struktur sel hidup. Struktur dan fungsi sel Struktur struktur sel

Sel, seperti blok bangunan rumah, adalah blok bangunan hampir semua organisma hidup. Apakah bahagian yang terdiri daripada mereka? Apakah fungsi pelbagai struktur khusus dalam sel? Anda akan mendapat jawapan kepada ini dan banyak soalan lain dalam artikel kami.

Apa itu sel

Sel ialah unit struktur dan fungsi terkecil bagi organisma hidup. Walaupun saiznya agak kecil, ia membentuk tahap pembangunannya sendiri. Contoh organisma unisel ialah alga hijau chlamydomonas dan chlorella, protozoa euglena, amoeba dan ciliates. Saiz mereka benar-benar mikroskopik. Walau bagaimanapun, fungsi sel organisma bagi unit sistematik tertentu adalah agak kompleks. Ini adalah pemakanan, pernafasan, metabolisme, pergerakan dalam ruang dan pembiakan.

Pelan am struktur sel

Tidak semua organisma hidup mempunyai struktur selular. Sebagai contoh, virus terdiri daripada asid nukleik dan lapisan protein. Tumbuhan, haiwan, kulat dan bakteria terdiri daripada sel. Kesemua mereka berbeza dalam ciri struktur. Walau bagaimanapun, struktur umum mereka adalah sama. Ia diwakili oleh radas permukaan, kandungan dalaman - sitoplasma, organel dan kemasukan. Fungsi sel adalah disebabkan oleh ciri struktur komponen ini. Sebagai contoh, dalam tumbuhan, fotosintesis dijalankan pada permukaan dalaman organel khas yang dipanggil kloroplas. Haiwan tidak mempunyai struktur ini. Struktur sel (jadual "Struktur dan fungsi organel" meneliti secara terperinci semua ciri) menentukan peranannya dalam alam semula jadi. Tetapi untuk semua organisma multiselular, perkara biasa adalah untuk memastikan metabolisme dan hubungan antara semua organ.

Struktur sel: jadual "Struktur dan fungsi organel"

Jadual ini akan membantu anda membiasakan diri dengan struktur struktur selular secara terperinci.

Seperti yang anda lihat, setiap organel sel mempunyai struktur kompleksnya sendiri. Selain itu, struktur setiap satunya menentukan fungsi yang dilakukan. Hanya kerja diselaraskan semua organel membolehkan hidupan wujud di peringkat selular, tisu dan organisma.

Fungsi asas sel

Sel adalah struktur yang unik. Di satu pihak, setiap komponennya memainkan peranannya. Sebaliknya, fungsi sel tertakluk kepada satu mekanisme kerja yang diselaraskan. Pada tahap organisasi kehidupan inilah proses yang paling penting berlaku. Salah satunya ialah pembiakan. Ia berdasarkan proses. Terdapat dua cara utama untuk melakukannya. Jadi, gamet dibahagikan dengan meiosis, semua yang lain (somatik) - dengan mitosis.

Kerana fakta bahawa membran adalah separa telap, ia adalah mungkin untuk memasuki sel dan ke dalam arah terbalik pelbagai bahan. Foundation untuk semua proses metabolik ialah air. Memasuki badan, biopolimer dipecahkan kepada sebatian mudah. Tetapi mineral berada dalam larutan dalam bentuk ion.

Kemasukan sel

Fungsi sel tidak akan dijalankan sepenuhnya tanpa kehadiran kemasukan. Bahan-bahan ini adalah simpanan organisma untuk tempoh yang tidak menguntungkan. Ia boleh menjadi kemarau, penurunan suhu, jumlah oksigen yang tidak mencukupi. Fungsi penyimpanan bahan dalam sel tumbuhan dilakukan oleh kanji. Ia ditemui dalam sitoplasma dalam bentuk butiran. Glikogen ialah karbohidrat simpanan dalam sel haiwan.

Apakah fabrik

Dalam sel yang mempunyai struktur dan fungsi yang serupa, mereka bergabung untuk membentuk tisu. Struktur ini khusus. Sebagai contoh, semua sel tisu epitelium adalah kecil, rapat bersebelahan antara satu sama lain. Bentuk mereka sangat pelbagai. Fabrik ini boleh dikatakan tiada. Struktur sedemikian menyerupai perisai. Disebabkan ini, tisu epitelium melakukan fungsi perlindungan. Tetapi mana-mana organisma bukan sahaja memerlukan "perisai", tetapi juga hubungan dengan alam sekitar. Untuk menjalankan fungsi ini, terdapat pembentukan khas dalam epitelium - liang. Dan dalam tumbuhan, stomata kulit atau lentil gabus berfungsi sebagai struktur yang serupa. Struktur ini menjalankan pertukaran gas, transpirasi, fotosintesis, termoregulasi. Dan di atas semua, proses ini dijalankan di peringkat molekul dan selular.

Hubungan antara struktur dan fungsi sel

Fungsi sel ditentukan oleh strukturnya. Semua kain adalah contoh utama ini. Jadi, myofibrils mampu mengecut. Ini adalah sel tisu otot yang menjalankan pergerakan bahagian individu dan seluruh badan di angkasa. Tetapi yang menghubungkan mempunyai prinsip struktur yang berbeza. Jenis ini tisu terdiri daripada sel-sel yang besar. Mereka adalah asas kepada keseluruhan organisma. Tisu penghubung juga mengandungi sejumlah besar bahan antara sel. Struktur sedemikian menyediakan jumlah yang mencukupi. Jenis tisu ini diwakili oleh jenis seperti darah, tulang rawan, tisu tulang.

Mereka mengatakan bahawa mereka tidak pulih ... Terdapat banyak pandangan yang berbeza. Walau bagaimanapun, tiada siapa yang meragui bahawa neuron menghubungkan seluruh badan menjadi satu keseluruhan. Ini dicapai oleh satu lagi ciri struktur. Neuron terdiri daripada badan dan proses - akson dan dendrit. Menurut mereka, maklumat mengalir secara berurutan dari ujung saraf ke otak, dan dari sana kembali ke organ yang bekerja. Hasil daripada kerja neuron, seluruh badan disambungkan oleh satu rangkaian.

Jadi, kebanyakan organisma hidup mempunyai struktur selular. Struktur ini adalah blok bangunan tumbuhan, haiwan, kulat dan bakteria. Fungsi umum sel adalah keupayaan untuk membahagikan, persepsi faktor persekitaran dan metabolisme.

Hantar kerja baik anda di pangkalan pengetahuan adalah mudah. Gunakan borang di bawah

Pelajar, pelajar siswazah, saintis muda yang menggunakan pangkalan pengetahuan dalam pengajian dan kerja mereka akan sangat berterima kasih kepada anda.

Dihoskan di http://www.allbest.ru/

Rancang

1. Sel, struktur dan fungsinya

2. Air dalam kehidupan sel

3. Metabolisme dan tenaga dalam sel

4. Pemakanan sel. Fotosintesis dan kemosintesis

5. Kod genetik. Sintesis protein dalam sel

6. Peraturan transkripsi dan terjemahan dalam sel dan organisma

Bibliografi

1. Sel, struktur dan fungsinya

Sel terletak di dalam bahan antara sel, yang memberikan kekuatan mekanikal, pemakanan dan pernafasan. Bahagian utama mana-mana sel ialah sitoplasma dan nukleus.

Sel ditutup dengan membran yang terdiri daripada beberapa lapisan molekul, memberikan kebolehtelapan terpilih bahan. Struktur terkecil - organel - terletak di dalam sitoplasma. Organel sel termasuk: retikulum endoplasma, ribosom, mitokondria, lisosom, kompleks golgi, pusat sel.

Sel terdiri daripada: radas permukaan, sitoplasma, nukleus.

Struktur sel haiwan

Membran luar atau plasma- mengehadkan kandungan sel daripada persekitaran (sel lain, bahan antara sel), terdiri daripada molekul lipid dan protein, menyediakan komunikasi antara sel, pengangkutan bahan ke dalam sel (pinositosis, fagositosis) dan keluar dari sel.

Sitoplasma- persekitaran separa cecair dalaman sel, yang menyediakan komunikasi antara nukleus dan organel yang terletak di dalamnya. Proses utama aktiviti penting berlaku dalam sitoplasma.

Organel sel:

1) retikulum endoplasma (ER)- sistem tubul bercabang, terlibat dalam sintesis protein, lipid dan karbohidrat, dalam pengangkutan bahan, dalam sel;

2) ribosom- badan yang mengandungi rRNA terletak pada ER dan dalam sitoplasma, dan terlibat dalam sintesis protein. EPS dan ribosom ialah alat tunggal untuk sintesis dan pengangkutan protein;

3) mitokondria- "stesen kuasa" sel, dibatasi dari sitoplasma oleh dua membran. Bahagian dalam membentuk krista (lipatan) yang meningkatkan permukaannya. Enzim pada cristae mempercepatkan tindak balas pengoksidaan bahan organik dan sintesis molekul ATP yang kaya dengan tenaga;

4) kompleks golgi- sekumpulan rongga yang dibatasi oleh membran dari sitoplasma, diisi dengan protein, lemak dan karbohidrat, yang sama ada digunakan dalam proses hidup atau dikeluarkan daripada sel. Membran kompleks menjalankan sintesis lemak dan karbohidrat;

5) lisosom- badan yang dipenuhi dengan enzim mempercepatkan tindak balas membelah protein kepada asid amino, lipid kepada gliserol dan asid lemak, polisakarida kepada monosakarida. Dalam lisosom, bahagian sel yang mati, seluruh sel dan sel dimusnahkan.

Kemasukan sel- Pengumpulan nutrien tambahan: protein, lemak dan karbohidrat.

teras- bahagian paling penting dalam sel.

Ia ditutup dengan membran dua membran dengan liang di mana beberapa bahan menembusi ke dalam nukleus, sementara yang lain memasuki sitoplasma.

Kromosom adalah struktur utama nukleus, pembawa maklumat keturunan tentang ciri-ciri organisma. Ia dihantar dalam proses pembahagian sel ibu kepada sel anak perempuan, dan dengan sel kuman - kepada organisma anak perempuan.

Nukleus adalah tapak sintesis DNA, mRNA, rRNA.

Komposisi kimia sel

Sel ialah unit asas kehidupan di Bumi. Ia mempunyai semua ciri organisma hidup: ia tumbuh, membiak, menukar bahan dan tenaga dengan persekitaran, dan bertindak balas terhadap rangsangan luar. Permulaan evolusi biologi dikaitkan dengan kemunculan bentuk kehidupan selular di Bumi. Organisma unisel ialah sel yang wujud secara berasingan antara satu sama lain. Badan semua organisma multiselular - haiwan dan tumbuhan - dibina daripada lebih kurang sel, yang merupakan sejenis blok binaan yang membentuk organisma yang kompleks. Tidak kira sama ada sel adalah sistem hidup yang penting - organisma yang berasingan atau hanya sebahagian daripadanya, ia dikurniakan satu set ciri dan sifat yang biasa kepada semua sel.

Kira-kira 60 unsur ditemui dalam sel sistem berkala Mendeleev, yang juga terdapat dalam alam semula jadi yang tidak bernyawa. Ini adalah salah satu bukti kesamaan alam bernyawa dan tidak bernyawa. Hidrogen, oksigen, karbon dan nitrogen adalah yang paling biasa dalam organisma hidup, yang membentuk kira-kira 98% daripada jisim sel. Ini disebabkan oleh keanehan sifat kimia hidrogen, oksigen, karbon dan nitrogen, akibatnya ia menjadi yang paling sesuai untuk pembentukan molekul yang melakukan fungsi biologi. Keempat-empat unsur ini mampu membentuk ikatan kovalen yang sangat kuat melalui pasangan elektron kepunyaan dua atom. Atom karbon terikat kovalen boleh membentuk tulang belakang molekul organik yang berbeza yang tidak terkira banyaknya. Oleh kerana atom karbon mudah membentuk ikatan kovalen dengan oksigen, hidrogen, nitrogen, dan juga dengan sulfur, molekul organik mencapai kerumitan dan kepelbagaian struktur yang luar biasa.

Sebagai tambahan kepada empat unsur utama, sel mengandungi besi, kalium, natrium, kalsium, magnesium, klorin, fosforus dan sulfur dalam jumlah yang ketara (pecahan ke-10 dan ke-100 peratus). Semua unsur lain (zink, kuprum, iodin, fluorin, kobalt, mangan, dll.) ditemui dalam sel dalam kuantiti yang sangat kecil dan oleh itu dipanggil unsur mikro.

Unsur kimia adalah sebahagian daripada sebatian tak organik dan organik. Sebatian tak organik termasuk air, garam mineral, karbon dioksida, asid dan bes. Sebatian organik ialah protein, asid nukleik, karbohidrat, lemak (lipid) dan lipoid. Sebagai tambahan kepada oksigen, hidrogen, karbon dan nitrogen, unsur-unsur lain boleh dimasukkan ke dalam komposisi mereka. Sesetengah protein mengandungi sulfur. Sebahagian asid nukleik ialah fosforus. Molekul hemoglobin termasuk besi, magnesium terlibat dalam pembinaan molekul klorofil. Unsur surih, walaupun kandungannya sangat rendah dalam organisma hidup, memainkan peranan penting dalam proses kehidupan. Iodin adalah sebahagian daripada hormon tiroid - tiroksin, kobalt - dalam komposisi hormon vitamin B 12 bahagian insular pankreas - insulin - mengandungi zink.

Bahan organik sel

tupai.

Di antara bahan organik sel, protein berada di tempat pertama baik dalam kuantiti (10 - 12% daripada jumlah jisim sel) dan dalam nilai. Protein ialah polimer berat molekul tinggi (dengan berat molekul 6,000 hingga 1 juta atau lebih) yang monomernya adalah asid amino. Organisma hidup menggunakan 20 asid amino, walaupun terdapat banyak lagi. Setiap asid amino mengandungi kumpulan amino (-NH2), yang mempunyai sifat asas, dan kumpulan karboksil (-COOH), yang mempunyai sifat berasid. Dua asid amino digabungkan menjadi satu molekul dengan mewujudkan ikatan HN-CO dengan pembebasan molekul air. Ikatan antara kumpulan amino satu asid amino dan kumpulan karboksil yang lain dipanggil ikatan peptida.

Protein ialah polipeptida yang mengandungi puluhan atau ratusan asid amino. Molekul pelbagai protein berbeza antara satu sama lain dalam berat molekul, bilangan, komposisi asid amino dan urutannya dalam rantai polipeptida. Oleh itu, jelas bahawa protein mempunyai kepelbagaian yang besar, bilangannya dalam semua jenis organisma hidup dianggarkan pada 1010 - 1012.

Rantaian unit asid amino yang disambungkan oleh ikatan peptida kovalen dalam urutan tertentu dipanggil struktur utama protein.

Dalam sel, protein mempunyai bentuk gentian berpintal heliks atau bebola (globul). Ini dijelaskan oleh fakta bahawa dalam protein semulajadi rantai polipeptida dilipat dengan cara yang ditetapkan dengan ketat, bergantung pada struktur kimia asid amino konstituennya.

Pertama, rantai polipeptida bergelung menjadi heliks. Tarikan timbul antara atom lilitan bersebelahan dan ikatan hidrogen terbentuk, khususnya, antara kumpulan NH- dan CO yang terletak pada lilitan bersebelahan. Rantaian asid amino dipintal dalam bentuk bentuk lingkaran struktur sekunder tupai. Hasil daripada lipatan lanjut heliks, konfigurasi khusus untuk setiap protein timbul, dipanggil struktur tertier. Struktur tertier adalah disebabkan oleh tindakan daya lekatan antara radikal hidrofobik yang terdapat dalam beberapa asid amino dan ikatan kovalen antara kumpulan SH asid amino sistein (ikatan S-S). Bilangan asid amino radikal hidrofobik dan sistein, serta susunan susunannya dalam rantai polipeptida, adalah khusus untuk setiap protein. Akibatnya, ciri-ciri struktur tertier protein ditentukan oleh struktur utamanya. Protein mempamerkan aktiviti biologi hanya dalam bentuk struktur tertier. Oleh itu, penggantian walaupun satu asid amino dalam rantai polipeptida boleh membawa kepada perubahan dalam konfigurasi protein dan penurunan atau kehilangan aktiviti biologinya.

Dalam sesetengah kes, molekul protein bergabung antara satu sama lain dan hanya boleh melaksanakan fungsinya dalam bentuk kompleks. Jadi, hemoglobin adalah kompleks empat molekul dan hanya dalam bentuk ini ia mampu melekat dan mengangkut oksigen.Agregat tersebut mewakili struktur kuaternari protein. Mengikut komposisi mereka, protein dibahagikan kepada dua kelas utama - mudah dan kompleks. Protein ringkas hanya terdiri daripada asid amino asid nukleik (nukleotida), lipid (lipoprotein), Me (protein logam), P (fosfoprotein).

Fungsi protein dalam sel sangat pelbagai..

Salah satu yang paling penting ialah fungsi bangunan: protein terlibat dalam pembentukan semua membran sel dan organel sel, serta struktur intraselular. Secara eksklusif kepentingan mempunyai peranan enzimatik (pemangkin) protein. Enzim mempercepatkan tindak balas kimia yang berlaku di dalam sel sebanyak 10 atau 100 juta kali. Fungsi motor disediakan oleh protein kontraktil khas. Protein ini terlibat dalam semua jenis pergerakan yang mampu dilakukan oleh sel dan organisma: kerlipan silia dan pemukulan flagella dalam protozoa, pengecutan otot pada haiwan, pergerakan daun dalam tumbuhan, dsb.

Fungsi pengangkutan protein adalah untuk melekatkan unsur kimia (contohnya, hemoglobin melekat O) atau bahan aktif secara biologi (hormon) dan memindahkannya ke tisu dan organ badan. Fungsi perlindungan dinyatakan dalam bentuk pengeluaran protein khas, dipanggil antibodi, sebagai tindak balas kepada penembusan protein atau sel asing ke dalam badan. Antibodi mengikat dan meneutralkan bahan asing. Protein memainkan peranan penting sebagai sumber tenaga. Dengan pemisahan lengkap 1g. protein dikeluarkan 17.6 kJ (~ 4.2 kcal). kromosom membran sel

Karbohidrat.

Karbohidrat atau sakarida adalah sebatian organik formula am(CH 2O) n. Kebanyakan karbohidrat mempunyai dua kali ganda bilangan atom H berbanding atom O, seperti dalam molekul air. Oleh itu, bahan-bahan ini dipanggil karbohidrat. Dalam sel hidup, karbohidrat didapati dalam kuantiti tidak melebihi 1-2, kadang-kadang 5% (dalam hati, dalam otot). Sel tumbuhan adalah yang paling kaya dengan karbohidrat, di mana kandungannya dalam beberapa kes mencapai 90% daripada jisim bahan kering (benih, ubi kentang, dll.).

Karbohidrat adalah mudah dan kompleks.

Karbohidrat ringkas dipanggil monosakarida. Bergantung kepada bilangan atom karbohidrat dalam molekul, monosakarida dipanggil trioses, tetroses, pentosa, atau heksosa. Daripada enam karbon monosakarida, heksosa, glukosa, fruktosa dan galaktosa adalah yang paling penting. Glukosa terkandung dalam darah (0.1-0.12%). Pentosa ribosa dan deoksiribosa adalah sebahagian daripada asid nukleik dan ATP. Jika dua monosakarida bergabung dalam satu molekul, sebatian sedemikian dipanggil disakarida. Gula pemakanan, diperoleh daripada tebu atau bit gula, terdiri daripada satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa, gula susu- daripada glukosa dan galaktosa.

Karbohidrat kompleks yang dibentuk oleh banyak monosakarida dipanggil polisakarida. Monomer polisakarida seperti kanji, glikogen, selulosa ialah glukosa. Karbohidrat melaksanakan dua fungsi utama: pembinaan dan tenaga. Selulosa membentuk dinding sel tumbuhan. Kitin polisakarida kompleks adalah komponen struktur utama eksoskeleton arthropoda. Chitin juga melakukan fungsi pembinaan dalam kulat.

Karbohidrat memainkan peranan sebagai sumber tenaga utama dalam sel. Dalam proses pengoksidaan 1 g karbohidrat, 17.6 kJ (~ 4.2 kcal) dibebaskan. Kanji dalam tumbuhan dan glikogen dalam haiwan disimpan dalam sel dan berfungsi sebagai rizab tenaga.

Asid nukleik.

Nilai asid nukleik dalam sel adalah sangat tinggi. Keanehan struktur kimia mereka memberikan kemungkinan menyimpan, memindahkan dan menghantar maklumat tentang struktur molekul protein ke sel anak, yang disintesis dalam setiap tisu pada peringkat tertentu perkembangan individu.

Oleh kerana kebanyakan sifat dan ciri sel adalah disebabkan oleh protein, jelas bahawa kestabilan asid nukleik adalah syarat penting fungsi normal sel dan keseluruhan organisma. Sebarang perubahan dalam struktur sel atau aktiviti proses fisiologi di dalamnya, sekali gus menjejaskan kehidupan. Kajian tentang struktur asid nukleik adalah sangat penting untuk memahami pewarisan sifat dalam organisma dan corak fungsi kedua-dua sel individu dan sistem selular - tisu dan organ.

Terdapat 2 jenis asid nukleik - DNA dan RNA.

DNA ialah polimer yang terdiri daripada dua heliks nukleotida, tertutup sehingga heliks berganda terbentuk. Monomer molekul DNA ialah nukleotida yang terdiri daripada bes nitrogen (adenine, timin, guanin atau sitosin), karbohidrat (deoksiribosa) dan residu asid fosforik. Bes nitrogen dalam molekul DNA saling berkaitan dengan bilangan ikatan-H yang tidak sama dan disusun secara berpasangan: adenine (A) sentiasa menentang timin (T), guanin (G) terhadap sitosin (C). Secara skematik, susunan nukleotida dalam molekul DNA boleh digambarkan seperti berikut:

Rajah 1. Susunan nukleotida dalam molekul DNA

Daripada Rajah.1. Dapat dilihat bahawa nukleotida disambungkan antara satu sama lain bukan secara rawak, tetapi secara selektif. Keupayaan untuk interaksi selektif adenine dengan timin dan guanin dengan sitosin dipanggil saling melengkapi. Interaksi pelengkap nukleotida tertentu dijelaskan oleh keanehan susunan spatial atom dalam molekulnya, yang membolehkan mereka mendekati satu sama lain dan membentuk ikatan H.

Dalam rantai polinukleotida, nukleotida bersebelahan dihubungkan bersama melalui gula (deoksiribosa) dan residu asid fosforik. RNA, seperti DNA, adalah polimer yang monomernya adalah nukleotida.

Bes nitrogen bagi tiga nukleotida adalah sama seperti yang membentuk DNA (A, G, C); keempat - urasil (U) - terdapat dalam molekul RNA dan bukannya timin. Nukleotida RNA berbeza daripada nukleotida DNA dalam struktur karbohidratnya (ribosa bukannya deoksiribosa).

Dalam rantaian RNA, nukleotida bergabung dengan pembentukan ikatan kovalen antara ribosa satu nukleotida dan residu asid fosforik yang lain. RNA dua helai berbeza dalam struktur. RNA terkandas dua adalah penyimpan maklumat genetik dalam beberapa virus, i.e. melaksanakan fungsi kromosom. RNA terkandas tunggal menjalankan pemindahan maklumat tentang struktur protein dari kromosom ke tapak sintesisnya dan mengambil bahagian dalam sintesis protein.

Terdapat beberapa jenis RNA untai tunggal. Nama mereka adalah kerana fungsi atau lokasi mereka di dalam sel. Kebanyakan RNA sitoplasma (sehingga 80-90%) adalah RNA ribosom (rRNA) yang terkandung dalam ribosom. Molekul rRNA agak kecil dan terdiri daripada purata 10 nukleotida.

Satu lagi jenis RNA (mRNA) yang membawa maklumat tentang urutan asid amino dalam protein untuk disintesis kepada ribosom. Saiz RNA ini bergantung pada panjang segmen DNA dari mana ia disintesis.

Pemindahan RNA melaksanakan beberapa fungsi. Mereka menghantar asid amino ke tapak sintesis protein, "mengenali" (mengikut prinsip saling melengkapi) triplet dan RNA yang sepadan dengan asid amino yang dipindahkan, dan menjalankan orientasi tepat asid amino pada ribosom.

Lemak dan lipoid.

Lemak adalah sebatian asid makromolekul lemak dan gliserol alkohol trihidrik. Lemak tidak larut dalam air - ia adalah hidrofobik.

Sentiasa terdapat bahan seperti lemak hidrofobik kompleks lain dalam sel, dipanggil lipoid. Salah satu fungsi utama lemak adalah tenaga. Semasa pecahan 1 g lemak kepada CO 2 dan H 2 O, sejumlah besar tenaga dibebaskan - 38.9 kJ (~ 9.3 kcal).

Fungsi utama lemak dalam dunia haiwan (dan sebahagiannya tumbuhan) adalah penyimpanan.

Lemak dan lipoid juga melakukan fungsi pembinaan: ia adalah sebahagian daripada membran sel. Oleh kerana kekonduksian terma yang lemah, lemak mampu berfungsi sebagai pelindung. Dalam sesetengah haiwan (anjing laut, ikan paus), ia disimpan dalam tisu adiposa subkutaneus, membentuk lapisan sehingga 1 m tebal Pembentukan beberapa lipoid mendahului sintesis beberapa hormon. Akibatnya, bahan ini juga mempunyai fungsi mengawal proses metabolik.

2. Air dalam kehidupan sel

Bahan kimia yang membentuk sel: bukan organik (air, garam mineral)

Memastikan keanjalan sel.

Akibat kehilangan air oleh sel adalah layu daun, pengeringan buah.

Pecutan tindak balas kimia akibat pelarutan bahan dalam air.

Memastikan pergerakan bahan: kemasukan kebanyakan bahan ke dalam sel dan penyingkirannya daripada sel dalam bentuk larutan.

Memastikan pembubaran banyak bahan kimia (sebilangan garam, gula).

Penyertaan dalam beberapa tindak balas kimia.

Penyertaan dalam proses termoregulasi kerana keupayaan untuk memperlahankan pemanasan dan penyejukan perlahan.

air. H 2TENTANG - sebatian yang paling biasa dalam organisma hidup. Kandungannya dalam sel yang berbeza berbeza-beza dalam had yang agak luas.

Peranan air yang sangat penting dalam menyediakan proses penting adalah disebabkan oleh sifat fizikokimianya.

Kekutuban molekul dan keupayaan untuk membentuk ikatan hidrogen menjadikan air sebagai pelarut yang baik untuk sejumlah besar bahan. Kebanyakan tindak balas kimia yang berlaku dalam sel hanya boleh berlaku dalam larutan akueus.

Air juga terlibat dalam banyak perubahan kimia.

Jumlah bilangan ikatan hidrogen antara molekul air berbeza-beza bergantung kepada t °. Pada t ° ais lebur memusnahkan kira-kira 15% ikatan hidrogen, pada t ° 40 ° C - separuh. Apabila peralihan kepada keadaan gas, semua ikatan hidrogen dimusnahkan. Ini menerangkan kapasiti haba tentu air yang tinggi. Apabila t ° persekitaran luaran berubah, air menyerap atau membebaskan haba akibat pecah atau pembentukan baru ikatan hidrogen.

Dengan cara ini, turun naik dalam t° di dalam sel ternyata lebih kecil daripada persekitaran. Haba pengewapan yang tinggi didasari mekanisme yang berkesan pemindahan haba dalam tumbuhan dan haiwan.

Air sebagai pelarut mengambil bahagian dalam fenomena osmosis, yang memainkan peranan penting dalam aktiviti penting sel-sel badan. Osmosis merujuk kepada penembusan molekul pelarut melalui membran separa telap ke dalam larutan bahan.

Membran separa telap ialah membran yang membenarkan molekul pelarut melaluinya, tetapi tidak melepasi molekul (atau ion) zat terlarut. Oleh itu, osmosis ialah resapan sehala molekul air ke arah larutan.

garam mineral.

Kebanyakan daripada bukan organik sel adalah dalam bentuk garam dalam keadaan tercerai atau pepejal.

Kepekatan kation dan anion dalam sel dan persekitarannya tidak sama. Tekanan osmotik dalam sel dan sifat penampannya sebahagian besarnya bergantung kepada kepekatan garam.

Penimbalan ialah keupayaan sel untuk mengekalkan tindak balas yang sedikit alkali kandungannya pada tahap yang tetap. Kandungan garam mineral dalam sel dalam bentuk kation (K+, Na+, Ca2+, Mg2+) dan anion (--HPO | ~, - H 2RS> 4, - SG, - HCC * s). Keseimbangan kandungan kation dan anion dalam sel, memastikan ketekalan persekitaran dalaman badan. Contoh: persekitaran di dalam sel sedikit beralkali, di dalam sel terdapat kepekatan ion K + yang tinggi, dan dalam persekitaran di sekeliling sel - ion Na +. Penyertaan garam mineral dalam metabolisme.

3 . TENTANGpertukaran bahan dan tenaga dalam sel

Metabolisme tenaga dalam sel

Adenosin trifosfat (abbr. ATP, Inggeris APR) - nukleotida, memainkan peranan yang sangat penting dalam pertukaran tenaga dan bahan dalam organisma; terutamanya sebatian itu dikenali sebagai sumber tenaga sejagat untuk semua bio proses kimia berlaku dalam sistem hidup.

ATP membekalkan tenaga untuk semua fungsi sel: kerja mekanikal, biosintesis bahan, pembahagian, dsb. Secara purata, kandungan ATP dalam sel adalah kira-kira 0.05% daripada jisimnya, tetapi dalam sel yang kos ATP tinggi (contohnya, dalam sel hati, otot berjalur melintang), kandungannya boleh mencapai sehingga 0.5%. Sintesis ATP dalam sel berlaku terutamanya dalam mitokondria. Seperti yang anda ingat (lihat 1.7), diperlukan 40 kJ untuk mensintesis 1 mol ATP daripada ADP.

Metabolisme tenaga dalam sel dibahagikan kepada tiga peringkat.

Peringkat pertama adalah persediaan.

Semasa itu, molekul polimer makanan yang besar terurai kepada serpihan yang lebih kecil. Polisakarida terurai kepada di- dan monosakarida, protein - kepada asid amino, lemak - kepada gliserol dan asid lemak. Semasa transformasi ini, sedikit tenaga dibebaskan, ia dilesapkan dalam bentuk haba, dan ATP tidak terbentuk.

Peringkat kedua tidak lengkap, tanpa oksigen, pemisahan bahan.

Pada peringkat ini, bahan yang terbentuk semasa fasa persediaan diuraikan oleh enzim tanpa ketiadaan oksigen.

Marilah kita menganalisis peringkat ini menggunakan contoh glikolisis - pecahan enzimatik glukosa. Glikolisis berlaku dalam sel haiwan dan dalam beberapa mikroorganisma. Secara ringkasnya, proses ini boleh diwakili sebagai persamaan berikut:

C 6H 12O 6 + 2H 3P 04 + 2ADP > 2C 3H 603 + 2ATP + 2H 2O

Oleh itu, semasa glikolisis, dua molekul terbentuk daripada satu molekul glukosa, tiga - asid piruvik karbon (C 3H 4O 3), yang dalam banyak sel, sebagai contoh, sel otot, bertukar menjadi asid laktik (C 3H 6O 3), dan tenaga yang dibebaskan semasa ini cukup untuk menukar dua molekul ADP kepada dua molekul ATP.

Walaupun kelihatan mudah, glikolisis adalah proses pelbagai peringkat dengan lebih daripada sepuluh peringkat dimangkin oleh pelbagai enzim. Hanya 40% daripada tenaga yang dibebaskan disimpan oleh sel dalam bentuk ATP, dan baki 60% dilesapkan dalam bentuk haba. Disebabkan oleh banyak peringkat glikolisis, bahagian kecil haba yang dikeluarkan tidak mempunyai masa untuk memanaskan sel ke tahap berbahaya.

Glikolisis berlaku dalam sitoplasma sel.

Dalam kebanyakan sel tumbuhan dan beberapa kulat, peringkat kedua metabolisme tenaga diwakili oleh penapaian alkohol:

C 6H 12O 6 + 2H 3RO 4 + 2ADP> 2C 2H 5OH + 2C 02 + 2ATP + 2H2O

Hasil awal penapaian alkohol adalah sama dengan hasil glikolisis, tetapi akibatnya, etanol, karbon dioksida, air dan dua molekul ATP. Terdapat mikroorganisma yang menguraikan glukosa kepada aseton, asid asetik dan bahan lain, tetapi dalam apa jua keadaan, "keuntungan tenaga" sel adalah dua molekul ATP.

Peringkat ketiga metabolisme tenaga ialah pemisahan oksigen lengkap, atau respirasi selular.

Dalam kes ini, bahan yang terbentuk pada peringkat kedua dimusnahkan kepada produk akhir - CO 2 dan H 2O. Peringkat ini boleh diwakili seperti berikut:

2C 3H 6O 3 + 6O 2 + 36H 3PO 4 + 36 ADP > 6CO 2 + 42 H 2O + 36ATP.

Oleh itu, pengoksidaan dua molekul tiga asid karbonik, yang terbentuk semasa pemecahan enzimatik glukosa kepada CO 2 dan H 2 O, membawa kepada pembebasan sejumlah besar tenaga, yang mencukupi untuk membentuk 36 molekul ATP.

Respirasi selular berlaku pada krista mitokondria. Kecekapan proses ini lebih tinggi daripada glikolisis dan kira-kira 55%. Hasil daripada pecahan lengkap satu molekul glukosa, 38 molekul ATP terbentuk.

Untuk mendapatkan tenaga dalam sel, sebagai tambahan kepada glukosa, bahan lain boleh digunakan: lipid, protein. Walau bagaimanapun, peranan utama dalam metabolisme tenaga dalam kebanyakan organisma adalah milik gula.

4 . Pmakansel. Fotosintesis dan kemosintesis

Pemakanan sel berlaku akibat beberapa tindak balas kimia yang kompleks, di mana bahan-bahan yang memasuki sel dari persekitaran luaran (karbon dioksida, garam mineral, air) memasuki badan sel itu sendiri dalam bentuk protein, gula, lemak. , minyak, nitrogen dan sebatian fosforus.

Semua organisma hidup yang hidup di Bumi boleh dibahagikan kepada dua kumpulan bergantung kepada cara mereka memperoleh bahan organik yang mereka perlukan.

Kumpulan pertama - autotrof, yang dalam bahasa Yunani bermaksud "makan sendiri". Mereka mampu secara bebas mencipta semua bahan organik yang mereka perlukan untuk membina sel dan proses kehidupan daripada bahan bukan organik - air, karbon dioksida dan lain lain. Mereka menerima tenaga untuk transformasi kompleks tersebut sama ada disebabkan oleh cahaya matahari dan dipanggil fototrof, atau disebabkan tenaga transformasi kimia sebatian mineral, dalam hal ini ia dipanggil chemotrophs. Tetapi kedua-dua organisma phototrophic dan chemotrophic tidak memerlukan bahan organik untuk datang dari luar. Autotrof termasuk semua tumbuhan hijau dan banyak bakteria.

Cara asas yang berbeza untuk mendapatkan sebatian organik yang diperlukan dalam heterotrof. Heterotrof tidak boleh secara bebas mensintesis bahan tersebut daripada sebatian tak organik dan memerlukan penyerapan berterusan bahan organik siap dari luar. Kemudian mereka "menyusun semula" molekul yang diterima dari luar untuk keperluan mereka sendiri.

organisma heterotropik secara langsung bergantung kepada hasil fotosintesis yang dihasilkan oleh tumbuhan hijau. Sebagai contoh, makan kubis atau kentang, kita mendapat bahan yang disintesis dalam sel tumbuhan kerana tenaga cahaya matahari. Jika kita makan daging haiwan domestik, maka kita mesti ingat bahawa haiwan ini makan makanan tumbuhan: rumput, bijirin, dll. Oleh itu, daging mereka dibina daripada molekul yang diperoleh daripada makanan tumbuhan.

Heterotrof termasuk kulat, haiwan, dan banyak bakteria. Sesetengah sel tumbuhan hijau juga heterotrofik: sel kambium, akar. Hakikatnya ialah sel-sel bahagian tumbuhan ini tidak mampu melakukan fotosintesis dan memakan bahan organik yang disintesis oleh bahagian hijau tumbuhan.

Pemakanan sel: lisosom dan pencernaan intrasel

Lisosom, bilangan yang dalam satu sel mencapai beberapa ratus, membentuk ruang tipikal.

Terdapat lisosom pelbagai bentuk dan saiz; kepelbagaian khusus mereka struktur dalaman. Kepelbagaian ini dicerminkan dalam istilah morfologi. Terdapat banyak istilah untuk zarah yang kini kita kenali sebagai lisosom. Antaranya: jasad padat, jasad sisa, sitosom, cytosegresom, dan lain-lain lagi.

Dari sudut pandangan kimia, mencerna makanan bermakna menundukkannya kepada hidrolisis, i.e. menggunakan air untuk memecahkan pelbagai ikatan yang melaluinya blok binaan makromolekul semula jadi semula jadi disambungkan. Contohnya, ikatan peptida yang menghubungkan asid amino dalam protein, ikatan glikolisis yang menghubungkan gula dalam polisakarida, dan ikatan ester antara asid dan alkohol. Untuk sebahagian besar, ikatan ini sangat stabil, hanya pecah dalam keadaan suhu dan nilai pH yang teruk (persekitaran berasid atau beralkali).

Organisma hidup tidak dapat mencipta atau menahan keadaan sedemikian, namun mereka mencerna makanan tanpa kesukaran. Dan mereka melakukan ini dengan bantuan pemangkin khas - enzim hidrolitik, atau hidrolase, yang dirembeskan dalam sistem pencernaan. Hidrolas ialah pemangkin khusus. Setiap daripada mereka hanya membelah jenis ikatan kimia yang ditetapkan dengan ketat. Memandangkan makanan biasanya terdiri daripada banyak komponen dengan pelbagai ikatan kimia, penghadaman memerlukan penyertaan serentak atau berurutan pelbagai enzim. Sesungguhnya, jus pencernaan yang dirembeskan ke dalam saluran gastrousus mengandungi sejumlah besar hidrolase yang berbeza, yang membolehkan tubuh manusia menyerap banyak produk makanan kompleks dari tumbuhan dan haiwan. Walau bagaimanapun, keupayaan ini terhad dan badan manusia tidak dapat mencerna selulosa.

Peruntukan asas ini terpakai, pada dasarnya, untuk lisosom. Dalam setiap lisosom kita dapati koleksi keseluruhan hidrolase yang berbeza - lebih daripada 50 spesies telah dikenal pasti - yang bersama-sama dapat mencerna sepenuhnya atau hampir sepenuhnya banyak bahan semula jadi asas, termasuk protein, polisakarida, asid nukleik, gabungan dan derivatifnya. Walau bagaimanapun, seperti saluran gastrousus manusia, lisosom dicirikan oleh beberapa batasan dalam kapasiti pencernaannya.

Di dalam usus, produk akhir pencernaan (dicerna) "dibersihkan" oleh penyerapan usus: ia dikeluarkan oleh sel mukosa, biasanya melalui pam aktif, dan memasuki aliran darah. Sesuatu yang serupa berlaku dalam lisosom.

Pelbagai molekul kecil yang terbentuk semasa pencernaan diangkut melalui membran lisosom ke sitoplasma, di mana ia digunakan oleh sistem metabolik sel.

Tetapi kadangkala pencernaan tidak berlaku atau tidak lengkap dan tidak mencapai tahap di mana produknya boleh disucikan. Dalam kebanyakan protozoa dan invertebrata yang lebih rendah, situasi sedemikian tidak menyebabkan sebarang akibat khas, kerana sel mereka mempunyai keupayaan untuk menyingkirkan kandungan lisosom lama mereka, hanya membuangnya ke persekitaran.

Dalam haiwan yang lebih tinggi, banyak sel tidak dapat mengosongkan lisosom mereka dengan cara ini. Mereka berada dalam keadaan "sembelit" kronik. Kelemahan yang serius inilah yang mendasari banyak pihak keadaan patologi dikaitkan dengan beban lisosom yang berlebihan. Dispepsia, hiperasid, sembelit dan gangguan pencernaan lain.

Pemakanan autotropik

Kehidupan di Bumi bergantung kepada organisma autotrof. Hampir semua bahan organik yang diperlukan oleh sel hidup dihasilkan oleh fotosintesis.

Fotosintesis(daripada foto Yunani - cahaya dan sintesis - sambungan, gabungan) - perubahan bahan bukan organik (air dan karbon dioksida) kepada bahan organik oleh tumbuhan hijau dan mikroorganisma fotosintesis akibat tenaga suria, yang ditukar menjadi tenaga ikatan kimia dalam molekul bahan organik.

Fasa-fasa fotosintesis.

Dalam proses fotosintesis, air yang lemah tenaga dan karbon dioksida ditukar kepada bahan organik intensif tenaga - glukosa. Dalam kes ini, tenaga suria terkumpul dalam ikatan kimia bahan ini. Di samping itu, semasa fotosintesis, oksigen dibebaskan ke atmosfera, yang digunakan oleh organisma untuk pernafasan.

Kini telah ditetapkan bahawa fotosintesis berjalan dalam dua fasa - terang dan gelap.

Dalam fasa cahaya, terima kasih kepada tenaga suria, molekul klorofil teruja dan ATP disintesis.

Serentak dengan tindak balas ini, di bawah tindakan cahaya, air (H 20) terurai dengan pembebasan oksigen bebas (02). Proses ini dipanggil fotolisis (daripada foto Yunani - cahaya dan lisis - pembubaran). Ion hidrogen yang terhasil mengikat bahan khas - pembawa ion hidrogen (NADP) dan digunakan dalam fasa seterusnya.

Kehadiran cahaya tidak diperlukan untuk tindak balas fasa suhu diteruskan. Molekul ATP yang disintesis ke dalam fasa cahaya berfungsi sebagai sumber tenaga di sini. Dalam fasa suhu, karbon dioksida diasimilasikan dari udara, ia dikurangkan oleh ion hidrogen, dan glukosa terbentuk kerana penggunaan tenaga ATP.

Pengaruh keadaan persekitaran terhadap fotosintesis.

Fotosintesis hanya menggunakan 1% daripada tenaga suria yang jatuh pada daun. Fotosintesis bergantung kepada beberapa keadaan persekitaran. Pertama, proses ini berjalan paling intensif di bawah pengaruh sinar merah spektrum suria (Rajah 58). Tahap keamatan fotosintesis ditentukan oleh jumlah oksigen yang dibebaskan, yang menyesarkan air dari silinder. Kadar fotosintesis juga bergantung kepada tahap pencahayaan tumbuhan. Peningkatan panjang waktu siang membawa kepada peningkatan dalam produktiviti fotosintesis, iaitu, jumlah bahan organik yang dibentuk oleh tumbuhan.

Maksud fotosintesis.

Produk fotosintesis digunakan:

organisma sebagai nutrien, sumber tenaga dan oksigen untuk proses kehidupan;

dalam pengeluaran makanan manusia

· sebagai bahan binaan untuk pembinaan kediaman, dalam pembuatan perabot, dsb.

Manusia berhutang kewujudannya kepada fotosintesis.

Semua rizab bahan api di Bumi adalah produk yang terbentuk hasil fotosintesis. Menggunakan arang batu dan kayu, kita mendapat tenaga yang disimpan dalam bahan organik semasa fotosintesis. Pada masa yang sama, oksigen dibebaskan ke atmosfera.

Menurut saintis, tanpa fotosintesis, keseluruhan bekalan oksigen akan habis dalam 3000 tahun.

Kemosintesis.

Selain fotosintesis, kaedah lain dikenali untuk mendapatkan tenaga dan mensintesis bahan organik daripada bahan bukan organik. Sesetengah bakteria mampu mengekstrak tenaga dengan mengoksidakan pelbagai bahan bukan organik. Mereka tidak memerlukan cahaya untuk mencipta bahan organik. Proses sintesis bahan organik daripada bahan bukan organik, yang berlaku disebabkan oleh tenaga pengoksidaan bahan bukan organik, dipanggil chemosynthesis (dari bahasa Latin chemia - kimia dan sintesis Yunani - sambungan, gabungan).

Bakteria kemosintetik ditemui oleh saintis Rusia S.N. Vinogradsky. Bakteria besi kemosintetik, bakteria sulfur, dan azotobakteria dibezakan bergantung pada pengoksidaan bahan mana yang membebaskan tenaga.

5 . Genetikkod isyarat. Sintesis protein dalam sel

Kod genetik- sistem bersatu untuk merekodkan maklumat keturunan dalam molekul asid nukleik dalam bentuk urutan nukleotida. Kod genetik adalah berdasarkan penggunaan abjad yang terdiri daripada hanya empat huruf nukleotida yang berbeza dalam bes nitrogen: A, T, G, C.

Ciri-ciri utama kod genetik adalah seperti berikut:

1. Kod genetik adalah triplet. Triplet (kodon) ialah jujukan tiga nukleotida yang mengekod satu asid amino. Oleh kerana protein mengandungi 20 asid amino, adalah jelas bahawa setiap daripada mereka tidak boleh dikodkan oleh satu nukleotida (kerana terdapat hanya empat jenis nukleotida dalam DNA, dalam kes ini 16 asid amino kekal tidak dikodkan). Dua nukleotida untuk pengekodan asid amino juga tidak mencukupi, kerana dalam kes ini hanya 16 asid amino boleh dikodkan. Bermaksud, nombor terkecil nukleotida yang mengekod satu asid amino adalah sama dengan tiga. (Dalam kes ini, bilangan triplet nukleotida yang mungkin ialah 43 = 64).

2. Lebihan (degenerasi) kod adalah akibat sifat tripletnya dan bermakna satu asid amino boleh dikodkan oleh beberapa triplet (kerana terdapat 20 asid amino, dan 64 triplet). Pengecualian adalah metionin dan triptofan, yang dikodkan oleh hanya satu triplet. Di samping itu, beberapa kembar tiga melaksanakan fungsi tertentu.

Jadi, dalam molekul mRNA, tiga daripadanya - UAA, UAG, UGA - menamatkan kodon, iaitu, isyarat berhenti yang menghentikan sintesis rantai polipeptida. Triplet sepadan dengan metionin (AUG), berdiri pada permulaan rantai DNA, tidak menyandikan asid amino, tetapi melaksanakan fungsi memulakan bacaan (menarik).

3. Pada masa yang sama dengan redundansi, kod tersebut mempunyai sifat tidak jelas, yang bermaksud bahawa setiap kodon sepadan dengan hanya satu asid amino tertentu.

4. Kod adalah kolinear, i.e. Urutan nukleotida dalam gen betul-betul sepadan dengan urutan asid amino dalam protein.

5. Kod genetik tidak bertindih dan padat, iaitu tidak mengandungi "tanda baca". Ini bermakna proses pembacaan tidak membenarkan kemungkinan lajur bertindih (ketiga tiga), dan, bermula pada kodon tertentu, bacaan berjalan secara berterusan tiga kali ganda dengan tiga kali ganda sehingga isyarat berhenti (kodon penamat). Sebagai contoh, dalam mRNA, jujukan asas nitrogen berikut AUGGUGCUUAAAUGUG hanya akan dibaca dalam triplet seperti ini: AUG, GUG, CUU, AAU, GUG dan bukan AUG, UGG, GGU, GUG, dsb. atau AUG, GGU, UGC , CUU, dsb. atau dalam beberapa cara lain (contohnya, kodon AUG, tanda baca G, kodon UHC, tanda baca U, dsb.).

6. Kod genetik adalah universal, iaitu gen nuklear semua organisma mengekod maklumat tentang protein dengan cara yang sama, tanpa mengira tahap organisasi dan kedudukan sistematik organisma ini.

Sintesis protein dalam sel

Biosintesis protein berlaku dalam setiap sel hidup. Ia paling aktif dalam sel-sel yang sedang membesar, di mana protein disintesis untuk pembinaan organel mereka, serta dalam sel-sel rembesan, di mana protein enzim dan protein hormon disintesis.

Peranan utama dalam menentukan struktur protein adalah milik DNA. Sekeping DNA yang mengandungi maklumat tentang struktur protein tunggal dipanggil gen. Molekul DNA mengandungi beberapa ratus gen. Molekul DNA mengandungi kod untuk urutan asid amino dalam protein dalam bentuk gabungan nukleotida yang pasti. Kod DNA telah diuraikan hampir sepenuhnya. Intipatinya adalah seperti berikut. Setiap asid amino sepadan dengan bahagian rantai DNA tiga nukleotida bersebelahan.

Sebagai contoh, bahagian T--T--T sepadan dengan asid amino lisin, segmen A--C--A- cystine, C--A--A - valine, dsb. Terdapat 20 asid amino berbeza, bilangan kemungkinan kombinasi 4 nukleotida sebanyak 3 ialah 64. Oleh itu, triplet cukup berlebihan untuk mengekod semua asid amino.

Sintesis protein ialah proses pelbagai peringkat kompleks yang mewakili rantai tindak balas sintetik yang berjalan mengikut prinsip sintesis matriks.

Oleh kerana DNA terletak di dalam nukleus sel, dan sintesis protein berlaku dalam sitoplasma, terdapat perantara yang menghantar maklumat daripada DNA ke ribosom. Perantara sedemikian adalah mRNA. :

Dalam biosintesis protein, peringkat berikut ditentukan, yang berlaku di bahagian sel yang berlainan:

1. Peringkat pertama - sintesis i-RNA berlaku dalam nukleus, di mana maklumat yang terkandung dalam gen DNA ditulis semula kepada i-RNA. Proses ini dipanggil transkripsi (dari bahasa Latin "transkrip" - menulis semula).

2. Pada peringkat kedua, asid amino disambungkan kepada molekul tRNA, yang secara berurutan terdiri daripada tiga nukleotida - antikodon, dengan bantuan kodon triplet mereka ditentukan.

3. Peringkat ketiga ialah proses sintesis langsung ikatan polipeptida, dipanggil terjemahan. Ia berlaku dalam ribosom.

4. Pada peringkat keempat, pembentukan struktur sekunder dan tertier protein berlaku, iaitu pembentukan struktur akhir protein.

Oleh itu, dalam proses biosintesis protein, molekul protein baru terbentuk mengikut maklumat tepat yang tertanam dalam DNA. Proses ini memastikan pembaharuan protein, proses metabolik, pertumbuhan dan perkembangan sel, iaitu, semua proses aktiviti penting sel.

Kromosom (dari bahasa Yunani "chrome" - warna, "soma" - badan) - sangat struktur penting nukleus sel. sedang bermain watak utama dalam proses pembahagian sel, memastikan pemindahan maklumat keturunan dari satu generasi ke generasi yang lain. Ia adalah helai nipis DNA yang melekat pada protein. Benang dipanggil kromatid , terdiri daripada DNA, protein asas (histones) dan protein berasid.

Dalam sel yang tidak membahagi, kromosom mengisi keseluruhan isipadu nukleus dan tidak kelihatan di bawah mikroskop. Sebelum pembahagian bermula, spiralisasi DNA berlaku dan setiap kromosom menjadi kelihatan di bawah mikroskop.

Semasa spiralisasi, kromosom berkurangan puluhan ribu kali. Dalam keadaan ini, kromosom kelihatan seperti dua benang yang sama (kromatid) terletak bersebelahan, disambungkan oleh tapak biasa - sentromer.

Setiap organisma dicirikan oleh bilangan dan struktur kromosom yang tetap. Dalam sel somatik, kromosom sentiasa berpasangan, iaitu, dalam nukleus terdapat dua kromosom yang sama yang membentuk satu pasangan. Kromosom sedemikian dipanggil homolog, dan set kromosom berpasangan dalam sel somatik dipanggil diploid.

Jadi, set kromosom diploid pada manusia terdiri daripada 46 kromosom, membentuk 23 pasangan. Setiap pasangan terdiri daripada dua kromosom yang serupa (homolog).

Ciri-ciri struktur kromosom memungkinkan untuk membezakan 7 kumpulan mereka, yang dilambangkan dengan huruf Latin A, B, C, D, E, F, G. Semua pasangan kromosom mempunyai nombor siri.

Lelaki dan wanita mempunyai 22 pasang kromosom yang sama. Mereka dipanggil autosom. Lelaki dan wanita berbeza dalam satu pasangan kromosom, yang dipanggil kromosom seks. Mereka ditetapkan oleh huruf - X besar (kumpulan C) dan Y kecil (kumpulan C,). Tubuh wanita mempunyai 22 pasang autosom dan sepasang (XX) kromosom seks. Lelaki mempunyai 22 pasang autosom dan satu pasang (XY) kromosom seks.

Tidak seperti sel somatik, sel kuman mengandungi separuh set kromosom, iaitu, ia mengandungi satu kromosom setiap pasangan! Set sedemikian dipanggil haploid. Set haploid kromosom timbul dalam proses pematangan sel.

6 . Rperaturan transkripsi dan terjemahan dalam sel danbadan

Operon dan penindas.

Adalah diketahui bahawa set kromosom, iaitu, set molekul DNA, adalah sama dalam semua sel satu organisma.

Oleh itu, setiap sel dalam badan mampu mensintesis sebarang jumlah setiap protein yang terdapat dalam organisma itu. Nasib baik, ini tidak pernah berlaku, kerana sel-sel tisu tertentu mesti mempunyai set protein tertentu yang diperlukan untuk melaksanakan fungsinya dalam organisma multiselular, dan dalam keadaan apa pun mereka tidak boleh mensintesis protein "asing" yang merupakan ciri sel-sel tisu lain.

Jadi, sebagai contoh, dalam sel akar adalah perlu untuk mensintesis hormon tumbuhan, dan dalam sel daun - enzim untuk memastikan fotosintesis. Mengapa, kemudian, dalam satu sel, semua protein, maklumat tentang yang terdapat dalam kromosomnya, tidak disintesis sekaligus?

Mekanisme sedemikian lebih difahami dalam sel prokariotik. Walaupun prokariot adalah organisma unisel, transkripsi dan terjemahan mereka juga dikawal, kerana pada satu ketika sel mungkin memerlukan sedikit protein, dan pada masa yang lain protein yang sama mungkin berbahaya kepadanya.

Unit genetik mekanisme pengawalan sintesis protein harus dianggap sebagai operon, yang merangkumi satu atau lebih gen struktur, iaitu, gen yang membawa maklumat tentang struktur mRNA, yang seterusnya, membawa maklumat tentang struktur protein. . Di hadapan gen ini, pada permulaan operon, terdapat penganjur - "pad pendaratan" untuk enzim polimerase RNA. Antara promoter dan gen struktur dalam operon adalah sekeping DNA yang dipanggil operator. Jika protein khas, penindas, dikaitkan dengan pengendali, maka RNA polimerase tidak boleh memulakan sintesis mRNA.

Mekanisme pengawalan sintesis protein dalam eukariota.

Peraturan kerja gen dalam eukariota, terutamanya apabila ia berkaitan dengan organisma multiselular, adalah lebih rumit. Pertama, protein yang diperlukan untuk menyediakan sebarang fungsi boleh dikodkan dalam gen kromosom yang berbeza (ingat bahawa dalam prokariot, DNA dalam sel diwakili oleh satu molekul). Kedua, dalam eukariota, gen itu sendiri lebih kompleks daripada dalam prokariot; mereka mempunyai kawasan "senyap" dari mana mRNA tidak dibaca, tetapi yang mampu mengawal kerja kawasan DNA jiran. Ketiga, dalam organisma multiselular, adalah perlu untuk mengawal dan menyelaraskan kerja gen dengan tepat dalam sel-sel tisu yang berbeza.

Penyelarasan ini dijalankan pada tahap seluruh organisma dan terutamanya dengan bantuan hormon. Mereka dihasilkan dalam sel kelenjar rembesan dalaman, dan dalam sel-sel banyak tisu lain, seperti saraf. Hormon ini mengikat kepada reseptor khas yang terletak sama ada pada membran sel atau di dalam sel. Hasil daripada interaksi reseptor dengan hormon dalam sel, gen tertentu diaktifkan atau, sebaliknya, ditindas, dan sintesis protein dalam sel ini mengubah wataknya. Sebagai contoh, adrenalin hormon adrenal mengaktifkan pecahan glikogen kepada glukosa dalam sel otot, yang membawa kepada peningkatan dalam bekalan sel-sel ini dengan tenaga. Satu lagi hormon, insulin, dirembeskan oleh pankreas, sebaliknya, menggalakkan pembentukan glikogen daripada glukosa dan penyimpanannya dalam sel hati.

Ia juga harus diambil kira bahawa 99.9% DNA dalam semua orang adalah sama dan hanya 0.1% selebihnya menentukan keperibadian unik setiap orang: penampilan, ciri perwatakan, metabolisme, mudah terdedah kepada penyakit tertentu, tindak balas individu terhadap ubat dan banyak lagi.

Ia boleh diandaikan bahawa sebahagian daripada gen "tidak berfungsi" dalam sel tertentu hilang, musnah. Walau bagaimanapun, beberapa eksperimen telah menunjukkan bahawa ini tidak berlaku. Keseluruhan katak boleh ditanam daripada sel usus berudu dalam keadaan tertentu, yang mungkin hanya jika semua maklumat genetik dipelihara dalam nukleus sel ini, walaupun sebahagian daripadanya tidak dinyatakan dalam bentuk protein semasa sel itu sebahagiannya. daripada dinding usus. Akibatnya, dalam setiap sel organisma multiselular, hanya sebahagian daripada maklumat genetik yang terkandung dalam DNAnya digunakan. Ini bermakna mesti ada mekanisme yang "menghidupkan" atau "mematikan" kerja gen tertentu dalam sel yang berbeza. .

Jumlah panjang molekul DNA yang terkandung dalam 46 kromosom manusia adalah hampir 2 meter. Jika huruf abjad dikodkan secara genetik dengan kod triplet, maka DNA satu sel manusia akan mencukupi untuk menyulitkan 1000 jilid tebal teks!

Semua organisma di Bumi terdiri daripada sel. Terdapat organisma unisel dan multisel.

Organisma tanpa nukleus dipanggil prokariot, dan mereka yang mempunyai nukleus dalam selnya dipanggil eukariota. Di luar, setiap sel ditutup dengan membran biologi. Di dalam sel terdapat sitoplasma, di mana nukleus (dalam eukariota) dan organel lain terletak. Nukleus dipenuhi dengan karyoplasma, yang mengandungi kromatin dan nukleolus. Kromatin ialah DNA yang dikaitkan dengan protein, dari mana kromosom terbentuk semasa pembahagian sel.

Set kromosom sel dipanggil karyotype.

Sitoskeleton terletak di dalam sitoplasma sel eukariotik - sistem kompleks yang melaksanakan fungsi sokongan, motor dan pengangkutan. Organel sel yang paling penting: nukleus, retikulum endoplasma, kompleks Golgi, ribosom, mitokondria, lisosom, plastid. Sesetengah sel mempunyai organel pergerakan: flagella, silia.

Terdapat perbezaan struktur yang ketara antara sel prokariotik dan eukariotik.

Virus ialah bentuk kehidupan bukan selular.

Untuk fungsi normal sel dan keseluruhan organisma multiselular, keteguhan persekitaran dalaman, dipanggil homeostasis, adalah perlu.

Homeostasis dikekalkan oleh tindak balas metabolik, yang dibahagikan kepada asimilasi (anabolisme) dan disimilasi (katabolisme). Semua tindak balas metabolik berlaku dengan penyertaan pemangkin biologi - enzim. Setiap enzim adalah khusus, iaitu, ia mengambil bahagian dalam pengawalseliaan proses penting yang ditakrifkan dengan ketat. Oleh itu, banyak enzim "berfungsi" dalam setiap sel.

Semua kos tenaga mana-mana sel disediakan oleh bahan tenaga universal - ATP. ATP terbentuk kerana tenaga yang dibebaskan semasa pengoksidaan bahan organik. Proses ini berbilang peringkat, dan pemisahan oksigen yang paling berkesan berlaku dalam mitokondria.

Mengikut kaedah mendapatkan bahan organik yang diperlukan untuk kehidupan, semua sel dibahagikan kepada autotrof dan heterotrof. Autotrof dibahagikan kepada fotosintesis dan kemosintetik, dan kesemuanya dapat mensintesis bahan organik yang mereka perlukan secara bebas. Heterotrof menerima kebanyakan sebatian organik dari luar.

Fotosintesis adalah proses terpenting yang mendasari kemunculan dan kewujudan sebahagian besar organisma di Bumi. Hasil daripada fotosintesis, sintesis sebatian organik kompleks berlaku disebabkan oleh tenaga sinaran Matahari. Kecuali chemosynthetics, semua organisma di Bumi bergantung secara langsung atau tidak langsung pada fotosintesis.

Proses paling penting yang berlaku dalam semua sel (kecuali sel yang telah kehilangan DNA semasa pembangunan) ialah sintesis protein. Maklumat tentang jujukan asid amino yang membentuk struktur utama protein terkandung dalam jujukan gabungan triplet nukleotida DNA. Gen ialah bahagian DNA yang menyandikan maklumat tentang struktur protein tunggal. Transkripsi ialah proses sintesis mRNA yang mengekod urutan asid amino protein. mRNA meninggalkan nukleus (dalam eukariota) ke dalam sitoplasma, di mana rantai asid amino protein terbentuk dalam ribosom. Proses ini dipanggil terjemahan. Setiap sel mengandungi banyak gen, tetapi sel hanya menggunakan secara ketat bahagian tertentu maklumat genetik, yang dipastikan oleh kehadiran dalam gen mekanisme khas yang menghidupkan atau mematikan sintesis protein tertentu dalam sel.

Bibliografi

1. Darevsky, I.S.; Orlov, N.L. Haiwan yang jarang ditemui dan terancam. Amfibia dan reptilia; M.: Sekolah tinggi, 1988. - 463 p.

2. Linnaeus, Carl Falsafah Botani; M.: Nauka, 1989. - 456 hlm.

3. Oparin, A.I. Perkara. kehidupan. Kepintaran; M.: Nauka, 1977. - 208 hlm.

5. Attenborough, David Living Planet; M.: Mir, 1988. - 328 hlm.

Dihoskan di Allbest.ru

Dokumen Serupa

Organel utama sel. Sitoplasma adalah medium separa cecair di mana nukleus sel dan semua organel terletak, komposisinya. Gambar rajah struktur kompleks Golgi. Organel pergerakan kemasukan (cilia dan flagella). Bentuk dan saiz nukleus, fungsi utamanya.

pembentangan, ditambah 11/13/2014


Pelan tunggal struktur sel badan. Susunan ketat struktur nukleus dan sitoplasma. Nukleus sel (repositori semua maklumat genetik). Kandungan nukleus sel (kromatin). Alat Golgi, retikulum endoplasma, struktur sel.

abstrak, ditambah 07/28/2009


Intipati organel, klasifikasi kemasukan sitoplasma mengikut tujuan berfungsi. Ciri-ciri tersendiri sel tumbuhan dan haiwan, peranan nukleus dalam fungsinya. Organel utama sel: kompleks Golgi, mitokondria, lisosom, plastid.

pembentangan, ditambah 27/12/2011


Kepentingan evolusi nukleus sel - komponen sel eukariotik yang mengandungi maklumat genetik. Struktur nukleus: kromatin, nukleolus, karyoplasma dan sampul nuklear. Fungsi kernel: penyimpanan, penghantaran dan pelaksanaan maklumat keturunan.

pembentangan, ditambah 21/02/2014


Tanda dan tahap organisasi organisma hidup. Organisasi kimia sel. Bahan bukan organik, organik dan vitamin. Struktur dan fungsi lipid, karbohidrat dan protein. Asid nukleik dan jenisnya. Molekul DNA dan RNA, struktur dan fungsinya.

abstrak, ditambah 07/06/2010


Unsur-unsur struktur sel dan ciri-cirinya. Fungsi membran, nukleus, sitoplasma, pusat sel, ribosom, retikulum endoplasma, kompleks Golgi, lisosom, mitokondria dan plastid. Perbezaan dalam struktur sel wakil kerajaan organisma yang berbeza.

pembentangan, ditambah 26/11/2013


Sejarah perkembangan teori sel, evolusinya. Struktur dan fungsi membran sel, ciri-ciri membran, sitoplasma, nukleus. Peranan membran plasma dan alat Golgi dalam aktiviti penting sel. Ribosom dan mitokondria, fungsi dan komposisinya.

abstrak, ditambah 08/16/2009


Sejarah penyelidikan sel, karya paling terkenal sepanjang masa yang ditulis mengenai subjek dan pengetahuan moden. Struktur asas sel, komponen utamanya dan fungsinya. Sitoplasma dan organelnya, tujuan kompleks Golgi dan kemasukan.

abstrak, ditambah 07.10.2009


Struktur dan fungsi nukleus sel. Bentuk, komposisi, strukturnya. Asid deoksiribonukleik adalah pembawa maklumat keturunan. mekanisme replikasi DNA. Proses memulihkan struktur semula jadi DNA yang rosak semasa biosintesis normalnya.

abstrak, ditambah 09/07/2015


Sitoplasma adalah bahagian penting sel, tertutup di antara membran plasma dan nukleus. Tindak balas persekitaran dan ciri-ciri pergerakan sitoplasma. Maksud, fungsi dan struktur hyaloplasma. Jenis dan peranan organel satu dan dua membran sel hidup.

Sel dibahagikan kepada prokariotik dan eukariotik. Yang pertama adalah alga dan bakteria, yang mengandungi maklumat genetik dalam satu organel tunggal, kromosom, manakala sel eukariotik, yang membentuk organisma yang lebih kompleks seperti tubuh manusia, mempunyai nukleus yang dibezakan dengan jelas yang mengandungi beberapa kromosom dengan bahan genetik.

sel eukariotik

sel prokariotik

Struktur

Membran selular atau sitoplasma

Membran sitoplasma (cangkang) ialah struktur nipis yang memisahkan kandungan sel daripada persekitaran. Ia terdiri daripada lapisan ganda lipid dengan molekul protein kira-kira 75 angstrom tebal.

Membran sel adalah berterusan, tetapi ia mempunyai banyak lipatan, lipatan, dan liang, yang membolehkan anda mengawal laluan bahan melaluinya.

Sel, tisu, organ, sistem dan radas

sel, Badan manusia- istilah elemen yang berfungsi secara harmoni untuk melaksanakan semua fungsi penting dengan berkesan.

Tekstil- Ini adalah sel dengan bentuk dan struktur yang sama, khusus dalam melaksanakan fungsi yang sama. Pelbagai tisu bergabung membentuk organ, setiap satunya menjalankan fungsi tertentu dalam organisma hidup. Selain itu, organ juga dikelompokkan ke dalam satu sistem untuk melaksanakan fungsi tertentu.

Kain:

epitelium- Melindungi dan menyaluti permukaan badan dan permukaan dalaman organ.

Berhubung- lemak, rawan dan tulang. Menjalankan pelbagai fungsi.

berotot- tisu otot licin, tisu otot berjalur. Mengecutkan dan mengendurkan otot.

gementar- neuron. Menjana dan menghantar dan menerima impuls.

Saiz sel

Saiz sel sangat berbeza, walaupun secara amnya berkisar antara 5 hingga 6 mikron (1 mikron = 0.001 mm). Ini menjelaskan hakikat bahawa banyak sel tidak dapat dilihat sebelum penciptaan mikroskop elektron, resolusinya adalah dari 2 hingga 2000 angstrom (1 angstrom \u003d 0.000 000 1 mm) Saiz sesetengah mikroorganisma kurang daripada 5 mikron , tetapi terdapat juga sel gergasi. Yang paling terkenal - ini adalah kuning telur burung, telur berukuran kira-kira 20 mm.

Terdapat contoh yang lebih menarik: sel acetabularia, alga marin bersel tunggal, mencapai 100 mm, dan rami, tumbuhan herba, - 220 mm - lebih daripada sebatang sawit.

Dari ibu bapa kepada anak-anak terima kasih kepada kromosom

Nukleus sel mengalami pelbagai perubahan apabila sel mula membahagi: membran dan nukleolus hilang; pada masa ini, kromatin menjadi lebih padat, akhirnya membentuk benang tebal - kromosom. Kromosom terdiri daripada dua bahagian - kromatid yang disambungkan pada tapak penyempitan (centrometer).

Sel kita, seperti semua sel haiwan dan tumbuhan, tertakluk kepada apa yang dipanggil undang-undang ketekalan berangka, mengikut mana bilangan kromosom sejenis tertentu secara berterusan.

Di samping itu, kromosom diedarkan secara berpasangan yang sama antara satu sama lain.

Setiap sel dalam badan kita mempunyai 23 pasang kromosom, iaitu beberapa molekul DNA yang memanjang. Molekul DNA mengambil bentuk heliks berganda, yang terdiri daripada dua kumpulan fosfat gula, dari mana asas nitrogen (purine dan pyramidin) menonjol dalam bentuk langkah tangga spiral.

Di sepanjang setiap kromosom adalah gen yang bertanggungjawab untuk keturunan, pemindahan sifat gen daripada ibu bapa kepada anak-anak. Mereka menentukan warna mata, kulit, bentuk hidung, dll.

Mitokondria

Mitokondria ialah organel bulat atau memanjang yang diedarkan ke seluruh sitoplasma, mengandungi larutan enzim berair, yang mampu menjalankan banyak tindak balas kimia, seperti respirasi selular.

Proses ini membebaskan tenaga yang diperlukan oleh sel untuk melaksanakan fungsi pentingnya. Mitokondria ditemui terutamanya dalam sel organisma hidup yang paling aktif: sel pankreas dan hati.

nukleus sel

Nukleus, satu dalam setiap sel manusia, adalah komponen utamanya, kerana ia adalah organisma yang mengawal fungsi sel dan pembawa sifat keturunan, yang membuktikan kepentingannya dalam pembiakan dan penghantaran keturunan biologi.

Dalam teras, saiznya berkisar antara 5 hingga 30 mikron, seseorang boleh membezakan unsur-unsur berikut:

• Cangkang nuklear. Ia adalah dua kali ganda dan membolehkan bahan-bahan melepasi antara nukleus dan sitoplasma kerana struktur berliangnya.
• plasma nuklear. Cecair ringan dan likat di mana seluruh struktur nuklear direndam.
• Nukleus. Badan sfera, terpencil atau berkumpulan, terlibat dalam pembentukan ribosom.
• Kromatin. Bahan yang boleh mengambil pelbagai warna, terdiri daripada untaian panjang DNA (asid deoksiribonukleik). Benang ialah zarah, gen, yang setiap satunya mengandungi maklumat tentang fungsi tertentu sel.

Nukleus sel biasa

Sel-sel kulit hidup secara purata selama satu minggu. Eritrosit hidup 4 bulan, dan sel tulang - dari 10 hingga 30 tahun.

sentrosom

Sentrosom biasanya terletak berhampiran nukleus dan memainkan peranan penting dalam mitosis, atau pembahagian sel.

Ia terdiri daripada 3 elemen:

• Diplosome. Ia terdiri daripada dua sentriol - struktur silinder yang terletak berserenjang.
• Sentrosfera. Bahan lut sinar di mana diplosom direndam.
• Aster. Pembentukan filamen berseri yang muncul dari sentrosfera, penting untuk mitosis.

Kompleks Golgi, lisosom

Kompleks Golgi terdiri daripada 5-10 cakera rata (plat), di mana elemen utama dibezakan - tangki dan beberapa dictyosomes, atau pengumpulan tangki. Dictyosomes ini memisahkan dan mengedarkan sama rata semasa mitosis, atau pembahagian sel.

Lisosom, "perut" sel, terbentuk daripada vesikel kompleks Golgi: ia mengandungi enzim pencernaan yang membolehkan mereka mencerna makanan yang memasuki sitoplasma. mereka bahagian dalam, atau mikus, dilapisi dengan lapisan polisakarida tebal yang menghalang enzim ini daripada memecahkan bahan selular mereka sendiri.

Ribosom

Ribosom ialah organel sel dengan diameter kira-kira 150 angstrom yang melekat pada membran retikulum endoplasma atau terletak bebas di dalam sitoplasma.

Mereka terdiri daripada dua subunit:

• subunit besar terdiri daripada 45 molekul protein dan 3 RNA (asid ribonukleik);
• subunit yang lebih kecil terdiri daripada 33 molekul protein dan 1 RNA.

Ribosom bergabung menjadi polisom dengan bantuan molekul RNA dan mensintesis protein daripada molekul asid amino.

Sitoplasma

Sitoplasma ialah jisim organik yang terletak di antara membran sitoplasma dan cangkang nukleus. Ia mengandungi persekitaran dalaman - hyaloplasma - cecair likat yang terdiri daripada sejumlah besar air dan mengandungi protein, monosakarida dan lemak dalam bentuk terlarut.

Ia adalah sebahagian daripada sel yang dikurniakan aktiviti penting, kerana pelbagai organel sel bergerak di dalamnya dan tindak balas biokimia berlaku. Organel menjalankan peranan yang sama dalam sel seperti yang dilakukan oleh organ badan manusia: menghasilkan bahan penting, menjana tenaga, melaksanakan fungsi penghadaman dan perkumuhan bahan organik, dsb.

Kira-kira satu pertiga daripada sitoplasma adalah air.

Di samping itu, sitoplasma mengandungi 30% bahan organik (karbohidrat, lemak, protein) dan 2-3% bahan bukan organik.

Retikulum endoplasmic

Retikulum endoplasma adalah struktur seperti rangkaian yang dibentuk oleh pembungkusan membran sitoplasma ke dalam dirinya sendiri.

Proses ini, yang dikenali sebagai invaginasi, dianggap telah membawa kepada makhluk yang lebih kompleks dengan keperluan protein yang lebih besar.

Bergantung pada kehadiran atau ketiadaan ribosom dalam cangkang, dua jenis rangkaian dibezakan:

1. Retikulum endoplasma dilipat. Koleksi struktur rata yang saling berkaitan dan berkomunikasi dengan membran nuklear. Sebilangan besar ribosom melekat padanya, jadi fungsinya adalah untuk mengumpul dan membebaskan protein yang disintesis dalam ribosom.

2. Retikulum endoplasma licin. Rangkaian elemen rata dan tiub yang berkomunikasi dengan retikulum endoplasma terlipat. Mensintesis, merembes dan mengangkut lemak ke seluruh sel, bersama-sama dengan protein retikulum terlipat.

Jika anda ingin membaca semua yang paling menarik tentang kecantikan dan kesihatan, langgan surat berita!

sel ialah unit struktur terkecil dan asas bagi organisma hidup, mampu memperbaharui diri, mengawal kendiri dan membiak sendiri.

Saiz sel biasa: sel bakteria - dari 0.1 hingga 15 mikron, sel organisma lain - dari 1 hingga 100 mikron, kadang-kadang mencapai 1-10 mm; telur burung besar - sehingga 10-20 cm, proses sel saraf - sehingga 1 m.

bentuk sel sangat pelbagai: terdapat sel sfera (cocci), rantai (streptokokus), memanjang (batang atau basil), melengkung (vibrios), berpusing (spirilla), pelbagai rupa, dengan flagella motor, dsb.

Jenis sel: prokariotik(bukan nuklear) dan eukariotik (mempunyai nukleus formal).

eukariotik sel dibahagikan lagi kepada sel haiwan, tumbuhan dan kulat.

Organisasi struktur sel eukariotik

Protoplast adalah semua kandungan hidup sel. Protoplas semua sel eukariotik terdiri daripada sitoplasma (dengan semua organel) dan nukleus.

Sitoplasma- ini adalah kandungan dalaman sel, dengan pengecualian nukleus, yang terdiri daripada hyaloplasma, organel yang direndam di dalamnya dan (dalam beberapa jenis sel) kemasukan intraselular (nutrien rizab dan / atau produk akhir metabolisme).

Hyaloplasma- plasma utama, matriks sitoplasma, bahan utama, iaitu persekitaran dalaman sel dan tidak berwarna likat larutan koloid(kandungan air sehingga 85%) pelbagai bahan: protein (10%), gula, asid organik dan bukan organik, asid amino, polisakarida, RNA, lipid, garam mineral, dll.

■ Hyaloplasma ialah medium untuk tindak balas pertukaran intrasel dan penghubung antara organel sel; ia mampu peralihan boleh balik dari sol ke gel, komposisinya menentukan sifat penimbal dan osmotik sel. Sitoplasma mengandungi sitoskeleton yang terdiri daripada mikrotubul dan filamen protein yang mampu mengecut.

■ Sitoskeleton menentukan bentuk sel dan terlibat dalam pergerakan intrasel organel dan bahan individu. Nukleus ialah organel terbesar sel eukariotik, mengandungi kromosom yang menyimpan semua maklumat keturunan (lihat di bawah untuk butiran lanjut).

Komponen struktur sel eukariotik:

■ plasmalemma (membran plasma),
■ dinding sel (hanya untuk sel tumbuhan dan cendawan)
■ membran biologi (asas),
■ teras,
■ retikulum endoplasma (retikulum endoplasma),
■ mitokondria,
■ Kompleks Golgi,
■ kloroplas (hanya dalam sel tumbuhan),
■ lisosom, s
■ ribosom,
■ pusat sel,
■ vakuol (hanya dalam sel tumbuhan dan kulat),
■ mikrotubul,
■ silia, flagela.

Gambar rajah struktur sel haiwan dan tumbuhan diberikan di bawah:

Membran biologi (asas). adalah kompleks molekul aktif yang memisahkan organel dan sel intrasel. Semua membran mempunyai struktur yang serupa.

Struktur dan komposisi membran: ketebalan 6-10 nm; terdiri terutamanya daripada protein dan fosfolipid.

■Fosfolipid membentuk lapisan berganda (bimolekul), di mana molekulnya diputarkan dengan hujung hidrofilik (larut air) ke luar, dan hujung hidrofobik (tidak larut air) - di dalam membran.

■ molekul protein terletak pada kedua-dua permukaan dwilapisan lipid protein periferi), menembusi kedua-dua lapisan molekul lipid ( integral protein, kebanyakannya adalah enzim) atau hanya satu daripada lapisannya (protein separuh bersepadu).

Sifat membran: keplastikan, asimetri(komposisi lapisan luar dan dalam kedua-dua lipid dan protein adalah berbeza), polariti (lapisan luar bercas positif, dalam negatif), keupayaan untuk menutup sendiri, kebolehtelapan terpilih (dalam kes ini, bahan hidrofobik melepasi melalui lapisan lipid berganda, dan bahan hidrofilik melalui liang dalam protein integral).

Fungsi membran: penghalang (memisahkan kandungan organoid atau sel daripada persekitaran), struktur (diperbaiki bentuk tertentu, saiz dan kestabilan organoid atau sel), pengangkutan (menyediakan pengangkutan bahan ke dan dari organoid atau sel), pemangkin (menyediakan proses biokimia berhampiran membran), pengawalseliaan (mengambil bahagian dalam pengawalan metabolisme dan tenaga antara organoid. atau sel dan persekitaran luaran), terlibat dalam penukaran tenaga dan penyelenggaraan potensi elektrik transmembran.

Membran plasma (plasmalemma)

membran plasma, atau plasmalemma, ialah membran biologi atau kompleks membran biologi yang bersebelahan rapat antara satu sama lain, meliputi sel dari luar.

Struktur, sifat dan fungsi plasmalemma pada asasnya adalah sama dengan membran biologi asas.

❖ Ciri bangunan:

■ permukaan luar plasmalemma mengandungi glikokaliks - lapisan polisakarida glikolipoid dan molekul glikoprotein yang berfungsi sebagai reseptor untuk "pengiktirafan" bahan kimia tertentu; dalam sel haiwan, ia boleh ditutup dengan lendir atau kitin, dan dalam sel tumbuhan, dengan bahan selulosa atau pektin;

■ Plasmalemma biasanya membentuk ketumbuhan, pencerobohan, lipatan, mikrovili, dsb., yang meningkatkan permukaan sel.

■ Fungsi tambahan: reseptor (mengambil bahagian dalam "pengiktirafan" bahan dan dalam persepsi isyarat dari persekitaran dan penghantarannya ke sel), menyediakan komunikasi antara sel dalam tisu organisma multiselular, mengambil bahagian dalam pembinaan struktur sel khas (flagella, silia, dsb.).

Dinding sel (cangkang)

dinding sel- Ini adalah struktur tegar yang terletak di luar plasmalemma dan mewakili penutup luar sel. Ia terdapat dalam sel prokariotik dan sel kulat dan tumbuhan.

❖Komposisi dinding sel: selulosa dalam sel tumbuhan dan kitin dalam sel kulat (komponen struktur), protein, pektin (yang terlibat dalam pembentukan plat yang mengikat dinding dua sel bersebelahan), lignin (yang mengikat gentian selulosa menjadi bingkai yang sangat kuat), suberin (didepositkan pada cangkerang dari dalam dan menjadikannya praktikal tidak tahan air dan larutan), dsb. Permukaan luar Dinding sel sel epidermis tumbuhan mengandungi sejumlah besar kalsium karbonat dan silika (pemineralan) dan ditutup dengan bahan hidrofobik, lilin dan kutikula (lapisan bahan kutin yang ditembusi oleh selulosa dan pektin).

❖ Fungsi dinding sel: berfungsi sebagai rangka luaran, menyokong turgor sel, melaksanakan fungsi perlindungan dan pengangkutan.

organel sel

Organel (atau organel)- Ini adalah struktur intrasel yang sangat khusus kekal yang mempunyai struktur tertentu dan melaksanakan fungsi yang sepadan.

❖ Dengan temu janji organel dibahagikan kepada:
■ organel tujuan am (mitokondria, kompleks Golgi, retikulum endoplasma, ribosom, sentriol, lisosom, plastid) dan
■ organel tujuan khas (myofibril, flagela, silia, vakuol).
❖ Dengan kehadiran membran organel dibahagikan kepada:
■ dua membran (mitokondria, plastid, nukleus sel),
■ membran tunggal (retikulum endoplasma, kompleks Golgi, lisosom, vakuol) dan
■ bukan membran (ribosom, pusat sel).
Kandungan dalaman organel membran sentiasa berbeza daripada hyaloplasma di sekelilingnya.

Mitokondria- organel dua membran sel eukariotik yang menjalankan pengoksidaan bahan organik kepada produk akhir dengan pembebasan tenaga yang disimpan dalam molekul ATP.

■ Struktur: berbentuk batang, bentuk sfera dan berfilamen, ketebalan 0.5-1 mikron, panjang 2-7 mikron; dua membran, membran luar licin dan mempunyai kebolehtelapan yang tinggi, membran dalam membentuk lipatan - cristae, di mana terdapat badan sfera - ATP-somes. Dalam ruang antara membran terkumpul ion hidrogen 11 yang terlibat dalam respirasi oksigen.

■ Kandungan dalaman (matriks): ribosom, DNA bulat, RNA, asid amino, protein, enzim kitaran Krebs, enzim respirasi tisu (terletak pada cristae).

■ Fungsi: pengoksidaan bahan kepada CO 2 dan H 2 O; sintesis ATP dan protein khusus; pembentukan mitokondria baru hasil pembelahan dua.

plastid(hanya terdapat dalam sel tumbuhan dan protista autotrof).

■ Jenis plastid: kloroplas (hijau) leukoplas (bentuk bulat tidak berwarna), kromoplast (kuning atau oren); plastid boleh berubah dari satu spesies ke spesies yang lain.

■Struktur kloroplas: mereka adalah dua membran, mempunyai bentuk bulat atau bujur, panjang 4-12 mikron, ketebalan 1-4 mikron. membran luar licin, di dalam ada tilakoid - lipatan yang membentuk tonjolan berbentuk cakera tertutup, di antaranya terdapat stroma (lihat di bawah). Dalam tumbuhan yang lebih tinggi, tilakoid disusun (seperti lajur syiling) bijirin yang bersambung antara satu sama lain lamellae (membran tunggal).

■ Komposisi kloroplas: dalam membran tilakoid dan butiran klorofil dan pigmen lain; kandungan dalaman (stroma): protein, lipid, ribosom, DNA bulat, RNA, enzim yang terlibat dalam penetapan CO 2, bahan ganti.

■Fungsi plastid: fotosintesis (kloroplas yang terkandung dalam organ hijau tumbuhan), sintesis protein khusus dan pengumpulan nutrien simpanan: kanji, protein, lemak (leucoplasts), memberi warna pada tisu tumbuhan untuk menarik pendebunga serangga dan pengedar buah-buahan dan biji benih. (kromoplas).

Retikulum endoplasmic (EPS), atau endoplasma retikulum yang terdapat dalam semua sel eukariotik.

■Struktur: ialah sistem tubul, tubul, tangki dan rongga yang saling berkait pelbagai bentuk dan saiz, dindingnya dibentuk oleh membran biologi asas (tunggal). Terdapat dua jenis EPS: berbutir (atau kasar), mengandungi ribosom pada permukaan saluran dan rongga, dan agranular (atau licin), tidak mengandungi ribosom.

■Fungsi: pembahagian sitoplasma sel ke dalam petak yang menghalang percampuran proses kimia yang berlaku di dalamnya; ER kasar terkumpul, diasingkan untuk kematangan dan pengangkutan, protein yang disintesis oleh ribosom pada permukaannya, mensintesis membran sel; EPS lancar mensintesis dan mengangkut lipid, karbohidrat kompleks dan hormon steroid, menyingkirkan bahan toksik daripada sel.

Kompleks Golgi (atau radas) - organel membran sel eukariotik, terletak berhampiran nukleus sel, yang merupakan sistem tangki dan vesikel dan terlibat dalam pengumpulan, penyimpanan dan pengangkutan bahan, pembinaan membran sel dan pembentukan lisosom.

■Struktur: Kompleks ini ialah dictyosome, timbunan kantung berbentuk cakera rata terhad membran (cistern), dari mana vesikel tunas, dan sistem tubul membran yang menghubungkan kompleks dengan saluran dan rongga ER licin.

■Fungsi: pembentukan lisosom, vakuol, plasmalemma dan dinding sel sel tumbuhan (selepas pembahagiannya), rembesan sejumlah bahan organik kompleks (bahan pektik, selulosa, dll. dalam tumbuhan; glikoprotein, glikolipid, kolagen, protein susu , hempedu, sejumlah hormon, dsb. dalam haiwan); pengumpulan dan dehidrasi lipid yang diangkut sepanjang ER (dari ER licin), penghalusan dan pengumpulan protein (dari ER berbutir dan ribosom bebas sitoplasma) dan karbohidrat, dan penyingkiran bahan dari sel.

Cisternae matang dictyosomes mengikat vesikel (vakuol Golgi), diisi dengan rahsia, yang kemudiannya sama ada digunakan oleh sel itu sendiri atau dikeluarkan daripadanya.

❖ Lisosom- organel sel yang memastikan pecahan molekul kompleks bahan organik; terbentuk daripada vesikel yang terpisah daripada kompleks Golgi atau ER licin dan terdapat dalam semua sel eukariotik.

■ Struktur dan komposisi: lisosom adalah vesikel bulat membran tunggal kecil dengan diameter 0.2-2 mikron; dipenuhi dengan enzim hidrolitik (pencernaan) (~40) yang mampu menguraikan protein (kepada asid amino), lipid (kepada gliserol dan asid karboksilik yang lebih tinggi), polisakarida (kepada monosakarida) dan asid nukleik (kepada nukleotida).

Bercantum dengan vesikel endositik, lisosom membentuk vakuol pencernaan (atau lisosom sekunder), di mana bahan organik kompleks dipecahkan; monomer yang terhasil memasuki sitoplasma sel melalui membran lisosom sekunder, manakala bahan yang tidak tercerna (tidak terhidrolisis) kekal dalam lisosom sekunder dan kemudian, sebagai peraturan, dikumuhkan di luar sel.

■ Fungsi: heterophagy- pemisahan bahan asing yang memasuki sel oleh endositosis, autophagy - pemusnahan struktur yang tidak diperlukan untuk sel; autolisis - pemusnahan sel sendiri, yang berlaku akibat pembebasan kandungan lisosom semasa kematian sel atau kelahiran semula.

❖ Vakuol- vesikel atau rongga besar dalam sitoplasma, terbentuk dalam sel tumbuhan, kulat dan banyak lagi. protista dan dihadkan oleh membran asas - tonoplast.

■ Vakuol protista dibahagikan kepada pencernaan dan kontraktil (mempunyai berkas gentian elastik dalam membran dan berfungsi untuk peraturan osmotik keseimbangan air sel).

■Vakuol sel tumbuhan dipenuhi dengan sap sel - larutan akueus pelbagai bahan organik dan bukan organik. Mereka juga boleh mengandungi racun dan tanin dan produk akhir aktiviti penting sel.

■ Vakuol sel tumbuhan boleh bergabung menjadi vakuol pusat, yang menduduki sehingga 70-90% daripada isipadu sel dan boleh ditembusi oleh helai sitoplasma.

Fungsi: pengumpulan dan pengasingan bahan rizab dan bahan yang dimaksudkan untuk perkumuhan; penyelenggaraan tekanan turgor; memastikan pertumbuhan sel akibat regangan; peraturan keseimbangan air sel.

♦Ribosom- organel sel hadir dalam semua sel (dalam jumlah beberapa puluh ribu), terletak pada membran EPS berbutir, dalam mitokondria, kloroplas, sitoplasma dan membran nuklear luar dan menjalankan biosintesis protein; Subunit ribosom terbentuk dalam nukleolus.

■ Struktur dan komposisi: ribosom - butiran bukan membran terkecil (15-35 nm) berbentuk bulat dan cendawan; mempunyai dua pusat aktif (aminoasil dan peptidil); terdiri daripada dua subunit yang tidak sama rata - yang besar (dalam bentuk hemisfera dengan tiga tonjolan dan saluran), yang mengandungi tiga molekul RNA dan protein, dan yang kecil (mengandungi satu molekul RNA dan protein); subunit disambungkan oleh ion Mg+.

■ Fungsi: sintesis protein daripada asid amino.

❖ Pusat Sel- organel kebanyakan sel haiwan, beberapa kulat, alga, lumut dan paku-pakis, terletak (dalam interfasa) di tengah-tengah sel berhampiran nukleus dan berfungsi sebagai pusat permulaan pemasangan mikrotubul .

■ Struktur: Pusat sel terdiri daripada dua sentriol dan sentriol. Setiap sentriol (Rajah 1.12) mempunyai bentuk silinder 0.3-0.5 µm panjang dan 0.15 µm diameter, dindingnya dibentuk oleh sembilan triplet mikrotubul, dan bahagian tengahnya diisi dengan bahan homogen. Sentriol terletak berserenjang antara satu sama lain dan dikelilingi oleh lapisan padat sitoplasma dengan mikrotubul bercapah jejari membentuk sentrosfera berseri. Semasa pembahagian sel, sentriol menyimpang ke arah kutub.

■ Fungsi utama: pembentukan kutub pembahagian sel dan filamen akromatik gelendong pembahagian (atau gelendong mitosis), yang memastikan pengagihan bahan genetik yang sama antara sel anak; dalam interphase mengarahkan pergerakan organel dalam sitoplasma.

sel sitoscylst ialah satu sistem mikrofilamen Dan mikrotubul , menembusi sitoplasma sel, dikaitkan dengan membran sitoplasma luar dan membran nuklear dan mengekalkan bentuk sel.

■api mikro- nipis, mampu mengecutkan benang dengan ketebalan 5-10 nm dan terdiri daripada protein ( aktin, miosin dan lain-lain). Mereka ditemui dalam sitoplasma semua sel dan pseudopod sel motil.

Fungsi: mikroflames menyediakan aktiviti motor hyaloplasma, terlibat secara langsung dalam mengubah bentuk sel semasa penyebaran dan pergerakan amuboid sel protista, dan terlibat dalam pembentukan penyempitan semasa pembahagian sel haiwan; salah satu elemen utama sitoskeleton sel.

■ mikrotubul- silinder berongga nipis (diameter 25 nm), terdiri daripada molekul protein tubulin, disusun dalam barisan berpilin atau lurus dalam sitoplasma sel eukariotik.

Fungsi: microtubules membentuk gentian gelendong, adalah sebahagian daripada sentriol, silia, flagella, mengambil bahagian dalam pengangkutan intraselular; salah satu elemen utama sitoskeleton sel.

Organel pergerakan — flagela dan silia , terdapat dalam banyak sel, tetapi lebih biasa dalam organisma unisel.

■ Silia- banyak ketumbuhan pendek sitoplasma (panjang 5-20 mikron) pada permukaan plasmalemma. Ia terdapat pada permukaan pelbagai jenis haiwan dan beberapa sel tumbuhan.

■ Flagela- pertumbuhan tunggal sitoplasma pada permukaan sel banyak protista, zoospora dan spermatozoa; ~ 10 kali lebih panjang daripada silia; berkhidmat untuk pengangkutan.

■ Struktur: silia dan flagela (Rajah 1.14) terdiri daripada mereka mikrotubul disusun dalam sistem 9 × 2 + 2 (sembilan mikrotubul berganda - berganda membentuk dinding, dua mikrotubul tunggal terletak di tengah). Doublets mampu meluncur relatif antara satu sama lain, yang membawa kepada lenturan silia atau flagel. Di pangkal flagela dan silia terdapat badan basal, struktur yang sama dengan sentriol.

■ Fungsi: silia dan flagela memastikan pergerakan sel itu sendiri atau bendalir di sekelilingnya dan zarah terampai di dalamnya.

Kemasukan

Kemasukan- komponen sitoplasma sel yang tidak kekal (sedia sementara), kandungannya berbeza-beza bergantung kepada keadaan berfungsi sel. Terdapat kemasukan trofik, rembesan dan perkumuhan.

■ Kemasukan trofi- ini adalah rizab nutrien (lemak, kanji dan bijirin protein, glikogen).

■ Kemasukan rahsia- Ini adalah bahan buangan kelenjar rembesan dalaman dan luaran (hormon, enzim).

■ kemasukan perkumuhan adalah produk metabolik dalam sel yang akan dikeluarkan daripada sel.

nukleus dan kromosom

teras- organel terbesar ialah komponen wajib semua sel eukariotik (kecuali sel tiub ayak dari floem tumbuhan yang lebih tinggi dan eritrosit mamalia matang). Kebanyakan sel mempunyai nukleus tunggal, tetapi terdapat sel dua dan berbilang nukleus. Terdapat dua keadaan nukleus: interphase dan fisil

Nukleus interfasa terdiri sampul nuklear(memisahkan kandungan dalaman nukleus daripada sitoplasma), matriks nuklear (karyoplasma), kromatin dan nukleolus. Bentuk dan saiz nukleus bergantung kepada jenis organisma, jenis, umur dan keadaan fungsi sel. Adalah berbeza kandungan yang tinggi DNA (15-30%) dan RNA (12%).

■ Fungsi kernel: penyimpanan dan penghantaran maklumat keturunan dalam bentuk struktur DNA yang tidak berubah; peraturan (melalui sistem sintesis protein) semua proses aktiviti penting sel.

❖ sampul nuklear(atau karyolemma) terdiri daripada membran biologi luar dan dalam, antaranya ialah ruang perinuklear. Pada membran dalam terdapat plat protein yang memberikan bentuk kepada nukleus. Membran luar disambungkan ke ER dan membawa ribosom. Membran diserap dengan liang nuklear di mana pertukaran bahan antara nukleus dan sitoplasma berlaku. Bilangan liang tidak tetap dan bergantung kepada saiz nukleus dan aktiviti fungsinya.

■ Fungsi sampul nuklear: ia memisahkan nukleus daripada sitoplasma sel, mengawal pengangkutan bahan dari nukleus ke sitoplasma (RNA, subunit ribosom) dan dari sitoplasma ke nukleus (protein, lemak, karbohidrat, ATP, air, ion).

❖ Kromosom- organel nukleus yang paling penting, mengandungi satu molekul DNA dalam kombinasi dengan protein tertentu, histon dan beberapa bahan lain, yang kebanyakannya terletak pada permukaan kromosom.

Bergantung pada fasa kitaran hayat sel, kromosom boleh berada dalam dua negeri — terdespiral dan berpilin.

» Dalam keadaan despiralized, kromosom berada dalam tempoh antara fasa kitaran sel, membentuk benang yang tidak kelihatan dalam mikroskop optik yang menjadi asas kromatin .

■ Spiralisasi, disertai dengan pemendekan dan pemadatan (sebanyak 100-500 kali) untaian DNA, berlaku dalam proses pembahagian sel ; manakala kromosom mengambil bentuk yang padat. dan boleh dilihat dalam mikroskop optik.

Kromatin- salah satu komponen bahan nuklear semasa tempoh antara fasa, yang berdasarkan kromosom tidak bergelung dalam bentuk rangkaian untaian nipis panjang molekul DNA dalam kompleks dengan histon dan bahan lain (RNA, polimerase DNA, lipid, galian dan lain-lain); diwarnakan dengan baik dengan pewarna yang digunakan dalam amalan histologi.

■ Dalam kromatin, bahagian molekul DNA berputar mengelilingi histon, membentuk nukleosom (ia kelihatan seperti manik).

kromatid- Ini elemen struktur kromosom, yang merupakan untaian molekul DNA yang digabungkan dengan protein, histon dan bahan lain, berulang kali dilipat seperti supercoil dan dibungkus dalam bentuk badan berbentuk batang.

■ Semasa penggulungan dan pembungkusan, bahagian individu DNA sesuai dengan cara biasa supaya jalur melintang berselang-seli terbentuk pada kromatid.

❖ Struktur kromosom (Rajah 1.16). Dalam keadaan berpilin, kromosom ialah struktur berbentuk batang bersaiz kira-kira 0.2–20 µm, terdiri daripada dua kromatid dan dibahagikan kepada dua lengan oleh penyempitan primer yang dipanggil sentromer. Kromosom mungkin mempunyai penyempitan sekunder yang memisahkan kawasan yang dipanggil satelit. Sesetengah kromosom mempunyai kawasan ( penganjur nukleolar ), yang mengekod struktur RNA ribosom (rRNA).

Jenis kromosom bergantung pada bentuknya: sama-senjata , ketaksamaan (Sentromer diimbangi dari tengah kromosom) berbentuk Rod (centromere berada berhampiran hujung kromosom).

Selepas anafase mitosis dan anafase meiosis II, kromosom terdiri daripada satu kromatida, dan selepas replikasi DNA (penggandaan) pada peringkat sintetik (S) interfasa, mereka terdiri daripada dua kromatid saudara yang disambungkan antara satu sama lain di kawasan sentromer. Semasa pembahagian sel, mikrotubulus gelendong melekat pada sentromer.

❖ Fungsi kromosom:
■ mengandungi bahan genetik - Molekul DNA;
■ melaksanakan sintesis DNA (dengan penggandaan kromosom dalam tempoh S kitaran sel) dan i-RNA;
■ mengawal sintesis protein;
■ mengawal aktiviti sel.

kromosom homolog- kromosom kepunyaan pasangan yang sama, sama dalam bentuk, saiz, lokasi sentromer, membawa gen yang sama dan menentukan perkembangan sifat yang sama. Kromosom homolog boleh berbeza dalam alel gen yang dikandungnya dan bertukar kawasan semasa meiosis (menyilang).

autosom kromosom dalam sel organisma dioecious, sama pada lelaki dan perempuan dari spesies yang sama (ini semua adalah kromosom sel dengan pengecualian kromosom seks).

kromosom seks(atau heterokromosom ) ialah kromosom yang membawa gen yang menentukan jantina sesuatu organisma hidup.

set diploid(ditandakan 2p) - set kromosom somatik sel di mana setiap kromosom mempunyai kromosom homolog berpasangannya . Organisma menerima salah satu kromosom set diploid daripada bapa, satu lagi daripada ibu.

■ Set diploid manusia terdiri daripada 46 kromosom (di mana 22 pasangan kromosom homolog dan dua kromosom seks: wanita mempunyai dua kromosom X, lelaki mempunyai satu kromosom X dan satu Y).

set haploid(ditunjukkan oleh 1l) - bujang set kromosom seksual sel ( gamet ), di mana kromosom tidak mempunyai kromosom homolog berpasangan . Set haploid terbentuk semasa pembentukan gamet akibat meiosis, apabila hanya satu daripada setiap pasangan kromosom homolog memasuki gamet.

Karyotype- ini ialah satu set ciri morfologi kuantitatif dan kualitatif yang berterusan ciri-ciri kromosom sel somatik organisma spesies tertentu (bilangan, saiz dan bentuknya), yang mana set kromosom diploid boleh dikenal pasti secara unik.

nukleolus- bulat, padat kuat, tidak terhad

badan membran dengan saiz 1-2 mikron. Nukleus mengandungi satu atau lebih nukleolus. Nukleolus terbentuk di sekeliling penyusun nukleolar beberapa kromosom yang tertarik antara satu sama lain. Semasa pembahagian nuklear, nukleolus dimusnahkan dan dibentuk semula pada penghujung bahagian.

■ Komposisi: protein 70-80%, RNA 10-15%, DNA 2-10%.
■ Fungsi: sintesis r-RNA dan t-RNA; pemasangan subunit ribosom.

Karyoplasma (atau nukleoplasma, karyolymph, sap nuklear ) ialah jisim tanpa struktur yang mengisi ruang antara struktur nukleus, di mana kromatin, nukleolus, dan pelbagai butiran intranuklear direndam. Mengandungi air, nukleotida, asid amino, ATP, RNA dan protein enzim.

Fungsi: menyediakan sambungan struktur nuklear; mengambil bahagian dalam pengangkutan bahan dari nukleus ke sitoplasma dan dari sitoplasma ke nukleus; mengawal sintesis DNA semasa replikasi, sintesis i-RNA semasa transkripsi.

Ciri-ciri perbandingan sel eukariotik

Ciri-ciri struktur sel prokariotik dan eukariotik

Pengangkutan bahan

Pengangkutan bahan ialah proses pemindahan bahan penting seluruh badan, ke sel, di dalam sel dan di dalam sel, serta penyingkiran bahan buangan dari sel dan badan.

Pengangkutan bahan intraselular disediakan oleh hyaloplasma dan (dalam sel eukariotik) retikulum endoplasma (ER), kompleks Golgi dan mikrotubulus. Pengangkutan bahan akan diterangkan kemudian di laman web ini.

Kaedah pengangkutan bahan melalui membran biologi:

■ pengangkutan pasif (osmosis, resapan, resapan pasif),
■ pengangkutan aktif,
■ endositosis,
■ eksositosis.

Pengangkutan pasif tidak memerlukan tenaga dan berlaku sepanjang kecerunan kepekatan, ketumpatan atau potensi elektrokimia.

Osmosis- ini ialah penembusan air (atau pelarut lain) melalui membran separa telap daripada larutan kurang pekat kepada larutan yang lebih pekat.

Penyebaran- penembusan bahan-bahan merentasi membran sepanjang kecerunan kepekatan (dari kawasan dengan kepekatan bahan yang lebih tinggi ke kawasan dengan kepekatan yang lebih rendah).

Penyebaran air dan ion dijalankan dengan penyertaan protein membran integral dengan liang (saluran), resapan bahan larut lemak berlaku dengan penyertaan fasa lipid membran.

Penyebaran yang dipermudahkan melalui membran berlaku dengan bantuan protein pembawa membran khas, lihat gambar.

pengangkutan aktif memerlukan perbelanjaan tenaga yang dikeluarkan semasa pemecahan ATP, dan berfungsi untuk mengangkut bahan (ion, monosakarida, asid amino, nukleotida) vs kecerunan kepekatan atau potensi elektrokimia mereka. Dijalankan oleh protein pembawa khusus permyases mempunyai saluran ion dan membentuk pam ion .

Endositosis- menangkap dan menyelubungi oleh membran sel makromolekul (protein, asid nukleik, dll.) dan zarah makanan pepejal mikroskopik ( fagositosis ) atau titisan cecair dengan bahan terlarut di dalamnya ( pinositosis ) dan memasukkannya ke dalam vakuol membran, yang ditarik "ke dalam sel. Vakuol kemudian bergabung dengan lisosom, yang enzimnya memecahkan molekul bahan yang terperangkap kepada monomer.

Eksositosis adalah proses terbalik endositosis. Melalui eksositosis, sel mengeluarkan produk intraselular atau sisa yang tidak tercerna yang terkandung dalam vakuol atau vesikel.

(nuklear). Sel prokariotik lebih mudah dalam struktur, nampaknya, ia muncul lebih awal dalam proses evolusi. Sel eukariotik - lebih kompleks, timbul kemudian. Sel-sel yang membentuk tubuh manusia adalah eukariotik.

Walaupun pelbagai bentuk, organisasi sel semua organisma hidup tertakluk kepada prinsip struktur seragam.

sel prokariotik

sel eukariotik

Struktur sel eukariotik

Kompleks permukaan sel haiwan

Terdiri glycocalyx, plasmalemma dan lapisan kortikal yang mendasari sitoplasma. Membran plasma juga dipanggil plasmalemma, membran sel luar. Ia adalah membran biologi, kira-kira 10 nanometer tebal. Menyediakan terutamanya fungsi pembatas berhubung dengan persekitaran luar sel. Di samping itu, ia melaksanakan fungsi pengangkutan. Sel tidak membazir tenaga untuk mengekalkan integriti membrannya: molekul dipegang mengikut prinsip yang sama di mana molekul lemak disatukan - secara termodinamik lebih berfaedah untuk bahagian hidrofobik molekul terletak berdekatan dengan satu sama lain. Glikokaliks terdiri daripada molekul oligosakarida, polisakarida, glikoprotein dan glikolipid "berlabuh" dalam plasmalemma. Glikokaliks menjalankan fungsi reseptor dan penanda. Membran plasma sel haiwan terutamanya terdiri daripada fosfolipid dan lipoprotein yang diselingi dengan molekul protein, khususnya, antigen permukaan dan reseptor. Dalam kortikal (bersebelahan dengan membran plasma) lapisan sitoplasma mengandungi unsur-unsur tertentu sitoskeleton - mikrofilamen aktin yang disusun mengikut cara tertentu. Fungsi utama dan paling penting lapisan kortikal (korteks) ialah tindak balas pseudopodial: lemparan, pelekatan dan pengurangan pseudopodia. Dalam kes ini, mikrofilamen disusun semula, dipanjangkan atau dipendekkan. Bentuk sel (contohnya, kehadiran mikrovili) juga bergantung pada struktur sitoskeleton lapisan kortikal.

Struktur sitoplasma

Komponen cecair sitoplasma juga dipanggil sitosol. Di bawah mikroskop cahaya, nampaknya sel itu dipenuhi dengan sesuatu seperti plasma cecair atau sol, di mana nukleus dan organel lain "terapung". Sebenarnya tidak. Ruang dalaman sel eukariotik diperintahkan dengan ketat. Pergerakan organel diselaraskan dengan bantuan sistem pengangkutan khusus, yang dipanggil mikrotubulus, yang berfungsi sebagai "jalan" intraselular dan protein khas dynein dan kinesin, yang memainkan peranan "enjin". Molekul protein yang berasingan juga tidak meresap secara bebas ke seluruh ruang intraselular, tetapi diarahkan ke petak yang diperlukan menggunakan isyarat khas pada permukaannya, yang diiktiraf oleh sistem pengangkutan sel.

Retikulum endoplasmic

Dalam sel eukariotik, terdapat sistem petak membran yang masuk ke dalam satu sama lain (tiub dan tangki), yang dipanggil retikulum endoplasma (atau retikulum endoplasma, EPR atau EPS). Bahagian ER itu, pada membran yang melekat ribosom, dirujuk sebagai berbutir(atau kasar) ke retikulum endoplasma, sintesis protein berlaku pada membrannya. Petak yang tidak mempunyai ribosom pada dindingnya dikelaskan sebagai licin(atau agranular) EPR, yang terlibat dalam sintesis lipid. Ruang dalaman ER licin dan berbutir tidak terpencil, tetapi masuk ke dalam satu sama lain dan berkomunikasi dengan lumen membran nuklear.

radas golgi

teras

sitoskeleton

Sentriol

Mitokondria

Perbandingan sel pro dan eukariotik

Perbezaan paling penting antara eukariota dan prokariot untuk masa yang lama kehadiran nukleus dan organel membran yang terbentuk telah dipertimbangkan. Walau bagaimanapun, menjelang 1970-an dan 1980-an menjadi jelas bahawa ini hanyalah akibat daripada perbezaan yang lebih mendalam dalam organisasi sitoskeleton. Untuk beberapa lama ia dipercayai bahawa sitoskeleton hanya ciri eukariota, tetapi pada pertengahan 1990-an. protein homolog dengan protein utama sitoskeleton eukariotik juga telah ditemui dalam bakteria.

Ia adalah kehadiran sitoskeleton yang tersusun khusus yang membolehkan eukariota mencipta sistem organel membran dalaman mudah alih. Di samping itu, sitoskeleton membolehkan endo- dan eksositosis (diandaikan bahawa ia disebabkan oleh endositosis bahawa simbion intraselular, termasuk mitokondria dan plastid, muncul dalam sel eukariotik). Lain-lain fungsi penting sitoskeleton eukariotik - memastikan pembahagian nukleus (mitosis dan meiosis) dan badan (sitomi) sel eukariotik (pembahagian sel prokariotik dianjurkan dengan lebih mudah). Perbezaan dalam struktur sitoskeleton juga menjelaskan perbezaan lain antara pro dan eukariota - contohnya, ketekalan dan kesederhanaan bentuk sel prokariotik dan kepelbagaian bentuk yang ketara dan keupayaan untuk mengubahnya dalam eukariotik, serta saiz yang agak besar yang kedua. Jadi, saiz sel prokariotik purata 0.5-5 mikron, saiz sel eukariotik - secara purata dari 10 hingga 50 mikron. Di samping itu, hanya di kalangan eukariota terdapat sel-sel yang benar-benar raksasa, seperti telur besar jerung atau burung unta (dalam telur burung, keseluruhan kuning telur adalah satu telur besar), neuron mamalia besar, yang prosesnya, diperkuat oleh sitoskeleton, boleh mencapai puluhan sentimeter panjangnya.

Anaplasia

Pemusnahan struktur selular (contohnya, dalam tumor malignan) dipanggil anaplasia.

Sejarah penemuan sel

Orang pertama yang melihat sel ialah saintis Inggeris Robert Hooke (dikenali oleh kami terima kasih kepada undang-undang Hooke). Pada tahun itu, cuba memahami mengapa pokok gabus itu berenang dengan baik, Hooke mula memeriksa bahagian nipis gabus dengan bantuan mikroskop yang telah diperbaikinya. Dia mendapati gabus itu terbahagi kepada banyak sel kecil, yang mengingatkannya kepada sel monastik, dan dia memanggil sel sel ini (dalam bahasa Inggeris, sel bermaksud "sel, sel, sel"). Pada tahun itu, tuan Belanda Antony van Leeuwenhoek (Anton van Leeuwenhoek, -) menggunakan mikroskop buat kali pertama melihat "haiwan" dalam setitik air - organisma hidup yang bergerak. Oleh itu, pada permulaan abad ke-18, saintis tahu bahawa di bawah pembesaran tinggi tumbuhan mempunyai struktur selular, dan mereka melihat beberapa organisma, yang kemudiannya dipanggil uniselular. Walau bagaimanapun, teori selular struktur organisma terbentuk hanya pada pertengahan abad ke-19, selepas mikroskop yang lebih berkuasa muncul dan kaedah untuk penetapan dan pewarnaan sel telah dibangunkan. Salah seorang pengasasnya ialah Rudolf Virchow, bagaimanapun, terdapat beberapa kesilapan dalam ideanya: sebagai contoh, dia menganggap bahawa sel-sel bersambung lemah antara satu sama lain dan masing-masing wujud "dengan sendirinya". Hanya kemudiannya adalah mungkin untuk membuktikan integriti sistem selular.

lihat juga

• Perbandingan struktur sel bakteria, tumbuhan dan haiwan

Pautan

• Molecular Biology Of The Cell Edisi Ke-4 2002 - Buku Teks Biologi Molekul dalam Bahasa Inggeris
• Cytology and Genetics (0564-3783) menerbitkan artikel dalam bahasa Rusia, Ukraine dan Inggeris atas pilihan pengarang, diterjemahkan ke dalam Bahasa Inggeris (0095-4527)

Yayasan Wikimedia. 2010 .

Lihat apa "Sel (biologi)" dalam kamus lain:

BIOLOGI- BIOLOGI. Kandungan: I. Sejarah biologi............... 424 Vitalisme dan machinism. Kemunculan Sains Empirikal pada Abad ke-16-18 Kemunculan dan perkembangan teori evolusi. Perkembangan fisiologi pada abad XIX. Perkembangan doktrin selular. Keputusan abad ke-19... Ensiklopedia Perubatan Besar

- (cellula, cytus), unit struktur dan fungsi utama semua organisma hidup, sistem hidup asas. Mungkin wujud sebagai a organisma (bakteria, protozoa, beberapa alga dan kulat) atau sebagai sebahagian daripada tisu haiwan multiselular, ... ... Kamus ensiklopedia biologi

Sel-sel bakteria pembentuk spora aerobik adalah berbentuk batang dan, berbanding dengan bakteria bukan pembentuk spora, biasanya saiznya lebih besar. Bentuk vegetatif bakteria pembawa spora mempunyai pergerakan aktif yang lebih lemah, walaupun mereka ... ... Ensiklopedia Biologi