Generell informasjon om cellestrukturen. Struktur og funksjon av cellen

Det mest verdifulle en person har er sitt eget liv og livet til sine kjære. Det mest verdifulle på jorden er livet generelt. Og grunnlaget for livet, grunnlaget for alle levende organismer er celler. Vi kan si at livet på jorden har cellulær struktur. Derfor er det så viktig å vite hvordan cellene er ordnet. Strukturen til celler studeres av cytologi - vitenskapen om celler. Men konseptet med celler er nødvendig for alle biologiske disipliner.

Hva er en celle?

Begrepsdefinisjon

Celle - dette er en strukturell, funksjonell og genetisk enhet av alle levende ting, som inneholder arvelig informasjon, bestående av en membranmembran, cytoplasma og organeller, i stand til å opprettholde, utveksle, reprodusere og utvikle seg. © Sazonov V.F., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015..

Denne definisjonen av en celle, selv om den er kort, er ganske fullstendig. Den gjenspeiler 3 aspekter ved celleuniversalitet: 1) strukturell, dvs. som en enhet av struktur, 2) funksjonell, dvs. som aktivitetsenhet, 3) genetisk, dvs. som en enhet av arv og generasjonsskifte. En viktig egenskap ved en celle er tilstedeværelsen i den av arvelig informasjon i skjemaet nukleinsyre- DNA. Definisjonen gjenspeiler også det viktigste trekk ved cellestrukturen: tilstedeværelsen av en ytre membran (plasmolemma), som avgrenser cellen og dens miljø. OG, til slutt, 4 viktigste livstegn: 1) vedlikehold av homeostase, dvs. det indre miljøets konstanthet under betingelsene for dets konstante fornyelse, 2) utveksling av materie, energi og informasjon med det ytre miljø, 3) evnen til å reprodusere, dvs. til selvreproduksjon, reproduksjon, 4) evnen til å utvikle seg, d.v.s. til vekst, differensiering og forming.

En kortere, men ufullstendig definisjon: Celle er den elementære (minste og enkleste) enheten i livet.

En mer fullstendig definisjon av en celle:

Celle - det er et ordnet, strukturert system av biopolymerer begrenset av en aktiv membran som danner cytoplasma, kjerne og organeller. Dette biopolymersystemet er involvert i et enkelt sett med metabolske, energi- og informasjonsprosesser som opprettholder og reproduserer hele systemet som helhet.

Tekstil er en samling celler som er like i struktur, funksjon og opprinnelse, og som i fellesskap utfører vanlige funksjoner. Hos mennesker, som en del av de fire hovedgruppene av vev (epitel-, binde-, muskel- og nervevev), er det omtrent 200 forskjellige typer spesialiserte celler [Faler DM, Shields D. Molecular cell biology: A guide for physicians. / Per. fra engelsk. - M.: BINOM-Press, 2004. - 272 s.].

Vev danner på sin side organer, og organer danner organsystemer.

En levende organisme starter fra en celle. Det er ikke noe liv utenfor cellen, bare den midlertidige eksistensen av livsmolekyler, for eksempel i form av virus, er mulig utenfor cellen. Men for aktiv eksistens og reproduksjon trenger til og med virus celler, til og med fremmede.

Cellestruktur

Figuren under viser strukturdiagrammene til 6 biologiske objekter. Analyser hvilke av dem som kan betraktes som celler og hvilke som ikke kan, i henhold til to alternativer for å definere begrepet "celle". Presenter svaret ditt i form av en tabell:

Strukturen til cellen under elektronmikroskopet

Membran

Den viktigste universelle strukturen til cellen er cellemembran (synonym: plasmamembran), dekker cellen i form av en tynn film. Membranen regulerer forholdet mellom cellen og dens miljø, nemlig: 1) den skiller delvis innholdet i cellen fra eksternt miljø, 2) forbinder innholdet i cellen med det ytre miljøet.

Cellekjernen

Den nest viktigste og mest universelle cellestrukturen er kjernen. Den finnes ikke i alle celler, i motsetning til cellemembranen, og det er derfor vi setter den på andre plass. Kjernen inneholder kromosomer som inneholder doble DNA-tråder (deoksy ribonukleinsyre). Seksjoner av DNA er maler for å bygge messenger-RNA, som igjen fungerer som maler for å bygge alle celleproteiner i cytoplasmaet. Dermed inneholder kjernen så å si «tegninger» av strukturen til alle celleproteiner.

Cytoplasma

Dette er et halvflytende indre miljø i cellen, delt inn i rom av intracellulære membraner. Den har vanligvis et cytoskjelett å støtte bestemt form og er i konstant bevegelse. Cytoplasmaet inneholder organeller og inneslutninger.

Resten kan settes på tredjeplass cellestrukturer, som kan ha sin egen membran og kalles organeller.

Organeller er permanente, nødvendigvis tilstedeværende cellestrukturer som utfører spesifikke funksjoner og har en viss struktur. Etter struktur kan organeller deles inn i to grupper: membranøse, som nødvendigvis inkluderer membraner, og ikke-membran. I sin tur kan membranorganeller være enkeltmembran - hvis de er dannet av en membran og to-membran - hvis skallet til organoidene er dobbelt og består av to membraner.

Inkluderinger

Inneslutninger er ikke-permanente cellestrukturer som vises i den og forsvinner i prosessen med metabolisme. Det er 4 typer inneslutninger: trofisk (med tilførsel av næringsstoffer), sekretorisk (som inneholder en hemmelighet), utskillelse (inneholder stoffer "for frigjøring") og pigment (inneholder pigmenter - fargestoffer).

Cellestrukturer, inkludert organeller ( )

Inkluderinger . De er ikke organeller. Inneslutninger er ikke-permanente cellestrukturer som vises i den og forsvinner i prosessen med metabolisme. Det er 4 typer inneslutninger: trofisk (med tilførsel av næringsstoffer), sekretorisk (som inneholder en hemmelighet), utskillelse (inneholder stoffer "for frigjøring") og pigment (inneholder pigmenter - fargestoffer).

1. (plasmolemma).
2. Kjerne med kjerne .
3. Endoplasmatisk retikulum : grov (granulær) og glatt (granulær).
4. Golgi-kompleks (apparat) .
5. Mitokondrier .
6. Ribosomer .
7. Lysosomer . Lysosomer (fra gr. lysis - "dekomponering, oppløsning, forfall" og soma - "kropp") er vesikler med en diameter på 200-400 mikron.
8. Peroksisomer . Peroksisomer er mikrolegemer (vesikler) 0,1-1,5 mikron i diameter, omgitt av en membran.
9. Proteasomer . Proteasomer er spesialiserte organeller for å bryte ned proteiner.
10. fagosomer .
11. Mikrofilamenter . Hvert mikrofilament er en dobbel helix av kuleformede aktinproteinmolekyler. Derfor når innholdet av aktin selv i ikke-muskelceller 10% av alle proteiner.
12. Mellomfilamenter . De er en del av cytoskjelettet. De er tykkere enn mikrofilamenter og har en vevsspesifikk natur:
13. mikrotubuli . Mikrotubuli danner et tett nettverk i cellen. Mikrotubulusveggen består av et enkelt lag med kuleformede underenheter av tubulinproteinet. Et tverrsnitt viser 13 slike underenheter som danner en ring.
14. Cellesenter .
15. plastider .
16. Vakuoler . Vakuoler er enkeltmembranorganeller. De er membran "kapasiteter", bobler fylt med vandige løsninger organiske og uorganiske stoffer.
17. Cilia og flagella (spesielle organeller) . De består av 2 deler: en basalkropp som ligger i cytoplasmaet og et aksonem - en utvekst over celleoverflaten, som er dekket med en membran på utsiden. De sørger for bevegelse av cellen eller bevegelse av mediet over cellen.

Celler er delt inn i prokaryote og eukaryote. De første er alger og bakterier, som inneholder genetisk informasjon i én enkelt organell, kromosomet og eukaryote celler, som utgjør mer komplekse organismer, slik som menneskekroppen, har en tydelig differensiert kjerne som inneholder flere kromosomer med genetisk materiale.

eukaryot celle

prokaryot celle

Struktur

Cellulær eller cytoplasmatisk membran

Cytoplasmatisk membran (skall) er en tynn struktur som skiller innholdet i cellen fra miljø. Den består av et dobbelt lag av lipider med proteinmolekyler som er omtrent 75 ångstrøm tykke.

Cellemembranen er kontinuerlig, men den har mange folder, viklinger og porer, som lar deg regulere passasjen av stoffer gjennom den.

Celler, vev, organer, systemer og apparater

Celler, Menneskekroppen- en term av elementer som fungerer harmonisk for effektivt å utføre alle vitale funksjoner.

Tekstil– Dette er celler med samme form og struktur, spesialisert på å utføre samme funksjon. Ulike vev kombineres for å danne organer, som hver utfører en spesifikk funksjon i en levende organisme. I tillegg er organer også gruppert i et system for å utføre en bestemt funksjon.

Stoffer:

epitelial- Beskytter og belegger overflaten av kroppen og indre overflater organer.

Forbindelse- fett, brusk og bein. Utfører ulike funksjoner.

muskuløs- glatt muskel, tverrstripet muskelvev. Trekker sammen og slapper av muskler.

nervøs- nevroner. Genererer og sender og mottar impulser.

Cellestørrelse

Størrelsen på cellene er svært forskjellig, selv om den generelt varierer fra 5 til 6 mikron (1 mikron = 0,001 mm). Dette forklarer det faktum at mange celler ikke kunne sees før oppfinnelsen av elektronmikroskopet, hvis oppløsning er fra 2 til 2000 ångstrøm (1 ångstrøm \u003d 0,000 000 1 mm). Størrelsen på noen mikroorganismer er mindre enn 5 mikron , men det finnes også gigantiske celler. Av de mest kjente - dette er eggeplommen av fugleegg, et egg ca 20 mm i størrelse.

Det er enda mer slående eksempler: cellen til acetabularia, en encellet marin alge, når 100 mm, og ramie, urteaktig plante, - 220 mm - mer enn en håndflate.

Fra foreldre til barn takket være kromosomer

Cellekjernen gjennomgår ulike endringer når cellen begynner å dele seg: membranen og nukleolene forsvinner; på dette tidspunktet blir kromatin tettere, og danner til slutt tykke tråder - kromosomer. Kromosomet består av to halvdeler - kromatider koblet sammen på innsnevringsstedet (sentrometer).

Cellene våre, som alle dyre- og planteceller, er underlagt den såkalte loven om numerisk konstanthet, ifølge hvilken antall kromosomer en viss type stadig.

I tillegg er kromosomer fordelt i par som er identiske med hverandre.

Hver celle i kroppen vår har 23 par kromosomer, som er flere langstrakte DNA-molekyler. DNA-molekylet har form av en dobbel helix, bestående av to grupper sukkerfosfat, hvorfra nitrogenholdige baser (puriner og pyramidiner) stikker ut i form av trinn i en spiraltrapp.

Langs hvert kromosom er gener som er ansvarlige for arv, overføring av gentrekk fra foreldre til barn. De bestemmer fargen på øynene, huden, formen på nesen, etc.

Mitokondrier

Mitokondrier er runde eller langstrakte organeller fordelt gjennom cytoplasmaet, som inneholder en vandig løsning av enzymer som er i stand til å utføre mange kjemiske reaksjoner som cellulær respirasjon.

Denne prosessen frigjør energien som cellen trenger for å utføre sine vitale funksjoner. Mitokondrier finnes hovedsakelig i de mest aktive cellene til levende organismer: celler i bukspyttkjertelen og leveren.

cellekjernen

Kjernen, en i hver menneskelig celle, er dens hovedkomponent, siden det er organismen som kontrollerer cellens funksjoner og bæreren av arvelige egenskaper, noe som beviser sin betydning i reproduksjon og overføring av biologisk arv.

I kjernen, hvis størrelse varierer fra 5 til 30 mikron, kan man skille følgende elementer:

• Kjernefysisk skall. Den er dobbel og lar stoffer passere mellom kjernen og cytoplasmaet på grunn av dens porøse struktur.
• kjernefysisk plasma. Lett, viskøs væske som resten av kjernefysiske strukturer er nedsenket i.
• Cellekjernen. Sfærisk kropp, isolert eller i grupper, involvert i dannelsen av ribosomer.
• Kromatin. Et stoff som kan anta ulike farger, bestående av lange DNA-tråder (deoksyribonukleinsyre). Tråder er partikler, gener, som hver inneholder informasjon om en bestemt funksjon av cellen.

Kjernen til en typisk celle

Hudceller lever i gjennomsnitt en uke. Erytrocytter lever 4 måneder, og beinceller- fra 10 til 30 år.

sentrosom

Sentrosomet er vanligvis lokalisert nær kjernen og spiller en kritisk rolle i mitose, eller celledeling.

Den består av 3 elementer:

• Diplosom. Den består av to sentrioler - sylindriske strukturer plassert vinkelrett.
• Sentrosfære. Det gjennomskinnelige stoffet som diplosomet er nedsenket i.
• Aster. En strålende formasjon av filamenter som kommer ut fra sentrosfæren, har betydning for mitose.

Golgi-kompleks, lysosomer

Golgi-komplekset består av 5-10 flate skiver (plater), der hovedelementet skilles - en sisterne og flere diktyosomer, eller en ansamling av sisterne. Disse diktyosomene skiller seg og fordeler seg jevnt under mitose, eller celledeling.

Lysosomer, cellens "mage", dannes fra vesiklene i Golgi-komplekset: de inneholder fordøyelsesenzymer som lar dem fordøye mat som kommer inn i cytoplasmaet. Dem indre del, eller micus, er foret med et tykt lag av polysakkarider som hindrer disse enzymene i å bryte ned sitt eget cellemateriale.

Ribosomer

Ribosomer er cellulære organeller med en diameter på omtrent 150 ångstrøm som er festet til membranene i det endoplasmatiske retikulumet eller er fritt plassert i cytoplasmaet.

De består av to underenheter:

• den store underenheten består av 45 proteinmolekyler og 3 RNA (ribonukleinsyre);
• den mindre underenheten består av 33 proteinmolekyler og 1 RNA.

Ribosomer kombineres til polysomer ved hjelp av et RNA-molekyl og syntetiserer proteiner fra aminosyremolekyler.

Cytoplasma

Cytoplasma er en organisk masse som ligger mellom den cytoplasmatiske membranen og skallet til kjernen. Inneholder Internt miljø- hyaloplasma - en viskøs væske som består av en stor mengde vann og inneholder proteiner, monosakkarider og fett i oppløst form.

Det er en del av cellen utstyrt med vital aktivitet, fordi forskjellige celleorganeller beveger seg inne i den og biokjemiske reaksjoner oppstår. Organeller utfører samme rolle i cellen som organer gjør i Menneskekroppen: produsere vital viktige stoffer, generere energi, utføre funksjonene fordøyelse og utskillelse av organiske stoffer, etc.

Omtrent en tredjedel av cytoplasmaet er vann.

I tillegg inneholder cytoplasmaet 30 % organiske stoffer (karbohydrater, fett, proteiner) og 2-3 % uorganiske stoffer.

Endoplasmatisk retikulum

Det endoplasmatiske retikulumet er en nettverkslignende struktur dannet ved å pakke den cytoplasmatiske membranen inn i seg selv.

Denne prosessen, kjent som invaginasjon, antas å ha ført til mer komplekse skapninger med større proteinbehov.

Avhengig av tilstedeværelse eller fravær av ribosomer i skallene, skilles to typer nettverk:

1. Endoplasmatisk retikulum er foldet. En samling av flate strukturer koblet sammen og kommuniserer med kjernemembranen. Festet til den et stort nummer av ribosomer, så dens funksjon er å akkumulere og frigjøre proteiner syntetisert i ribosomer.

2. Endoplasmatisk retikulum er glatt. Et nettverk av flate og rørformede elementer som kommuniserer med en foldet endoplasmatisk retikulum. Syntetiserer, skiller ut og transporterer fett gjennom hele cellen, sammen med proteinene i det foldede retikulum.

Hvis du vil lese alt det mest interessante om skjønnhet og helse, abonner på nyhetsbrevet!

Cellene i kroppen vår er forskjellige i struktur og funksjon. Celler av blod, bein, nerve, muskel og annet vev eksternt og internt er svært forskjellige. Imidlertid har nesten alle av dem vanlige trekk karakteristisk for dyreceller.

Membranorganisering av cellen

Membranen er kjernen i den menneskelige cellen. Den, som en konstruktør, danner membranorganellene til cellen og kjernemembranen, og begrenser også hele volumet av cellen.

Membranen er bygget av et dobbelt lag med lipider. FRA utenfor celler på lipider er mosaisk plasserte proteinmolekyler.

Selektiv permeabilitet er hovedegenskapen til membranen. Det betyr at noen stoffer føres gjennom membranen, mens andre ikke gjør det.

Ris. 1. Skjema av strukturen til cyto plasmamembran.

Funksjoner av den cytoplasmatiske membranen:

• beskyttende;
• regulering av metabolisme mellom cellen og miljøet;
• opprettholde formen på cellene.

Cytoplasma

Cytoplasmaet er flytende medium celler. Organeller og inneslutninger er lokalisert i cytoplasmaet.

TOP 4 artiklersom leser med dette

Funksjoner av cytoplasma:

• vanntank for kjemiske reaksjoner;
• forener alle deler av cellen og gir interaksjon mellom dem.

Ris. 2. Skjema av strukturen til en menneskelig celle.

Organeller

• Endoplasmatisk retikulum (ER)

Systemet av kanaler som penetrerer cytoplasmaet. Deltar i metabolismen av proteiner og lipider.

• Golgi-apparatet

Ligger rundt kjernen, ser det ut som flate tanker. Funksjon: overføring, sortering og akkumulering av proteiner, lipider og polysakkarider, samt dannelse av lysosomer.

• Lysosomer

De ser ut som bobler. De inneholder fordøyelsesenzymer og utfører beskyttende og fordøyelsesfunksjoner.

• Mitokondrier

Syntetisere ATP, et stoff som er en energikilde.

• Ribosomer

Utføre proteinsyntese.

• Cellekjernen

Hovedkomponenter:

• kjernefysisk membran;
• nukleolus;
• karyoplasma;
• kromosomer.

Kjernemembranen skiller kjernen fra cytoplasmaet. Kjernejuice (karyoplasma) er det flytende indre miljøet i kjernen.

Antall kromosomer indikerer ikke artens organiseringsnivå. Så et menneske har 46 kromosomer, en sjimpanse har 48, en hund har 78, en kalkun har 82, en kanin har 44 og en katt har 38.

Kjernefunksjoner:

• bevaring av arvelig informasjon om cellen;
• overføring av arvelig informasjon til datterceller under deling;
• implementering av arvelig informasjon gjennom syntese av proteiner som er karakteristiske for denne cellen.

Spesialformålsorganeller

Dette er organeller som ikke er karakteristiske for alle menneskelige celler, men for celler i individuelle vev eller grupper av celler. For eksempel:

• flagella av mannlige kjønnsceller , gi deres bevegelse;
• myofibriller muskelceller , gir deres reduksjon;
• nevrofibriller nerveceller - tråder som sikrer overføring av en nerveimpuls;
• fotoreseptorer øyne osv.

Inkluderinger

Inkluderingene er ulike stoffer midlertidig eller permanent i cellen. Den:

• pigmentinneslutninger som gir farge (for eksempel melanin - et brunt pigment som beskytter mot ultrafiolette stråler);
• trofiske inneslutninger , som er et energilager;
• sekretoriske inneslutninger lokalisert i cellene i kjertlene;
• ekskretoriske inneslutninger for eksempel svettedråper i svettekjertelceller.

. Totalt mottatte vurderinger: 317.

Cellene som utgjør vevet til planter og dyr varierer betydelig i form, størrelse og intern struktur. Imidlertid viser alle likheter i hovedtrekkene i prosessene med vital aktivitet, metabolisme, i irritabilitet, vekst, utvikling og evne til å endre seg.

Biologiske transformasjoner som skjer i en celle er uløselig knyttet til de strukturene til en levende celle som er ansvarlig for utførelsen av en enkelt eller annen funksjon. Slike strukturer kalles organeller.

Celler av alle typer inneholder tre hovedkomponenter som er uløselig knyttet til hverandre:

1. strukturer som danner overflaten: ytre membran celler, eller cellevegg, eller cytoplasmatisk membran;
2. cytoplasma med et helt kompleks av spesialiserte strukturer - organeller (endoplasmatisk retikulum, ribosomer, mitokondrier og plastider, Golgi-kompleks og lysosomer, cellesenter), som er konstant tilstede i cellen, og midlertidige formasjoner kalt inneslutninger;
3. kjerne - separert fra cytoplasma av en porøs membran og inneholder kjernejuice, kromatin og nukleolus.

Cellestruktur

Overflateapparatet til cellen (cytoplasmatisk membran) til planter og dyr har noen funksjoner.

På encellede organismer og leukocytter, sikrer den ytre membranen penetrasjon av ioner, vann, små molekyler av andre stoffer inn i cellen. Prosessen med å gå inn i cellen svevestøv kalles fagocytose, og inntak av dråper flytende stoffer- pinocytose.

Den ytre plasmamembranen regulerer utvekslingen av stoffer mellom cellen og det ytre miljøet.

I eukaryote celler er det organeller dekket med en dobbel membran - mitokondrier og plastider. De inneholder sitt eget DNA og proteinsyntetiserende apparat, multipliserer ved deling, det vil si at de har en viss autonomi i cellen. I tillegg til ATP, syntetiseres en liten mengde protein i mitokondrier. Plastider er karakteristiske for planteceller og formerer seg ved deling.

Enkeltmembranorganeller inkluderer endoplasmatisk retikulum, Golgi-komplekset, lysosomer, forskjellige typer vakuoler.

Moderne forskningsmidler har gjort det mulig for biologer å fastslå at i henhold til cellens struktur skal alle levende vesener deles inn i organismer "ikke-nukleære" - prokaryoter og "nukleære" - eukaryoter.

Prokaryote bakterier og blågrønne alger, så vel som virus, har bare ett kromosom, representert av et DNA-molekyl (sjeldnere RNA), som ligger direkte i cellens cytoplasma.

Eukaryoter har et stort vell av organeller, har kjerner som inneholder kromosomer i form av nukleoproteiner (et kompleks av DNA med et histonprotein). Eukaryoter er flertallet moderne planter og dyr, både encellede og flercellede.

Det er to nivåer av mobilorganisering:

• prokaryote - organismene deres er veldig enkelt ordnet - de er encellede eller koloniale former som utgjør kongeriket av hagler, blågrønne alger og virus
• eukaryote - encellede koloniale og flercellede former, fra protozoer - jordstengler, flagellater, ciliater - til høyere planter og dyr som utgjør plantenes rike, soppens rike, dyreriket

Alle organeller i cellen, til tross for særegenhetene ved deres struktur og funksjoner, er sammenkoblet og "arbeider" på cellen, som på enkelt system, der koblingen er cytoplasma.

Spesielle biologiske objekter som inntar en mellomposisjon mellom livlig og livløs natur er virus oppdaget i 1892 av D.I. Ivanovsky, de utgjør for tiden objektet for en spesiell vitenskap - virologi.

Virus formerer seg bare i plante-, dyre- og menneskeceller, noe som forårsaker ulike sykdommer. Virus har en veldig enkel struktur og består av en nukleinsyre (DNA eller RNA) og et proteinskall. Utenfor vertscellene viser den virale partikkelen ingen vitale funksjoner: den mater ikke, puster ikke, vokser ikke, formerer seg ikke.