Строение эукариотной клетки
Эукариотические клетки от простейших до клеток высших растений и животных отличаются сложностью и многообразием структуры и имеют общий принцип строения:
1. Имеют в составе клеток оформленное ядро
2. Наличие таких сложных мембранных структур, как митохондрии и хлоропласты.
3. Подразделение цитоплазмы на множество обособленных пространств – компартментализация Внутренние структуры клетки называются органоиды (или органеллы, что переводится как «маленькие органы»).
Митохондрии
Важнейшие органоиды клетки, осуществляющие аэробное (кислородное) дыхание. Число митохондрий в клетке колеблется от одной до нескольких сотен.
Митохондрии
окружены оболочкой из 2-х мембран,
внутренняя мембрана образует складки
(кристы). Внутреннее содержимое митохондрий
называется матрикс, он содержит рибосомы,
ДНК и ферменты.
1. При аэробном дыхании в кристах происходит синтез АТФ – основного источника энергии в клетке (митохондрии – энергетические станции клетки)
2. В матриксе происходит окисление питательных веществ (ЦТК, окисление жирных кислот)
Пластиды
Присутствуют только в растительных клетках. Существует три типа пластид: лейкопласты, хромопласты и хлоропласты. Лейкопласты не содержат пигментов, содержат запасные питательные вещества (белки, липиды, крахмал). Большинство их содержится в клубнях, листьях, семенах.
Хромопласты окрашены в желто-оранжевые тона, так как содержат пигменты группы каратиноидов. Определяют желтую, оранжевую, красную окраску цветов и плодов.Наиболее важную роль в клетке играют хлоропласты, содержащие зеленые пигменты – хлорофиллы.
Хлоропласты окружены двойной мембраной, внутренний слой которой образует выросты различной длины – ламеллы. На ламеллах расположены мелкие уплощенные пузырьки мембранного строения, собранные в стопки – граны. В матриксе находится ДНК, рибосомы, ферменты.
Функции хлоропластов: Фотосинтез (синтез органических веществ из СО2 и Н2О за счет световой энергии, улавливаемой хлорофиллом (пигмент, содержащийся в гранах)
2. | Антибиотики. Механизм биологического действия. |
Антибиотики
Антибиотики – специфические продукты жизнедеятельности организмов или их модификации, обладающие высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам микроорганизмов (бактериям, грибам, водорослям, протозоа), вирусам или злокачественным опухолям, задерживая их рост или полностью подавляя их развитие.
Антибиотики — это конечные продукты метаболизма клеток. Каждый антибиотик может образовываться одним или несколькими видами микроорганизмов. Соответствующий вид микроорганизма может синтезировать один или несколько определенных антибиотиков
Механизмы биологического действия
Нарушение синтеза клеточной стенки посредством ингибирования синтезапептидогликана (пенициллин, цефалоспорин, монобактамы), образования димеров и их переноса к растущим цепям пептидогликана (ванкомицин, флавомицин) или синтезахитина (никкомицин, туникамицин). Антибиотики, действующие по подобному механизму, обладают бактерицидным действием, не убивают покоящиеся клетки и клетки, лишенные клеточной стенки (L-формы бактерий).
Нарушение функционирования мембран: нарушение целостности мембраны, образование ионных каналов, связывание ионов в комплексы, растворимые в липидах, и их транспортировка. Подобным образом действуют нистатин, грамицидины,полимиксины.
Подавление синтеза нуклеиновых кислот: связывание с ДНК и препятствование продвижению РНК-полимеразы (актидин), сшивание цепей ДНК, что вызывает невозможность её расплетания (рубомицин), ингибирование ферментов.Нарушение синтеза пуринов и пиримидинов (азасерин, саркомицин).Нарушение синтеза белка: ингибирование активации и переноса аминокислот, функцийрибосом (стрептомицин, тетрациклин, пуромицин).Ингибирование работы дыхательных ферментов (антимицины, олигомицины,ауровертин).
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 10 | |
1. | Особенности строения эукариотной клетки. Эндоплазматическая сеть, рибосомы, Аппарат Гольджи – строение и функции. |
2. | Симбиотические отношения микроорганизмов с растениями: ризосфера, микориза, клубеньковые бактерии. |
Строение эукариотной клетки
Эукариотические клетки от простейших до клеток высших растений и животных отличаются сложностью и многообразием структуры и имеют общий принцип строения:
1. Имеют в составе клеток оформленное ядро
2. Наличие таких сложных мембранных структур, как митохондрии и хлоропласты.
3. Подразделение цитоплазмы на множество обособленных пространств – компартментализация Внутренние структуры клетки называются органоиды (или органеллы, что переводится как «маленькие органы»).
Эндоплазма-тическая сеть ЭС) | Ультрамикроскопическая система мембран, образующих трубочки, канальцы, цистерны, пузырьки. Строение мембран универсальное (как и наружной), вся сеть объединена в единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки и наружной клеточной мембраной. Гранулярная ЭС несет рибосомы, гладкая — лишена их | Обеспечивает транспорт веществ как внутри клетки, так и между соседними клетками. Делит клетку на отдельные секции. в которых одновременно происходят различные физиологические процессы и химические реакции. Гранулярная ЭС участвует в синтезе белка. В каналах ЭС образуются сложные молекулы белка, синтезируются жиры, транспортируется АТФ |
Рибосомы | Ультрамикроскопическис органеллы округлой или грибовидной формы, состоящие из двух частeй — субъединиц. Они не имеют мембранного строения и состоят из белка и рРНК. Субъединицы образуются в ядрышке. Объединяются вдоль молекулы иРНК в цепочки — полирибосомы — в цитоплазме | Универсальные органеллы всех клеток животных и растений. Находятся в цитоплазме в свободном состоянии или на мембранах ЭС; кроме того, содержатся в митохондриях и хлоропластах. В рибосомах синтезируются белки по принципу матричного синтеза; образуется полипептидная цепочка — первичная структура молекулы белка |
studfiles.net
Строение клетки эукариота
Клетка — самая мелкая единица живого, лежащая в основе строения и развития растительных и животных организмов нашей планеты. Она представляет собой элементарную живую систему, способную к самообновлению, саморегуляции, самовоспроизведению.
Хотя отдельная клетка представляет собой наиболее простую форму жизни, строение ее достаточно сложно. Достижения цитологии позволили проникнуть в глубинные механизмы строения и функции клетки. Мощным средством ее изучения служит электронный микроскоп, дающий увеличение до 1000000 раз и позволяющий рассматривать объекты в 200 нм. Напомним, что с помощью светового микроскопа можно изучать структуры размером лишь около 0,4 мкм. Если сравнить разрешающие способности микроскопов и человеческого глаза, то световой в 500 раз сильнее глаза, а электронный в 500 раз сильнее светового микроскопа.
Рис. 1. Животная клетка под электронным микроскопом
Помимо электронного микроскопа, в цитологии используется ряд биохимических и биофизических методов исследования, помогающих изучению состава и жизнедеятельности клетки. Живая клетка отграничена от окружающей среды наружной плазматической мембраной, состоящей из трех (белково-липидных) слоев. В самой клетке находятся ядро и цитоплазма. Ядро от цитоплазмы отграничено также трехслойной плазматической мембраной (рис. 1).
Цитоплазма. Цитоплазма представляет собой полужидкую слизистую бесцветную массу, содержащую 75—85% воды, 10—12% белков и аминокислот, 4—6% углеводов, 2-3% жиров и липидов, 1% неорганических и других веществ. Цитоплазматическое содержимое клетки способно двигаться, что способствует оптимальному размещению органоидов, лучшему протеканию биохимических реакций, выделению продуктов обмена и т. д. Слой цитоплазмы формирует разные образования: реснички, жгутики, поверхностные выросты. Последние играют важную роль в движении и соединении клеток между собой в ткани.
Цитоплазма пронизана сложной сетчатой системой, связанной с наружной плазматической мембраной и состоящей из сообщающихся между собой канальцев, пузырьков, уплощенных мешочков. Такая сетчатая структура названа вакуолярной системой.
Основными компонентами вакуолярной системы служат эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, ядерная мембрана.Эндоплазматическая сеть (ЭПС). Название этого органоида отражает место расположения его в центральной части цитоплазмы (греч. эндон—внутри). ЭПС представляет собой очень разветвленную взаимосвязанную систему канальцев, трубочек, пузырьков, цистерн разной величины и формы, отграниченных мембранами от цитоплазмы клетки. Она бывает двух видов:
гранулярная, состоящая из канальцев и цистерн, поверхность которых усеяна зернышками (гранулами), и агранулярная, т. е. гладкая (без гран). Граны в эндоплазматической сети не что иное, как рибосомы. Интересно, что в клетках зародышей животных наблюдается в основном гранулярная ЭПС, а у взрослых форм — агранулярная. Зная, что рибосомы в цитоплазме служат местом синтеза белка, можно предположить, что гранулярная сеть преобладает в клетках, активно синтезирующих белок. Считают, что агранулярная сеть в большей степени представлена в тех клетках, где идет активный синтез липидов (жиров и жироподобных веществ).
Оба вида эндоплазматической сети не только участвуют в синтезе органических веществ, но и накапливают и транспортируют их к местам назначения, регулируют обмен веществ между клеткой и окружающей ее средой.
Рибосомы. Рибосомы — немембранные клеточные органоиды, состоящие из рибонуклеиновой кислоты и белка. Их внутреннее строение во многом еще остается загадкой. В электронном микроскопе они имеют вид округлых или грибовидных гранул. Каждая рибосома разделена желобком на большую и меньшую части (субъединицы). Часто несколько рибосом объединяются нитью специальной рибонуклеиновой кислоты (РНК), называемой информационной (и-РНК). Рибосомы осуществляют уникальную функцию синтеза белковых молекул из аминокислот.
Комплекс Гольджи. Продукты биосинтеза поступают в просветы полостей и канальцев ЭПС, где они концентрируются и транспортируются в специальный аппарат — комплекс Гольджи, расположенный вблизи ядра. Комплекс Гольджи участвует в транспорте продуктов биосинтеза к поверхности клетки и в выведении их из клетки, в формировании лизосом и т. д.
Лизосомы. Лизосомы (от греч. лизео — растворяю и сома — тело). Это органоиды клетки овальной формы, окруженные одно-слойной мембраной. В них находится набор ферментов, которые разрушают белки, углеводы, липиды. В случае повреждения лизосомной мембраны ферменты начинают расщеплять и разрушать внутреннее содержимое клетки, и она погибает.
Клеточный центр. Клеточный центр можно наблюдать в клетках, способных делиться. Он состоит из двух палочковидных телец — центриолей. Находясь около ядра и аппарата Гольджи, клеточный центр участвует в процессе деления клетки, в образовании веретена деления.
Энергетические органоиды. Митохондрии (греч- митос — нить, хондрион — гранула) называют энергетическими станциями клеток. Такое название обусловливается тем, что именно в ми-тохондриях происходит извлечение энергии, заключенной в питательных веществах. Форма митохондрий изменчива, но чаще всего они имеют вид нитей или гранул. Размеры и число их также непостоянны и зависят от функциональной активности клетки.
На электронных микрофотографиях видно, что митохондрий состоят из двух мембран: наружной и внутренней. Внутренняя мембрана образует выросты, называемые кристами, которые сплошь устланы ферментами. Наличие крист увеличивает общую поверхность митохондрий, что важно для активной деятельности ферментов. На кристах происходят ферментативные реакции, в результате которых из фосфата и АДФ (аденозиндифосфата) синтезируется богатое энергией (макроэргическое) вещество АТФ (аденозинтрифосфат). Последнее служит основным источником энергии для всех внутриклеточных процессов.
В митохондриях обнаружены свои специфические ДНК и рибосомы. В связи с этим они самостоятельно размножаются при делении клетки.
Хлоропласты — по форме напоминают диск или шар с двойной оболочкой — наружной и внутренней. Внутри хлоропласта также имеются ДНК, рибосомы и особые мембранные структуры— граны, связанные между собой и внутренней мембраной хлоропласта. В мембранах гран и находится хлорофилл. Благодаря хлорофиллу в хлоропластах происходит превращение энергии солнечного света в химическую энергию АТФ. Энергия АТФ используется в хлоропластах для синтеза углеводов из углекислого газа и воды.
Ядро. Ядро — самый заметный и самый большой органоид клетки, который первым привлек внимание исследователей. Ядро отделено от цитоплазмы двойной мембраной, которая непосредственно связана с ЭПС и комплексом Гольджи. На ядерной мембране обнаружены поры, через которые (как и через наружную цитоплазматическую мембрану) одни вещества проходят легче, чем другие, т. е. поры обеспечивают избирательную проницаемость мембраны.
Внутреннее содержимое ядра составляет ядерный сок, заполняющий пространство между структурами ядра. В ядре всегда присутствует одно или несколько ядрышек. В ядрышке образуются рибосомы. Поэтому между активностью клетки и размером ядрышек существует прямая связь: чем активнее протекают процессы биосинтеза белка, тем крупнее ядрышки и наоборот, в клетках, где синтез белка ограничен, ядрышки или очень невелики, или совсем отсутствуют.
В ядре находятся также молекулы ДНК, соединенные со специфическими белками — гистонами. В процессе деления клетки — митоза — эти нуклеопротеиды спирализуются и представляют собой плотные образования—хромосомы, хорошо различимые в световом микроскопе. ДНК хромосом содержит наследственную информацию о всех признаках и свойствах данной клетки, о процессах, которые должны протекать в ней (например, синтез белка). Кроме того, в ядре осуществляется синтез и-РНК, которая после транспортировки в цитоплазму играет существенную роль в передаче информации для синтеза белковых молекул.
biofile.ru
§ 17. Строение клеток прокариот и эукариот.
Единство строения клеток.
Содержание любой клетки отделен от внешней среды особой структурой — плазматической мембраной (плазмалемма). Эта обособленность позволяет создавать внутри клетки совсем особая среда, не похоже на то, что его окружает. Поэтому в клетке могут происходить те процессы, которые не происходят нигде, их называют процессами жизнедеятельности.
Внутренняя среда живой клетки, ограниченное плазматической мембраной, называется цитоплазмой. Она включает гиалоплазму (основную прозрачную вещество) и клеточные органеллы, а также различные непостоянные структуры — включения. К органелл, которые есть в любой клетке, относятся также рибосомы, на которых происходит синтез белка.
Строение клеток эукариот.
Эукариоты — это организмы, клетки которых имеют ядро. Ядро — это самая органеллы эукариотической клетки, в которой хранится и из которой переписывается наследственная информация, записанная в хромосомах. Хромосома — это молекула ДНК, интегрированная с белками. В ядре содержится ядрышко — место, где образуются другие важные органеллы, участвующих в синтезе белка — рибосомы. Но рибосомы только формируются в ядре, а работают они (т.е. синтезируют белок) в цитоплазме. Часть из них находится в цитоплазме свободно, а часть прикрепляется к мембран, образуют сетку, которая получила название эндоплазматической.
Рибосомы — немембранни органеллы.
Эндоплазматическая сеть — это сеть канальцев, ограниченных мембранами. Существует два типа: гладкая и гранулярная. На мембранах гранулярной эндоплазматической сети расположены рибосомы, поэтому в ней происходит синтез и транспортировки белков. А гладкая эндоплазматическая сеть — это место синтеза и транспортировки углеводов и липидов. На ней рибосом нет.
Для синтеза белков, углеводов и жиров необходима энергия, которую в эукариотической клетке производят «энергетические станции» клетки — митохондрии.
Митохондрии — двомембранни органеллы, в которых осуществляется процесс клеточного дыхания. На мембранах митохондрий окисляются органические соединения и накапливается химическая энергия в виде особых энергетических молекул (АТФ).
В клетке также есть место, где органические соединения могут накапливаться и откуда они могут транспортироваться, — это аппарат Гольджи, система плоских мембранных мешочков. Он участвует в транспортировке белков, липидов, углеводов. В аппарате Гольджи образуются также органеллы внутриклеточного пищеварения — лизосомы.
Лизосомы — одномембранни органеллы, характерные для клеток животных, содержат ферменты, которые могут расщеплять белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, липиды.
В клетке могут быть органеллы, не имеющие мембранной строения, например рибосомы и цитоскелет.
Цитоскелет — это опорно-двигательная система клетки, включает микрофиламенты, реснички, жгутики, клеточный центр, который производит микротрубочки и центриоли.
Существуют органеллы, характерные только для клеток растений, — пластиды. Бывают: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. В хлоропластах происходит процесс фотосинтеза.
В клетках растений также вакуоли — продукты жизнедеятельности клетки, являющиеся резервуарами воды и растворенных в ней соединений. В эукариотических организмов относятся растения, животные и грибы.
Строение клеток прокариот.
Прокариоты — одноклеточные организмы, в клетках которых нет ядра.
Прокариотические клетки малы по размерам, сохраняют генетический материал в форме кольцевой молекулы ДНК (нуклеоидом). В прокариотических организмов относятся бактерии и цианобактерии, которые раньше называли сине-зелеными водорослями.
Если в прокариот происходит процесс аэробного дыхания, то для этого используются специальные выпячивание плазматической мембраны — мезосомы. Если бактерии фотосинтезирующие, то процесс фотосинтеза происходит на фотосинтетических мембранах — тилакоидов.
Синтез белка в прокариот происходит на рибосомах. В прокариотических клетке мало органелл.
Гипотезы происхождения органелл эукариотических клеток.
Прокариотические клетки появились на Земле раньше, чем эукариотические.
1) симбиотические гипотеза объясняет механизм возникновения некоторых органоидов эукариотической клетки — митохондрий и фотосинтезирующих пластид.
2) Инвагинацыонная гипотеза — утверждает, что происхождение эукариотической клетки исходит из того, что предковой формы был аэробный прокариот. Органеллы в нем возникли в результате впячивания и отслоение частей оболочки с последующей функциональной специализацией в ядро, митохондрии, хлоропласты других органелл.
studfiles.net
Строение эукариотной клетки
Эукариотические клетки от простейших до клеток высших растений и животных отличаются сложностью и многообразием структуры и имеют общий принцип строения:
1. Имеют в составе клеток оформленное ядро
2. Наличие таких сложных мембранных структур, как митохондрии и хлоропласты.
3. Подразделение цитоплазмы на множество обособленных пространств – компартментализация Внутренние структуры клетки называются органоиды (или органеллы, что переводится как «маленькие органы»).
Органоиды клетки и их характеристика
Цитоплазма
Обязательная часть клетки, представляет собой вязкий водный раствор различных солей и органических веществ.В ЦП происходит большинство биохимических и физиологических процессов.
ЦПМ
Двойной слой липидов с включениями белка. Молекула липида состоит из гидрофильной головки и гидрофобного хвоста. Липиды обеспечивают «жидкую» структуру мембран, их эластичность, а также относительную подвижность белков.По расположению в мембране, белковые молекулы могут быть интегральными и периферическими. Они обеспечивают избирательный транспорт сахаров, аминокислот, нуклеотидов и других веществ.Углеводы располагаются на поверхности мембраны и закреплены либо на липидах, либо на белковой молекуле. Они неодинаковы у разных клеток и служат своеобразными указателями типа клеток. Благодаря таким антеннам клетки узнают друг друга. Клетки, принадлежащие к одному типу удерживаются вместе, образуя ткани.
Функции белков:
1. Сохраняет форму клеток
2. Защищает цитоплазму от химических и физических повреждений
3. Обеспечивают контакт и взаимодействие клеток в тканях и органах.
4. Транспорт веществ в клетку из окружающей среды и вывод продуктов жизнедеятельности —
Пассивный транспорт – диффузия (для переноса воды и различных ионов по градиенту концентрации). Осуществляется через поры и специальные белковые каналы.
Активный транспорт – перенос молекул и ионов против градиента концентрации, связанный с затратой энергии. Осуществляется специальными белками-переносчиками, работающими как насосы.
5. Эндоцитоз и экзоцитоз.
Эндоцитоз – это активное поглощение веществ из окружающей среды, при котором мембрана образует внутренние впячивания, которые затем отшнуровываясь, превращаются в пузырьки: пиноцитоз (поглощение жидких веществ: Амебы, лейкоциты, клетки печени) и фагоцитоз (поглощение твердых частиц: крупные органические частицы, разрушенные клетки, микроорганизмы. Фагоциты)Экзоцитоз – процесс обратный эндоцитозу. Таким образом различные материалы выводятся из клеток: непереваренные частицы, секретируемые вещества.
Ядро
Заключено в двойную мембрану, пронизанную порами. Содержит хромосомы и ядерный материал.
Нуклеоплазма (ядерный сок)
Ядрышко
хроматин
Каждый биологический вид имеет свое число, размеры и форма хромосом. (Хромосомы содержат ДНК. Ген – структурная единица ДНК).
В соматических клетках имеется диплоидный (двойной) набор хромосом, в половых клетках гаплоидный (одинарный). ДНК всех живых организмов имеет общее строение. ДНК построена из дезоксирибозы, фосфорной кислоты и азотистых оснований: два пуриновых (аденин и гуанин) и два пиримидиновых (цитозин и тимин).Соотношение пуриновых и пиримидиновых оснований в клетке постоянно (А=Т, Г=-Ц Правило Чаргаффа). Делению клеток предшествует удвоение ДНК (репликация). Деление молекул ДНК идет по полуконсервативному механизму (в ДНК дочерней клетки оказывается лишь одна половина материнской ДНК).
Внутри ядра также находится одно или несколько ядрышек, в которых образуются рибосомы.Функции ядра:
1. Хранение и передача генетической информации
2. Участие в синтезе белка и регуляция всех видов клеточной активности
studfiles.net
Строение эукариотной клетки
Эукариотические клетки от простейших до клеток высших растений и животных отличаются сложностью и многообразием структуры и имеют общий принцип строения:
1. Имеют в составе клеток оформленное ядро
2. Наличие таких сложных мембранных структур, как митохондрии и хлоропласты.
3. Подразделение цитоплазмы на множество обособленных пространств – компартментализация
Внутренние структуры клетки называются органоиды (или органеллы, что переводится как «маленькие органы»).
Органоиды клетки и их характеристика
Цитоплазма
Обязательная часть клетки, представляет собой вязкий водный раствор различных солей и органических веществ.
В ЦП происходит большинство биохимических и физиологических процессов.
ЦПМ
Двойной слой липидов с включениями белка. Молекула липида состоит из гидрофильной головки и гидрофобного хвоста.
Липиды обеспечивают «жидкую» структуру мембран, их эластичность, а также относительную подвижность белков.По расположению в мембране, белковые молекулы могут быть интегральными и периферическими. Они обеспечивают избирательный транспорт сахаров, аминокислот, нуклеотидов и других веществ.
Углеводы располагаются на поверхности мембраны и закреплены либо на липидах, либо на белковой молекуле. Они неодинаковы у разных клеток и служат своеобразными указателями типа клеток. Благодаря таким антеннам клетки узнают друг друга. Клетки, принадлежащие к одному типу удерживаются вместе, образуя ткани.
Функции белков:
1. Сохраняет форму клеток
2. Защищает цитоплазму от химических и физических повреждений
3. Обеспечивают контакт и взаимодействие клеток в тканях и органах.
4. Транспорт веществ в клетку из окружающей среды и вывод продуктов жизнедеятельности —
· Пассивный транспорт – диффузия (для переноса воды и различных ионов по градиенту концентрации). Осуществляется через поры и специальные белковые каналы.
· Активный транспорт – перенос молекул и ионов против градиента концентрации, связанный с затратой энергии. Осуществляется специальными белками-переносчиками, работающими как насосы.
5. Эндоцитоз и экзоцитоз.
Эндоцитоз – это активное поглощение веществ из окружающей среды, при котором мембрана образует внутренние впячивания, которые затем отшнуровываясь, превращаются в пузырьки: пиноцитоз (поглощение жидких веществ: Амебы, лейкоциты, клетки печени) и фагоцитоз (поглощение твердых частиц: крупные органические частицы, разрушенные клетки, микроорганизмы. Фагоциты)
Экзоцитоз – процесс обратный эндоцитозу. Таким образом различные материалы выводятся из клеток: непереваренные частицы, секретируемые вещества.
Ядро
|
Каждый биологический вид имеет свое число, размеры и форма хромосом. (Хромосомы содержат ДНК. Ген – структурная единица ДНК).
В соматических клетках имеется диплоидный (двойной) набор хромосом, в половых клетках гаплоидный (одинарный).
ДНК всех живых организмов имеет общее строение. ДНК построена из дезоксирибозы, фосфорной кислоты и азотистых оснований: два пуриновых (аденин и гуанин) и два пиримидиновых (цитозин и тимин).
Соотношение пуриновых и пиримидиновых оснований в клетке постоянно (А=Т, Г=-Ц Правило Чаргаффа).
Делению клеток предшествует удвоение ДНК (репликация). Деление молекул ДНК идет по полуконсервативному механизму (в ДНК дочерней клетки оказывается лишь одна половина материнской ДНК).
Внутри ядра также находится одно или несколько ядрышек, в которых образуются рибосомы.
Функции ядра:
1. Хранение и передача генетической информации
2. Участие в синтезе белка и регуляция всех видов клеточной активности
Похожие статьи:
poznayka.org
Строение эукариотической клетки.
Все эукариотическиеклетки имеют общий план строения. Клетка состоит из двух основных компонентов – ядра и цитоплазмы. Цитоплазма отделена от внешней среды плазматической мембраной и содержит органеллы и включения, погруженные в цитоплазматический матрикс (гиалоплазма). Цитоплазматический матрикс – сложная каллоидная система, способная к обратимым переходам из золя в гель. В состав гиалоплазмы входят растворимые белки, РНК, полисахариды, липиды.
Органеллы – постоянные компоненты цитоплазмы. Различают мембранные и немембранные органеллы.Мембранныеорганеллы представлены двумя вариантами: одномембранные и двумембранные. К первым относятся органеллы вакуолярной системы – эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы и другие специализированные вакуоли, а также плазматическая мембрана. К двумембранным органеллам относятся митохондрии и пластиды, а также клеточное ядро. Кнемембранным органеллам принадлежат рибосомы, клеточный центр животных клеток, а также элементы цитоскелета (микротрубочки и микрофиламенты)
Включенияпредставляют собой непостоянные компоненты цитоплазмы, образующиеся в результате накопления продуктов метаболизма клеток.
Структура клеточных мембран.
Структурной основой мембран является двойной слой липидов, в который включены молекулы белка. К липидам относится большая группа органических веществ, обладающих плохой растворимостью в воде (гидрофобность) и хорошей растворимостью в органических растворителях (липофильность). Состав липидов, входящих в мембраны клеток, очень разнообразен. Характерными представителями липидов, встречающихся в клеточных мембранах, являются фосфолипиды, сфингомиелины и холестерин (в растительных клетках не обнаружен). Характерной особенностью липидов мембран является разделение их молекулы на две функционально различные части: неполярные хвосты, состоящие из жирных кислот, и заряженные полярные головки.
Обязательным компонентом клеточных мембран являются белки (протеины). В среднем они составляют 50% массы мембраны (в мембранах митохондрий на долю белков приходится около 75%, а в плазматической мембране клеток миелиновой оболочки – около 25%).
Выявлено два типа мембранных белков. Белки первого типа, называемые периферическими белками, связаны с мембраной в основном ионными взаимодействиями. Мембранные белки второго типа называют интегральными белками. Эти протеины или погружены в толщу липидного бислоя, или пронизывают мембрану насквозь (трансмембранные белки). Интегральные белки перемещаются в плоскости мембраны.
По биологической роли мембранные белки можно разделить на три группы: ферменты, рецепторные белки и структурные белки.
Особое место среди клеточных мембран занимает плазматическая мембрана или плазмалемма. Плазматической мембраной называется барьер, который окружает цитоплазму, определяя границы клетки. Она имеет толщину около 10 нм и представляет собой самую толстую из клеточных мембран. Большая ее толщина обусловлена тем, что на ее внутренней стороне локализован слой периферических белков. На наружной стороне клеток животных располагается слой углеводных компонентов (гликокаликс), а у растений – клеточная стенка.
Функции мембран:
Ограничение клетки от внешней среды, поддержание формы клетки;
Обеспечение транспорта различных веществ как внутрь клетки, так и из нее. Различают активный и пассивный типы транспорта. К пассивным механизмам относят диффузию, облегченную диффузию и осмос, к активным – работу белковых ионных насосов, эндоцитоз и экзоцитоз;
Восприятие сигналов и передача их внутрь клетки. На поверхности плазмалеммы располагаются различные рецепторные структуры (для гормонов, медиаторов и др.), специфически взаимодействующие с внеклеточными факторами и с соседними клетками;
Отдельные участки плазматической мембраны в специализированных клетках животных принимают участие в построении специальных отростков клетки, таких, как микроворсинки, реснички, рецепторные выросты и др.;
Плазматическая мембрана играет важную роль при делении клетки;
Участие в биохимических процессах, поскольку большинство ферментов связано с мембранами;
Формирование мембранных структур клетки;
Плазматическая мембрана принимает участие в образовании межклеточных взаимодействий у многоклеточных организмов, что способствует формированию тканей.
studfiles.net
Строение клетки эукариот (ядерных). Общая характеристика клеток. Плазматическая мембрана. Химический состав и структура мембран. Транспорт веществ через мембрану
Строение клетки эукариот (ядерных). Общая характеристика клеток. Плазматическая мембрана. Химический состав и структура мембран. Транспорт веществ через мембрану
Строение клетки эукариот (ядерных). Общая характеристика клеток. Плазматическая мембрана. Химический состав и структура мембран. Транспорт веществ через мембрану
Общая характеристика клеток
К эукариотам (от греч. эу – полностью, хорошо) относятся клетки растений, грибов, животных. Среди эукариот есть одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы. Клетки этих организмов имеют хорошо сформированное ядро. Некоторые зрелые клетки (ситообразные трубки высших растений, эритроциты и тромбоциты большинства млекопитающих) в процессе эволюции его утратили.
Каждая клетка состоит из поверхностного аппарата, цитоплазмы и внутриклеточных структур. Поверхностный аппарат клетки образован плазматической мембраной, надмембранными и подмембранными структурами. Через него происходит обмен веществ между клеткой и средой обитания. Поверхностный аппарат клеток разных организмов отличается. У клеток бактерий, растений и грибов в состав надмембранного комплекса входит клеточная стенка, а животных клеток – гликокаликс.
Плазматическая мембрана
Клетки как прокариот, так и эукариот покрыты плазматической мембраной (от лат. membrana – кожура, пленка), 6-10 нм толщиной. Она ограничивает цитоплазму и защищает ее от воздействий окружающей среды. Ее основная функция – транспорт веществ. Плазматическая мембрана определяет размеры клеток. В клетке нет открытых мембран со свободными концами. На протяжении жизни клетки мембрана остается постоянной, но все ее составляющие постоянно обновляются.
Кроме того, различают внутренние мембраны. Ими внутренняя среда клеток разделена на отдельные функциональные участки – компартменты. Одна из функций компартментов – это обеспечение возможности одновременного осуществления многих несовместимых биохимических процессов. Разнообразные мембранные структуры были выявлены с помощью световой и электронной микроскопии. Крупнейшими компартментами являются ядро, митохондрии и т. п.
В биологических мембранах происходят процессы, связанные с преобразованием энергии, формированием и передачей возбуждения, восприятием и передачей информации, явлениями иммунитета и т. п. У многоклеточных организмов плазматические мембраны обеспечивают межклеточные контакты.
Плазматическая мембрана эукариотических клеток в определенных местах составляет единое целое с мембранами эндоплазматической сети. Мембраны эндоплазматической сети непосредственно связаны с мембранами комплекса Гольджи. С помощью комплекса Гольджи воссоздаются клеточные структуры (лизосомы и т. п.). Лизосомы сливаются с пиноцитозными или фагоцитозными пузырьками. Последние возникают из плазматической мембраны. Клетка делится на большое количество ячеек. Они играют важную роль в ходе процессов обмена.
После деления клетки из мембран эндоплазматической сети образуется ядерная мембрана. Внешняя ядерная мембрана является продолжением мембраны эндоплазматической сети.
Таким образом, единая мембранная система клетки составляет комплекс мембранных структур. Эти структуры связаны между собою пространственно и функционально.
Химический состав мембран
Все клеточные мембраны и эукариот, и прокариот имеют подобные химический состав и принцип организации. Но соотношения химических компонентов, детали строения могут отличаться, в зависимости от типа мембран и их функций.
Основные химические компоненты мембраны: липиды, белки и некоторое количество углеводов.
Белки являются основным функциональным компонентом биологических мембран. От сухой массы мембран составляют в среднем до 60 %. Они образуют комплексы с липидами. В строении мембран различают поверхностные и внутренние белки.
Поверхностные белки составляют около 30 % от общего количества мембранных белков. Они содержатся на внешней и внутренней поверхностях мембран. Поверхностные белки связаны с поверхностями мембран непосредственно или через двухвалентные катионы, преимущественно Са2+ и Mg2+электрическими силами. При разрушении клетки легко отделяются от мембран.
Внутренние белки составляют почти 70 % общего количества мембранных белков. Они погружены на разную глубину в двойной слой липидов. Иногда пронизывают мембрану насквозь. Такие белки связывают обе поверхности мембраны.
По биологической роли мембранные белки делят на ферментативные, защитные, рецепторные (сигнальные белки) и структурные.
Разные типы мембран имеют определенный набор ферментативных белков. На мембранах содержатся некоторые ферменты, которые принимают участие в регуляции обмена веществ, преобразовании энергии и т. п.
Некоторые мембранные белки (антитела и т. п.) выполняют защитную функцию.
Структурные белки принимают участие в стабилизации мембран.
Рецепторные белки способны в ответ на воздействие различных факторов окружающей среды изменять свою пространственную структуру и таким образом передавать сигнал в клетку.
Липиды составляют от сухой массы мембран 40 %. Преобладают среди липидов фосфолипиды (до 80 %). Фосфолипиды в своем составе имеют остатки фосфорной и серной кислот, которые образуют гидрофильные головки. Неполярная часть представлена остатками жирных кислот.
Углеводы не входят самостоятельно в состав мембран. Они образуют комплексы с белками или липидами: гликопротеиды или гликолипиды соответственно. Локализованы на внешней стороне внешней мембраны.
Структура биологических мембран
Общепринятая модель биологических мембран как прокариот, так и эукариот – жидкостно-мозаичная. Название происходит от того, что около 30 % липидов тесно связаны с внутренними белками, а остальные находятся в жидком состоянии. Молекулы липидов образуют двойной слой, где полярные гидрофильные остатки фосфорной кислоты (головки) обращены к внешней и внутренней сторонам мембраны, к жидкой среде, неполярные хвосты – вглубь. Молекулы белков находятся или с внешней, или с внутренней стороны слоя липидов, или погружены в него. Сверху мембрана напоминает мозаику, которая образована полярными головками липидов и поверхностными и внутренними белками.
Мембраны способны волнообразно двигаться, чем способствуют передвижению макромолекул. Поскольку входящие в состав мембран молекулы способны перемещаться, мембраны при незначительных повреждениях быстро восстанавливаются, могут легко сливаться одна с другой, растягиваться и сжиматься.
Между молекулами белков или их частями часто существуют поры, или канальцы, заполненные водой.
Поверхность мембраны неоднородная, чем обусловлены отличительные физиологические свойства разных участков. Она образует отростки, вгибы, складки, микроворсинки, которые намного увеличивают внешнюю и внутреннюю поверхности клетки.
Транспорт веществ через мембрану
Транспорт может быть как пассивным (без затрат энергии), так и активным (с затратами энергии).
Пассивный транспорт веществ через мембрану
Пассивный транспорт происходит посредством диффузии, осмоса, транспортных белков. Процессы пассивного и активного транспорта присущи всем типам мембран.
Диффузия – это процесс взаимопроникновения молекул. Происходит взаимопроникновение благодаря различию в концентрации вещества извне и внутри клетки по градиенту концентрации. Вещества через определенные участки или поры проникают через мембрану вследствие хаотичного теплового движения молекул без затрат энергии. Диффузия зависит от проницаемости мембраны. Процесс пассивного транспорта обеспечивает избирательную проницаемость веществ через мембраны. Полупроницаемостъ мембраны – это способность выборочно пропускать в клетку и выводить из нее разные молекулы и ионы. При этом, как и при диффузии, вещества перемещаются благодаря градиенту концентрации почти без затрат энергии.
Осмос – это диффузия воды через полупроницаемую мембрану из области с меньшей концентрацией растворенного вещества в область с большей концентрацией.
Существует несколько механизмов пассивного транспорта с помощью белков: 1) с участием подвижных белков-переносчиков, которые присоединяют транспортируемое вещество на одной поверхности мембраны, а освобождают на другой; 2) за счет изменения конфигурации внутренних белков, которые пересекают мембрану. Некоторые белки могут вращаться вокруг своей оси.
Фиксированные в мембране молекулы переносчиков могут образовывать цепь, и определенное вещество последовательно перемещается от одного звена этой цепи к другому.
Активный транспорт веществ через мембрану
Активный транспорт связан с затратами энергии, источником которой могут быть или различие концентрации ионов, которые возникают с обеих сторон мембраны, или энергия, которая высвобождается при расщеплении молекул АТФ.
На перенос веществ через плазматическую мембрану влияет различие концентрации ионов калия и натрия во внутренней и внешней средах клетки. Внутри живой клетки концентрация ионов калия всегда выше, чем извне, а ионов натрия – наоборот. Возникает градиент концентрации, который ведет к поступлению в клетку посредством диффузии ионов натрия, а ионов калия – из нее. Концентрация ионов в клетке и вне ее никогда не выравнивается, поскольку существует особый механизм, который выводит ионы натрия из клетки и вводит туда ионы калия. Такой механизм называется калиево-натриевым насосом. Процесс происходит с затратой энергии. Концентрация этих ионов с обеих сторон плазматической мембраны выравнивается в мертвых или замороженных клетках. Благодаря калиево-натриевому насосу облегчается энергетический негатив – против градиента концентрации – транспорт низкомолекулярных соединений (глюкозы, аминокислот и т. п.).
К активному транспорту относятся цитозы. Выведение веществ из клетки называется экзоцитозом, введение их в клетку – эндоцитозом. Известно два вида эндоцитоза: фагоцитоз и пиноцитоз. При этом образуются пузырьки, окруженные мембраной, диаметром 0,01-2 мкм. Вещества в этих творениях сливаются или взаимодействуют с разнообразными мембранными структурами.
Фагоцитоз (от греч. фагос – пожирать) – активное поглощение твердых объектов, частичек органических веществ, мелких клеток и т. п. Фагоцитоз наблюдается у клеток одноклеточных или многоклеточных животных, которые лишены клеточной стенки. Одноклеточные животные (амебы, фораминиферы и т. п.) и некоторые многоклеточные (клетки гидры и т. п.) питаются благодаря фагоцитозу. Лейкоциты хордовых с помощью фагоцитоза выполняют защитную функцию.
Процесс фагоцитоза происходит в несколько этапов: 1) сближение клетки с объектом, который можно захватить; 2) образование фагосомы – плазматическая мембрана окутывает объект и проталкивает его в цитоплазму; 3) переваривание объекта (поступают лизосомы, содержащие гидролитические ферменты). Непереваренные остатки выводятся из клетки.
Пиноцитоз (от греч. пино – пью, вбираю) – это поглощение клеткой жидкостей вместе с растворенными в них соединениями. Происходит благодаря вгибанию мембраны. Наблюдается у клеток разнообразных организмов.
xn—-9sbecybtxb6o.xn--p1ai
