутри клетки. Это поможет в клеточном метаболизме.

Белки и другие макромолекулы растворяются в цитозоле, когда они не используются. Поскольку большинство макромолекул (за исключением липидов) полярны, они могут растворяться в водном компоненте цитозоля для хранения.Это выгодно для клетки, потому что позволяет клетке хранить материалы для будущего использования и делает их легко доступными. Кроме того, ферменты , которые являются биологическими катализаторами, часто находятся в цитозоле для ускорения химических реакций внутри клетки.

Функция

Цитозоль не имеет определенной особой функции, кроме поддержки других компонентов клетки. Если бы клетка была автомобилем, то цитозоль был бы суспензией. Тем не менее, цитозоль является местонахождением множества клеточных процессов, и процессы, активные в любой части цитозоля, будут основаны на компартментализации или организации.Материалы и органеллы в цитозоле распределены неравномерно. Следовательно, процессы, происходящие с эндоплазматическим ретикулумом , который, например, является процессором белка, будут происходить в компартменте клетки, отличном от аппарата Гольджи , который является упаковщиком белка. Точно так же функция митохондрий , или производителей энергии, будет выполняться в областях, отличных от рибосом , или белковых строителей.Эта компартментализация органелл и материалов в клетке обеспечивает организацию, необходимую для правильного функционирования клетки.

Краткий обзор урока

Цитозоль играет важную роль в функционировании клеток. Из-за своего в основном водного состава, расположения в клетке и компартментализации он может поддерживать процессы, происходящие в этих основных единицах жизни. Без цитозоля клетка не функционировала бы должным образом, что было бы пагубно для жизни и здоровья организма.

Результаты обучения

Когда вы закончите этот урок, вы должны уметь:

  • Различать цитозоль и цитоплазму
  • Укажите соединения, обнаруженные в цитозоле
  • Отображение понимания функции жидкости

4.5 Цитоплазма и цитоскелет – биология человека

Автор: CK-12/Адаптировано Кристин Миллер

Рисунок 4.5.1 Цитоплазма заполнена множеством органелл, каждая из которых выполняет свою специфическую работу.

Рисунок 4.5.1 представляет собой художественное изображение того, что вы могли бы увидеть, если бы смогли заглянуть внутрь одного из этих основных строительных блоков живых существ. Интерьер камеры, очевидно, представляет собой многолюдное и оживленное пространство. Он содержит цитоплазму, растворенные вещества и множество структур. Это улей бесчисленных биохимических процессов, происходящих одновременно.

Цитоплазма представляет собой густой, обычно бесцветный раствор, заполняющий каждую клетку и окруженный клеточной мембраной. Цитоплазма давит на клеточную мембрану, заполняя клетку и придавая ей форму.Иногда цитоплазма действует как водянистый раствор, а иногда приобретает гелеобразную консистенцию. В эукариотических клетках цитоплазма включает весь материал внутри клетки, но вне ядра, которое содержит свое собственное водянистое вещество, называемое нуклеоплазмой. Все органеллы эукариотических клеток (такие как эндоплазматический ретикулум и митохондрии) расположены в цитоплазме. Цитоплазма помогает удерживать их на месте. Это также место большинства метаболических процессов в клетке, и оно позволяет материалам легко проходить через клетку.

Часть цитоплазмы, окружающая органеллы, называется цитозолем . Цитозоль – жидкая часть цитоплазмы. Он состоит примерно на 80 процентов из воды и содержит растворенные соли, жирные кислоты, сахара, аминокислоты и белки (например, ферменты). Эти растворенные вещества необходимы для поддержания жизнедеятельности клетки и осуществления метаболических процессов. Ферменты, растворенные в цитозоле, например, расщепляют более крупные молекулы на более мелкие продукты, которые затем могут использоваться органеллами клетки.Продукты жизнедеятельности также растворяются в цитозоле до того, как они попадут в вакуоли или будут вытеснены из клетки.

Рисунок 4.5.2 Цитоскелет придает клетке внутреннюю структуру, подобную каркасу дома. На этой фотографии филаменты и канальцы цитоскелета окрашены в зеленый и красный цвет соответственно, чтобы их было хорошо видно. Синие точки — ядра клеток.

Хотя может показаться, что цитоплазма не имеет формы или структуры, на самом деле она высокоорганизована.Каркас белковых каркасов, называемый цитоскелетом , обеспечивает структуру цитоплазмы и клетки. Цитоскелет состоит из нитевидных микрофиламентов, промежуточных филаментов и микротрубочек, пересекающих цитоплазму. Вы можете увидеть эти нити и канальцы в клетках на рис. 4.5.2. Как следует из названия, цитоскелет похож на клеточный «скелет». Он помогает клетке сохранять свою форму, а также помогает удерживать клеточные структуры (например, органеллы) на месте в цитоплазме.

Новости о важном исследовании цитоплазмы эукариотических клеток вышли в начале 2016 года. Исследователи в Дрездене, Германия, обнаружили, что, когда клетки лишены адекватных питательных веществ, они могут по существу отключаться и впадать в спячку. В частности, когда клетки не получают достаточного количества питательных веществ, они прекращают свой метаболизм, уровень их энергии падает, а рН их цитоплазмы снижается. Их обычно жидкая цитоплазма также принимает твердое состояние. Клетки кажутся мертвыми, как будто наступило своего рода трупное окоченение.Исследователи считают, что эти изменения защищают чувствительные структуры внутри клеток и позволяют клеткам выживать в сложных условиях. Если питательные вещества возвращаются в клетки, они могут выйти из своего спящего состояния целыми и невредимыми. Они будут продолжать расти и размножаться, когда условия улучшатся.

Это важное фундаментальное научное исследование было проведено на нечеловеческом организме: одноклеточных грибах, называемых дрожжами. Тем не менее, это может иметь важные последствия для человека, потому что у дрожжей есть эукариотические клетки со многими из тех же структур, что и человеческие клетки.Дрожжевые клетки, по-видимому, способны «обмануть» смерть, отключив все жизненные процессы контролируемым образом. В ходе продолжающихся исследований исследователи надеются узнать, можно ли обучить клетки человека этому «трюку».

  • Цитоплазма представляет собой густой раствор, заполняющий клетку и окруженный клеточной мембраной. У него много функций. Он помогает придать клетке форму, удерживает органеллы и обеспечивает место для многих биохимических реакций внутри клетки.
  • Жидкая часть цитоплазмы называется цитозолем. В основном это вода, содержащая много растворенных веществ. Цитоплазма эукариотической клетки также содержит окруженное мембраной ядро ​​и другие органеллы.
  • Цитоскелет представляет собой высокоорганизованный каркас белковых нитей и канальцев, пересекающих цитоплазму клетки. Он придает клеточную структуру и помогает удерживать клеточные структуры (например, органеллы) на месте в цитоплазме.
  1. Опишите состав цитоплазмы. Нарисуйте клетку, включая основные компоненты, необходимые для того, чтобы считаться клеткой, и органеллы, о которых вы узнали в этом разделе.
  2. Каковы некоторые функции цитоплазмы?
  3. Опишите строение и функции цитоскелета.
  4. Цитоплазма состоит из клеток? Почему или почему нет?
  5. Назовите два типа структур цитоскелета.
  6. На изображении различных структур цитоскелета выше (рис. 4.5.2), что вы заметили в этих различных структурах?
  7. Опишите один пример метаболического процесса, происходящего в цитозоле.
  8. В эукариотических клетках весь материал внутри клетки, но вне ядра, называется ___________.
  9. Как называется жидкая часть цитоплазмы?
  10. Какое химическое вещество составляет большую часть цитозоля?
  11. Когда дрожжевые клетки, лишенные питательных веществ, впадают в спячку, их цитоплазма принимает твердое состояние. Как вы думаете, какое влияние окажет твердая цитоплазма на нормальные клеточные процессы? Поясните свой ответ.

Структура и функции цитоскелета, Национальный центр тематических исследований
Преподавание естественных наук, 2015 г.

Атрибуция

Рис. 4.5.1

Клеточные органеллы, помеченные Koswac на Викискладе, используется в соответствии с лицензией CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons. org/licenses/by-sa/4.0).

Рисунок 4.5.2

Каталожные номера

Национальный центр тематического обучения в области естественных наук. (2015, 3 августа). Строение и функции цитоскелета. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=YTv9ItGd050&feature=youtu.be

Структура и функция белковых комплексов митохондриальной мембраны | BMC Biology

  • Риццуто Р., Де Стефани Д., Рафаэлло А., Маммукари С.Митохондрии как сенсоры и регуляторы передачи сигналов кальция. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012;13(9):566–78.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Пеллегрино М.В., Хейнс К.М. Митофагия и реакция митохондриального развернутого белка при нейродегенерации и бактериальной инфекции. БМС Биол. 2015;13:22.

    Центральный пабмед Статья пабмед Google ученый

  • Братич А., Ларссон Н.Г. Роль митохондрий в старении. Джей Клин Инвест. 2013;123(3):951–7.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Грей М.В., Ланг Б.Ф., Седергрен Р., Голдинг Г.Б., Лемье С., Санкофф Д. и др.Структура генома и содержание генов в митохондриальной ДНК протистов. Нуклеиновые Кислоты Res. 1998;26(4):865–78.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Амунтс А., Браун А., Бай Х., Лласер Дж.Л., Хуссейн Т., Эмсли П. и др. Строение большой рибосомной субъединицы митохондрий дрожжей. Наука. 2014;343(6178):1485–9.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Лакнер Л.Л. Формирование динамической митохондриальной сети. БМС Биол. 2014;12:35.

    Центральный пабмед Статья пабмед Google ученый

  • Детмер С.А., Чан, округ Колумбия. Функции и дисфункции митохондриальной динамики.Nat Rev Mol Cell Biol. 2007;8(11):870–9.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Хоппинс С., Лакнер Л., Нуннари Дж. Машины, которые делят и сливают митохондрии. Анну Рев Биохим. 2007; 76: 751–80.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Meeusen S, McCaffery JM, Nunnari J. Промежуточные продукты слияния митохондрий, обнаруженные in vitro. Наука. 2004; 305:1747–52.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Гутман М., Котляр А.Б., Боровок Н., Нахлиэль Э. Реакция объемных протонов с препаратом внутренней мембраны митохондрий: измерения с временным разрешением и их анализ.Биохимия. 1993;32(12):2942–6.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Перкинс Г.А., Фрей Т.Г. Недавнее понимание структуры митохондрий, полученное с помощью микроскопии. Микрон. 2000;31(1):97–111.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Ляо М., Цао Э., Джулиус Д., Ченг Ю. Структура ионного канала TRPV1, определенная с помощью электронной криомикроскопии.Природа. 2013;504(7478):107–12.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Кюльбрандт В. Революция в разрешении. Наука. 2014;343(6178):1443–4.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Davies KM, Strauss M, Daum B, Kief JH, Osiewacz HD, Rycovska A, et al. Макромолекулярная организация АТФ-синтазы и комплекса I в цельных митохондриях.Proc Natl Acad Sci U S A. 2011;108(34):14121–6.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Бхарат Т. А., Дэйви Н.Е., Ульбрих П., Ричес Д.Д., де Марко А., Румлова М. и др. Структура незрелого ретровирусного капсида с разрешением 8 А с помощью криоэлектронной микроскопии. Природа. 2012; 487(7407):385–9.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Bayrhuber M, Meins T, Habeck M, Becker S, Giller K, Villinger S, et al.Структура потенциалзависимого анионного канала человека. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008;105(40):15370–5.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Ллопис Дж., МакКаффери Дж.М., Мияваки А., Фаркуар М.Г., Цзянь Р.Ю. Измерение цитозольного, митохондриального pH и pH по шкале Гольджи в отдельных живых клетках с зелеными флуоресцентными белками. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998;95(12):6803–8.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Kukat C, Davies K, Wurm CA, Spähr H, Bonekamp NA, Kühl I, et al. Поперечное связывание TFAM с одной молекулой мтДНК образует митохондриальный нуклеоид. Proc Natl Acad Sci U S A.2015. В печати.

  • Пфеффер С., Вельхаф М.В., Херрманн Дж.М., Форстер Ф. Организация митохондриального механизма трансляции, изученного in situ с помощью криоэлектронной томографии. Нац коммун. 2015;6:6019.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Шлейер М., Нойперт В. Транспорт белков в митохондрии: транслокационные интермедиаты, охватывающие места контакта между внешней и внутренней мембранами. Клетка.1985;43(1):339–50.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Perkins G, Renken C, Martone ME, Young SJ, Ellisman M, Frey T. Электронная томография митохондрий нейронов: трехмерная структура и организация крист и мембранных контактов. J Struct Biol. 1997;119(3):260–72.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Голд В.А., Иева Р., Вальтер А., Пфаннер Н., ван дер Лаан М., Кульбрандт В.Визуализация активных мембранных белковых комплексов с помощью электронной криотомографии. Нац коммун. 2014;5:4129.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Pebay-Peyroula E, Dahout-Gonzalez C, Kahn R, Trezeguet V, Lauquin GJ, Brandolin G. Структура митохондриального переносчика АДФ/АТФ в комплексе с карбоксиатрактилозидом. Природа. 2003;426(6962):39–44.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Сьостранд ФС.Электронная микроскопия митохондрий и цитоплазматических двойных мембран. Природа. 1953; 171 (4340): 30–2.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Паладе GE. Изучение структуры митохондрий под электронным микроскопом. J Гистохим Цитохим. 1953; 1 (4): 188–211.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Дэвис К.М., Ансельми К., Виттиг И., Фаральдо-Гомез Д.Д., Кюльбрандт В.Структура дрожжевого димера F1Fo-АТФ-синтазы и его роль в формировании митохондриальных крист. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012;109(34):13602–7.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • фон дер Мальсбург К., Мюллер Дж.М., Бонерт М., Эльеклаус С., Квятковска П., Беккер Т. и другие.Двойная роль митофилина в организации митохондриальной мембраны и биогенезе белка. Ячейка Дев. 2011;21(4):694–707.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Фогель Ф., Борнховд С., Нойперт В., Райхерт А.С. Динамическая субкомпартментализация внутренней мембраны митохондрий. Джей Селл Биол. 2006;175(2):237–47.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • фон Баллмоос К. , Виденманн А., Димрот П.Основы синтеза АТФ АТФ-синтазами F1F0. Анну Рев Биохим. 2009; 78: 649–72.

    Артикул Google ученый

  • Ватт И.Н., Монтгомери М.Г., Рансуик М.Дж., Лесли А.Г., Уокер Д.Э. Биоэнергетическая стоимость производства молекулы аденозинтрифосфата в митохондриях животных. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(39):16823–7.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Сток Д., Лесли А.Г.В., Уокер Дж.Э.Молекулярная архитектура вращательного двигателя в АТФ-синтазе. Наука. 1999; 286:17701705.

    Артикул Google ученый

  • Аллен Р.Д., Шредер К.С., Фок А.К. Исследование внутренних мембран митохондрий методами глубокого травления с быстрой заморозкой. Джей Селл Биол. 1989;108(6):2233–40.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Аллегретти М., Клуш Н., Миллс Д.Дж., Вонк Дж., Кюльбрандт В., Дэвис К.М. Горизонтальные внутренние мембранные альфа-спирали в а-субъединице статора АТФ-синтазы F-типа. Природа. 2015;521(7551):237–40.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Кюльбрандт В., Карен Д.АТФ-синтазы: новый поворот древней машины. Тенденции биохимических наук. 2015. В печати.

  • Паумар П., Валье Дж., Кулари Б., Шеффер Дж., Субаннье В., Мюллер Д.М. и др. АТФ-синтаза участвует в формировании морфологии митохондриальных крист. EMBO J. 2002;21(3):221–30.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Джорджио В., фон Штокум С., Антониэль М., Фаббро А., Фоголари Ф., Форте М. и др. Димеры митохондриальной АТФ-синтазы образуют пору перехода проницаемости. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013;110(15):5887–92.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Ханте С., Копке Дж., Ланге С., Россманит Т., Мишель Х.Структура при разрешении 2,3 Å комплекса цитохрома bc1 из дрожжей Saccharomyces cerevisiae, сокристаллизованного с Fv-фрагментом антитела. Структура. 2000; 8: 669–84.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Zickermann V, Wirth C, Nasiri H, Siegmund K, Schwalbe H, Hunte C, et al.Механизм понимания кристаллической структуры митохондриального комплекса I. Наука. 2015;347(6217):44–9.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Ефремов Р.Г., Барадаран Р., Сазанов Л.А. Архитектура дыхательного комплекса I. Природа. 2010;465(7297):441–5.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Виноткумар К.Р., Чжу Дж., Херст Дж.Архитектура дыхательного комплекса млекопитающих I. Природа. 2014;515(7525):80–4.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Шефер Э., Зелерт Х., Райфшнайдер Н.Х., Краузе Ф., Денчер Н.А., Вонк Дж.Архитектура активных суперкомплексов дыхательной цепи млекопитающих. Дж. Биол. Хим. 2006;281(22):15370–5.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Альтхофф Т., Миллс Д.Дж., Попот Дж.Л., Кюльбрандт В. Расположение компонентов цепи переноса электронов в бычьем митохондриальном суперкомплексе I1III2IV1. EMBO J. 2011;30(22):4652–64.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Лапуэнте-Брун Э., Морено-Лошуэртос Р., Асин-Перес Р., Латорре-Пеллисер А., Колас С., Бальса Э. и др.Сборка суперкомплекса определяет поток электронов в митохондриальной электрон-транспортной цепи. Наука. 2013;340(6140):1567–70.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Милейковская Э., Пенчек П.А., Фанг Дж., Маллампалли В.К., Спаранья Г.К., Доуэн В. Расположение комплексов дыхательной цепи в суперкомплексе Saccharomyces cerevisiae III2IV2, выявленное с помощью криоэлектронной микроскопии отдельных частиц. Дж. Биол. Хим. 2012;287(27):23095–103.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Блаза Дж. Н., Серрели Р., Джонс А. Дж., Мохаммед К., Херст Дж. Кинетические доказательства против разделения пула убихинонов и каталитическая значимость суперкомплексов дыхательной цепи. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014;111(44):15735–40.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Daum B, Walter A, Horst A, Osiewacz HD, Kühlbrandt W. Возрастная диссоциация димеров АТФ-синтазы и потеря крист внутренней мембраны в митохондриях. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013;110(38):15301–6.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Наварро А., Боверис А.Митохондриальная система передачи энергии и процесс старения. Am J Physiol Cell Physiol. 2007; 292(2):C670–86.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Dröse S, Brandt U. Молекулярные механизмы производства супероксида митохондриальной дыхательной цепью. Adv Exp Med Biol. 2012; 748:145–69.

    Артикул пабмед Google ученый

  • Твиг Г, Ширихай О.С.Взаимодействие между митохондриальной динамикой и митофагией. Антиоксидный окислительно-восстановительный сигнал. 2011;14(10):1939–51.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Scheckhuber CQ, Erjavec N, Tinazli A, Hamann A, Nyström T, Osiewacz HD. Уменьшение деления митохондрий приводит к увеличению продолжительности жизни и приспособленности двух моделей старения грибов. Nat Cell Biol. 2007;9(1):99–105.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  • Calvo SE, Mootha VK.Митохондриальный протеом и болезни человека. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2010;11:25–44.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Рис Д.М., Лесли А.Г., Уокер Дж.Э.Структура внешней области мембраны бычьей АТФ-синтазы. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009;106(51):21597–601.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Symersky J, Pagadala V, Osowski D, Krah A, Meier T, Faraldo-Gomez JD, et al. Структура кольца с(10) митохондриальной АТФ-синтазы дрожжей в открытой конформации. Nat Struct Mol Biol. 2012;19(5):485–91. С481.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  • Учебное пособие по цитоскелету

    Биологический проект > Клетка Биология > Цитоскелет > Учебник

    Учебное пособие по цитоскелету

    Микротрубочки, микрофиламенты и промежуточные филаменты

    Цитоскелет
    Цитоскелет уникален для эукариотических клеток. Это динамическая трехмерная структура, заполняющая цитоплазму. Эта структура действует как мышца и скелет для движения и стабильности. Длинные волокна цитоскелета представляют собой полимеры субъединиц. Основными типами волокон, составляющих цитоскелет, являются микрофиламенты, микротрубочки и промежуточные филаменты.
    Микрофиламенты
    Микрофиламенты представляют собой тонкие нитевидные белковые волокна диаметром 3-6 нм. Они состоят преимущественно из сократительного белка, называемого актином, который является наиболее распространенным клеточным белком.Связь микрофиламентов с белком миозином отвечает за сокращение мышц. Микрофиламенты также могут осуществлять клеточные движения, включая скольжение, сокращение и цитокинез.
    Микротрубочки
    Микротрубочки представляют собой цилиндрические трубки диаметром 20-25 нм. Они состоят из субъединиц белка тубулина — эти субъединицы называются альфа и бета. Микротрубочки действуют как каркас для определения формы клетки и обеспечивают набор «треков» для движения клеточных органелл и везикул.Микротрубочки также образуют волокна веретена деления хромосом во время митоза. Когда они расположены в виде геометрических узоров внутри жгутиков и ресничек, они используются для передвижения.
    Промежуточные филаменты
    Промежуточные филаменты имеют диаметр около 10 нм и обеспечивают прочность клетки на растяжение.
    Примеры цитоскелета в эпителиальных клетках
    В эпителиальных (кожных) клетках кишечника присутствуют все три типа волокон.Микрофиламенты проникают в ворсинки, придавая форму клеточной поверхности. Микротрубочки растут из центросомы к периферии клетки. Промежуточные филаменты соединяют соседние клетки с помощью десмосом.

    предыдущий | Следующий

    Словарь

    То Биологический проект > Клетка Биология > Цитоскелет > Учебное пособие

    http://www. biology.arizona.edu
    Авторское право на все содержимое © 1997 — 2004. Все права защищены.

    Biology4Kids.com: Структура клетки: цитоплазма


    Цитоплазма — жидкость, заполняющая клетку. Раньше ученые называли жидкость протоплазмой . Вначале они не знали о множестве различных типов жидкостей в клетке. В митохондриях, эндоплазматическом ретикулуме, аппарате Гольджи и ядре имеется особая жидкость.Остались только две «плазмы»: цитоплазма (жидкость в клетке, также называемая цитозолем ) и нуклеоплазма (жидкость в ядре). Каждая из этих жидкостей имеет очень разный состав.

    Органеллы клетки взвешены в цитозоле. Вы узнаете, что микрофиламенты и микротрубочки образуют «скелет» клетки, а цитозоль заполняет пустоты. Цитоплазма имеет много различных молекул , растворенных в растворе . Вы найдете ферменты, жирные кислоты, сахара и аминокислоты, которые используются для поддержания работы клетки. Отходы также растворяются, прежде чем они попадут в вакуоли или будут отправлены из клетки.

    Нуклеоплазма имеет несколько иной состав. Нуклеоплазму можно найти только внутри ядра . У него нет больших органелл в суспензии. Нуклеоплазма представляет собой суспензионную жидкость , которая содержит клеточный хроматин и ядрышко . Он не всегда присутствует в ядре. Когда клетка делится, ядерная мембрана растворяется и выделяется нуклеоплазма.После того, как клеточное ядро ​​реформировалось, нуклеоплазма снова заполняет пространство. Цитозоль в клетке делает больше, чем просто подвешивает органеллы. Он использует растворенные ферментов , чтобы разрушить все эти более крупные молекулы. Затем продукты могут использоваться органеллами клетки. Глюкоза может существовать в цитозоле, но митохондрии не могут использовать ее в качестве топлива. В цитозоле есть ферменты, которые расщепляют глюкозу на молекул пирувата , которые затем отправляются в митохондрии.

    Может ли вода вылечить болезнь? (Видео США-NIH)



    Полезные справочные ссылки

    Encyclopedia.com:
    http://www.encyclopedia.com/topic/cytoplasm.aspx
    Wikipedia:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Cytoplasm
    Britannica Encyclopæ:
    http://www.britannica.com/EBchecked/topic/148950/cytoplasm

    Производство белка – принципы биологии

    Белки являются одними из самых распространенных органических молекул в живых системах и обладают невероятно разнообразным набором функций.Белки используются для:

    • Построение структур внутри клетки (например, цитоскелета)
    • Регулирует производство других белков, контролируя синтез белка
    • Скользить по цитоскелету, вызывая сокращение мышц
    • Транспорт молекул через клеточную мембрану
    • Ускорение химических реакций (ферменты)
    • Действуют как токсины

    Каждая клетка в живой системе может содержать тысячи различных белков, каждый из которых выполняет уникальную функцию. Их структура, как и их функции, сильно различаются. Однако все они представляют собой полимеры аминокислот, расположенных в линейной последовательности (, рис. 1, ).

    Функции белков очень разнообразны, поскольку они состоят из 20 различных химически различных аминокислот, образующих длинные цепи, причем аминокислоты могут располагаться в любом порядке. Функция белка зависит от его формы. Форма белка определяется порядком аминокислот. Белки часто состоят из сотен аминокислот и могут иметь очень сложную форму, потому что существует так много различных возможных порядков для 20 аминокислот!

    Рисунок 1  Белковая структура.Цветные шарики в верхней части этой диаграммы представляют разные аминокислоты. Аминокислоты представляют собой субъединицы, которые соединяются вместе рибосомой, образуя белок. Затем эта цепочка аминокислот складывается, образуя сложную трехмерную структуру. (Источник: Леди в шляпах из Википедии; общественное достояние)

    Вопреки тому, что вы можете себе представить, белки обычно не используются клетками в качестве источника энергии. Белок из вашего рациона расщепляется на отдельные аминокислоты, которые повторно собираются вашими рибосомами в белки, необходимые вашим клеткам.Рибосомы не производят энергию.

    Рисунок 2  Примеры продуктов с высоким содержанием белка. («Белок» Национального института рака является общественным достоянием)

    Информация для производства белка закодирована в ДНК клетки. При производстве белка создается копия ДНК (называемая мРНК), и эта копия транспортируется к рибосоме. Рибосомы считывают информацию с мРНК и используют эту информацию для сборки аминокислот в белок. Если белок будет использоваться в цитоплазме клетки, рибосома, создающая белок, будет свободно плавать в цитоплазме.Если белок будет нацелен на лизосому, станет компонентом плазматической мембраны или секретируется за пределы клетки, белок будет синтезирован рибосомой, расположенной на шероховатой эндоплазматической сети (РЭР). После синтеза белок будет перенесен в везикуле из RER к поверхности цис аппарата Гольджи (стороне, обращенной внутрь клетки). Когда белок проходит через аппарат Гольджи, он может модифицироваться. Как только окончательный модифицированный белок завершен, он выходит из аппарата Гольджи в виде пузырька, который отпочковывается от поверхности транс .Оттуда везикула может быть нацелена на лизосому или на плазматическую мембрану. Если везикула сливается с плазматической мембраной, белок становится частью мембраны или выбрасывается из клетки.

    Рисунок 3 Схема эукариотической клетки. (Фото: Медиран, Викимедиа, 14 августа 2002 г.)

    Инсулин

    Инсулин — это белковый гормон, вырабатываемый особыми клетками внутри поджелудочной железы, называемыми бета-клетками. Когда бета-клетки чувствуют, что уровень глюкозы (сахара) в кровотоке высок, они производят белок инсулин и выделяют его из клеток в кровоток.Инсулин сигнализирует клеткам поглощать сахар из кровотока. Клетки не могут поглощать сахар без инсулина. Белок инсулина сначала вырабатывается в виде незрелой, неактивной цепочки аминокислот (препроинсулин — см. рис. 4). Он содержит сигнальную последовательность, которая направляет незрелый белок в шероховатый эндоплазматический ретикулум, где он принимает правильную форму. Затем целевая последовательность отрезается от аминокислотной цепи с образованием проинсулина. Затем этот обрезанный свернутый белок доставляется к аппарату Гольджи внутри пузырька.В системе Гольджи большее количество аминокислот (цепь С) вырезается из белка для получения конечного зрелого инсулина. Зрелый инсулин хранится внутри специальных пузырьков до тех пор, пока не будет получен сигнал о его выбросе в кровоток.

    Рисунок 4 Созревание инсулина. (Фото предоставлено Консорциумом биологии бета-клеток, Викимедиа, 2004 г. Это изображение находится в открытом доступе.

    Если не указано иное, изображения на этой странице лицензированы OpenStax в соответствии с CC-BY 4.0.

    Текст адаптирован из: OpenStax, Concepts of Biology.OpenStax CNX. 18 мая 2016 г. http://cnx.org/contents/[email protected]

    Author: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.