Strukturer av en levende celle. Cellestruktur og funksjoner Strukturell struktur av cellen

Celler, som mursteinene i et hus, er byggematerialet til nesten alle levende organismer. Hvilke deler består de av? Hvilken funksjon utfører ulike spesialiserte strukturer i en celle? Du finner svar på disse og mange andre spørsmål i artikkelen vår.

Hva er en celle

En celle er den minste strukturelle og funksjonelle enheten av levende organismer. Til tross for sin relativt lille størrelse, danner den sitt eget utviklingsnivå. Eksempler på encellede organismer er grønnalgene Chlamydomonas og Chlorella, protozoen Euglena, amøber og ciliater. Størrelsene deres er virkelig mikroskopiske. Imidlertid er funksjonen til kroppscellen til en gitt systematisk enhet ganske kompleks. Disse er ernæring, pust, metabolisme, bevegelse i rommet og reproduksjon.

Generell plan for cellestruktur

Ikke alle levende organismer har en cellulær struktur. For eksempel dannes virus av nukleinsyrer og et proteinskall. Planter, dyr, sopp og bakterier består av celler. De er alle forskjellige i strukturelle egenskaper. Imidlertid er deres generelle struktur den samme. Det er representert av overflateapparatet, internt innhold - cytoplasma, organeller og inneslutninger. Funksjonene til cellene bestemmes av de strukturelle egenskapene til disse komponentene. For eksempel, i planter, skjer fotosyntese på den indre overflaten av spesielle organeller kalt kloroplaster. Dyr har ikke disse strukturene. Strukturen til cellen (tabellen "Struktur og funksjoner av organeller" undersøker alle funksjonene i detalj) bestemmer dens rolle i naturen. Men alle flercellede organismer har til felles å sørge for metabolisme og sammenkobling mellom alle organer.

Cellestruktur: tabell "Struktur og funksjoner til organeller"

Denne tabellen vil hjelpe deg med å bli kjent med strukturen til cellulære strukturer.

Som du kan se, har hver cellulær organell sin egen komplekse struktur. Dessuten bestemmer strukturen til hver av dem funksjonene som utføres. Bare det koordinerte arbeidet til alle organeller lar liv eksistere på celle-, vev- og organismenivå.

Grunnleggende funksjoner til cellen

En celle er en unik struktur. På den ene siden spiller hver av komponentene sin rolle. På den annen side er cellens funksjoner underordnet en enkelt koordinert driftsmekanisme. Det er på dette nivået i livsorganisasjonen at de viktigste prosessene finner sted. En av dem er reproduksjon. Det er basert på en prosess. Det er to hovedmåter å gjøre det på. Så gameter er delt av meiose, alle andre (somatiske) er delt av mitose.

På grunn av det faktum at membranen er semipermeabel, er det mulig å gå inn i cellen og motsatt retning ulike stoffer. Grunnlaget for alle metabolske prosesser er vann. Når de kommer inn i kroppen, brytes biopolymerer ned til enkle forbindelser. Men mineraler finnes i løsninger i form av ioner.

Cellulære inneslutninger

Cellefunksjoner ville ikke bli fullstendig realisert uten tilstedeværelsen av inneslutninger. Disse stoffene er en reserve av organismer i ugunstige perioder. Dette kan være tørke, lav temperatur eller utilstrekkelig oksygen. Lagringsfunksjonene til stoffer i planteceller utføres av stivelse. Det finnes i cytoplasmaet i form av granulat. I dyreceller fungerer glykogen som et lagringskarbohydrat.

Hva er stoffer

Celler som er like i struktur og funksjon forenes til vev. Denne strukturen er spesialisert. For eksempel er alle celler i epitelvev små og tett ved siden av hverandre. Formen deres er veldig variert. Dette stoffet er praktisk talt fraværende. Denne strukturen ligner et skjold. Takket være dette utfører epitelvev en beskyttende funksjon. Men enhver organisme trenger ikke bare et "skjold", men også et forhold til miljøet. For å utføre denne funksjonen har epitellaget spesielle formasjoner - porer. Og hos planter er en lignende struktur stomata av huden eller linsene til korken. Disse strukturene utfører gassutveksling, transpirasjon, fotosyntese og termoregulering. Og fremfor alt utføres disse prosessene på molekylært og cellenivå.

Sammenheng mellom cellestruktur og funksjon

Cellenes funksjoner bestemmes av deres struktur. Alle stoffer er et lysende eksempel dette. Dermed er myofibriller i stand til å trekke seg sammen. Dette er muskelvevsceller som utfører bevegelsen av individuelle deler og hele kroppen i rommet. Men den forbindende har et annet strukturelt prinsipp. Denne typen vev består av store celler. De er grunnlaget for hele organismen. Bindevev inneholder også en stor mengde intercellulær substans. Denne strukturen sikrer tilstrekkelig volum. Denne typen vev er representert av slike varianter som blod, brusk og beinvev.

De sier at de ikke er gjenopprettet... Det er mange ulike syn. Imidlertid er det ingen som tviler på at nevroner forbinder hele kroppen til en enkelt helhet. Dette oppnås av en annen strukturell funksjon. Nevroner består av en kropp og prosesser - aksoner og dendritter. Gjennom dem strømmer informasjon sekvensielt fra nerveendene til hjernen, og derfra tilbake til arbeidsorganene. Som et resultat av arbeidet til nevroner er hele kroppen forbundet med et enkelt nettverk.

Så de fleste levende organismer har en cellulær struktur. Disse strukturene er byggesteinene til planter, dyr, sopp og bakterier. Generelle funksjoner til celler er evnen til å dele, oppfatning av faktorer miljø og metabolisme.

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

Lagt ut på http://www.allbest.ru/

Plan

1. Celle, dens struktur og funksjoner

2. Vann i cellens levetid

3. Metabolisme og energi i cellen

4. Cellernæring. Fotosyntese og kjemosyntese

5. Genetisk kode. Proteinsyntese i cellen

6. Regulering av transkripsjon og translasjon i cellen og kroppen

Bibliografi

1. Celle, dens struktur og funksjoner

Celler er lokalisert i det intercellulære stoffet, som gir deres mekaniske styrke, næring og respirasjon. Hoveddelene av enhver celle er cytoplasmaet og kjernen.

Cellen er dekket med en membran som består av flere lag med molekyler, noe som sikrer selektiv permeabilitet av stoffer. Cytoplasmaet inneholder de minste strukturene - organeller. Celleorganeller inkluderer: endoplasmatisk retikulum, ribosomer, mitokondrier, lysosomer, Golgi kompleks, cellesenter.

Cellen består av: overflateapparat, cytoplasma, kjerne.

Strukturen til en dyrecelle

Ytre eller plasmamembran- avgrenser innholdet i cellen fra miljøet (andre celler, intercellulært stoff), består av lipid- og proteinmolekyler, sikrer kommunikasjon mellom celler, transport av stoffer inn i cellen (pinocytose, fagocytose) og ut av cellen.

Cytoplasma- det indre halvflytende miljøet i cellen, som gir kommunikasjon mellom kjernen og organellene i den. De viktigste livsprosessene finner sted i cytoplasmaet.

Celleorganeller:

1) endoplasmatisk retikulum (ER)- et system av forgrenede tubuli, deltar i syntesen av proteiner, lipider og karbohydrater, i transport av stoffer, i cellen;

2) ribosomer- legemer som inneholder rRNA er lokalisert på ER og i cytoplasma og deltar i proteinsyntese. EPS og ribosomer er et enkelt apparat for proteinsyntese og transport;

3) mitokondrier- "kraftstasjoner" av cellen, avgrenset fra cytoplasmaet av to membraner. Den indre danner cristae (folder), og øker overflaten. Enzymer på cristae akselererer oksidasjonen av organiske stoffer og syntesen av energirike ATP-molekyler;

4) Golgi kompleks- en gruppe hulrom avgrenset av en membran fra cytoplasmaet, fylt med proteiner, fett og karbohydrater, som enten brukes i vitale prosesser eller fjernes fra cellen. Membranene til komplekset utfører syntesen av fett og karbohydrater;

5) lysosomer- kropper fylt med enzymer akselererer nedbrytningen av proteiner til aminosyrer, lipider til glyserol og fettsyrer, polysakkarider til monosakkarider. I lysosomer blir døde deler av cellen, hele celler, ødelagt.

Cellulære inneslutninger- ansamlinger av reservenæringsstoffer: proteiner, fett og karbohydrater.

Kjerne- den viktigste delen av cellen.

Den er dekket med et to-membranskall med porer, gjennom hvilke noen stoffer trenger inn i kjernen, mens andre kommer inn i cytoplasmaet.

Kromosomer er hovedstrukturene til kjernen, bærere av arvelig informasjon om egenskapene til organismen. Det overføres under deling av modercellen til datterceller, og med kjønnsceller til datterorganismer.

Kjernen er stedet for DNA-, mRNA- og rRNA-syntese.

Kjemisk sammensetning av cellen

Cellen er den elementære enheten for livet på jorden. Den har alle egenskapene til en levende organisme: den vokser, reproduserer, utveksler stoffer og energi med miljøet, og reagerer på ytre stimuli. Begynnelsen av biologisk evolusjon er assosiert med utseendet til cellulære livsformer på jorden. Encellede organismer er celler som eksisterer atskilt fra hverandre. Kroppen til alle flercellede organismer – dyr og planter – er bygget opp av et større eller mindre antall celler, som er en slags blokker som utgjør en kompleks organisme. Uansett om en celle er et integrert levende system - en separat organisme eller bare utgjør en del av den, er den utstyrt med et sett med egenskaper og egenskaper som er felles for alle celler.

Rundt 60 grunnstoffer ble funnet i celler periodiske tabell Mendeleev, som også finnes i den livløse naturen. Dette er et av bevisene på fellesskapet mellom levende og livløs natur. I levende organismer er de mest tallrike hydrogen, oksygen, karbon og nitrogen, som utgjør omtrent 98 % av cellemassen. Dette skyldes særegenhetene ved de kjemiske egenskapene til hydrogen, oksygen, karbon og nitrogen, som et resultat av at de viste seg å være mest egnet for dannelse av molekyler som utfører biologiske funksjoner. Disse fire elementene er i stand til å danne veldig sterke kovalente bindinger ved å sammenkoble elektroner som tilhører to atomer. Kovalent bundne karbonatomer kan danne rammeverket til utallige forskjellige organiske molekyler. Siden karbonatomer lett danner kovalente bindinger med oksygen, hydrogen, nitrogen og svovel, oppnår organiske molekyler eksepsjonell kompleksitet og strukturelt mangfold.

I tillegg til de fire hovedelementene inneholder cellen merkbare mengder (10. og 100. av en prosent) jern, kalium, natrium, kalsium, magnesium, klor, fosfor og svovel. Alle andre grunnstoffer (sink, kobber, jod, fluor, kobolt, mangan osv.) finnes i cellen i svært små mengder og kalles derfor sporstoffer.

Kjemiske grunnstoffer er en del av uorganiske og organiske forbindelser. Uorganiske forbindelser inkluderer vann, mineralsalter, karbondioksid, syrer og baser. Organiske forbindelser er proteiner, nukleinsyrer, karbohydrater, fett (lipider) og lipoider. I tillegg til oksygen, hydrogen, karbon og nitrogen kan de inneholde andre grunnstoffer. Noen proteiner inneholder svovel. En integrert del nukleinsyre er fosfor. Hemoglobinmolekylet inkluderer jern, magnesium er involvert i konstruksjonen av klorofyllmolekylet. Mikroelementer, til tross for deres ekstremt lave innhold i levende organismer, spiller en viktig rolle i livsprosesser. Jod er en del av skjoldbruskkjertelhormonet - tyroksin, kobolt er en del av vitamin B 12, hormonet i øydelen av bukspyttkjertelen - insulin - inneholder sink.

Organisk cellestoff

Ekorn.

Blant de organiske stoffene i cellen er proteiner på første plass både i mengde (10 - 12 % av cellens totale masse) og i betydning. Proteiner er høymolekylære polymerer (med en molekylvekt fra 6000 til 1 million og over), hvis monomerer er aminosyrer. Levende organismer bruker 20 aminosyrer, selv om det er mange flere. Enhver aminosyre inneholder en aminogruppe (-NH2), som har grunnleggende egenskaper, og en karboksylgruppe (-COOH), som har sure egenskaper. To aminosyrer kombineres til ett molekyl ved å etablere en HN-CO-binding, og frigjøre et vannmolekyl. Bindingen mellom aminogruppen til en aminosyre og karboksylgruppen til en annen kalles en peptidbinding.

Proteiner er polypeptider som inneholder titalls og hundrevis av aminosyrer. Molekyler av forskjellige proteiner skiller seg fra hverandre i molekylvekt, antall, sammensetning av aminosyrer og sekvensen av deres plassering i polypeptidkjeden. Det er derfor klart at proteiner er ekstremt forskjellige; antallet i alle typer levende organismer er estimert til 1010 - 1012.

En kjede av aminosyreenheter koblet kovalent sammen med peptidbindinger i en bestemt sekvens kalles den primære strukturen til et protein.

I cellene ser proteiner ut som spiralvridde fibre eller kuler (kuler). Dette forklares av det faktum at i naturlig protein er polypeptidkjeden lagt ut på en strengt definert måte, avhengig av den kjemiske strukturen til dens aminosyrer.

Først folder polypeptidkjeden seg til en spiral. Tiltrekning skjer mellom atomer i nabosvinger og hydrogenbindinger dannes, spesielt mellom NH- og CO-grupper som ligger i tilstøtende svinger. En kjede av aminosyrer, vridd i form av en spiral, dannes sekundær struktur ekorn. Som et resultat av ytterligere folding av helixen, oppstår en konfigurasjon spesifikk for hvert protein, kalt tertiærstrukturen. Den tertiære strukturen skyldes virkningen av kohesive krefter mellom hydrofobe radikaler som finnes i noen aminosyrer og kovalente bindinger mellom SH-gruppene i aminosyren cystein (S-S-bindinger). Antall aminosyrer med hydrofobe radikaler og cystein, samt rekkefølgen på deres arrangement i polypeptidkjeden, er spesifikke for hvert protein. Følgelig bestemmes egenskapene til den tertiære strukturen til et protein av dets primære struktur. Proteinet viser biologisk aktivitet bare i form av en tertiær struktur. Derfor kan det å erstatte enda en aminosyre i en polypeptidkjede føre til en endring i konfigurasjonen av proteinet og til en reduksjon eller tap av dets biologiske aktivitet.

I noen tilfeller kombinerer proteinmolekyler med hverandre og kan bare utføre sin funksjon i form av komplekser. Dermed er hemoglobin et kompleks av fire molekyler og kun i denne formen er det i stand til å feste og transportere oksygen.Slike aggregater representerer proteinets kvaternære struktur. Basert på deres sammensetning er proteiner delt inn i to hovedklasser - enkle og komplekse. Enkle proteiner består kun av aminosyrer, nukleinsyrer (nukleotider), lipider (lipoproteiner), Me (metalloproteiner), P (fosfoproteiner).

Funksjonene til proteiner i en celle er ekstremt forskjellige..

En av de viktigste er konstruksjonsfunksjonen: proteiner er involvert i dannelsen av alle cellemembraner og celleorganeller, så vel som intracellulære strukturer. Eksklusivt viktig har en enzymatisk (katalytisk) rolle av proteiner. Enzymer akselererer kjemiske reaksjoner som skjer i cellen med 10 og 100 millioner ganger. Motorisk funksjon er gitt av spesielle kontraktile proteiner. Disse proteinene er involvert i alle typer bevegelser som celler og organismer er i stand til: flimring av flimmerhår og slag av flageller i protozoer, muskelsammentrekning hos dyr, bevegelse av blader i planter, etc.

Transportfunksjonen til proteiner er å feste kjemiske elementer (for eksempel hemoglobin tilfører O) eller biologisk aktive stoffer (hormoner) og transportere dem til vev og organer i kroppen. Den beskyttende funksjonen kommer til uttrykk i form av produksjon av spesielle proteiner, kalt antistoffer, som svar på inntrengning av fremmede proteiner eller celler i kroppen. Antistoffer binder og nøytraliserer fremmede stoffer. Proteiner spiller en viktig rolle som energikilder. Med fullstendig splitting 1g. 17,6 kJ (~4,2 kcal) proteiner frigjøres. cellemembrankromosom

Karbohydrater.

Karbohydrater, eller sakkarider, er organiske stoffer med generell formel(CH2O)n. De fleste karbohydrater har dobbelt så mange H-atomer som antall O-atomer, som i vannmolekyler. Det er derfor disse stoffene ble kalt karbohydrater. I en levende celle finnes karbohydrater i mengder som ikke overstiger 1-2, noen ganger 5% (i leveren, i musklene). Planteceller er de rikeste på karbohydrater, hvor innholdet i enkelte tilfeller når 90 % av tørrstoffmassen (frø, potetknoller osv.).

Karbohydrater er enkle og komplekse.

Enkle karbohydrater kalles monosakkarider. Avhengig av antall karbohydratatomer i molekylet kalles monosakkarider trioser, tetroser, pentoser eller heksoser. Av de seks karbonmonosakkaridene - heksosene - er de viktigste glukose, fruktose og galaktose. Glukose finnes i blodet (0,1-0,12%). Pentosene ribose og deoksyribose finnes i nukleinsyrer og ATP. Hvis to monosakkarider kombineres i ett molekyl, kalles forbindelsen et disakkarid. Bordsukker, hentet fra rør eller sukkerroer, består av ett molekyl glukose og ett molekyl fruktose, melkesukker- fra glukose og galaktose.

Komplekse karbohydrater dannet av mange monosakkarider kalles polysakkarider. Monomeren av polysakkarider som stivelse, glykogen, cellulose er glukose. Karbohydrater utfører to hovedfunksjoner: konstruksjon og energi. Cellulose danner veggene planteceller. Det komplekse polysakkaridet kitin fungerer som den viktigste strukturelle komponenten i eksoskjelettet til leddyr. Kitin utfører også en konstruksjonsfunksjon i sopp.

Karbohydrater spiller rollen som den viktigste energikilden i cellen. Ved oksidering av 1 g karbohydrater frigjøres 17,6 kJ (~4,2 kcal). Stivelse i planter og glykogen i dyr avsettes i celler og fungerer som energireserve.

Nukleinsyrer.

Betydningen av nukleinsyrer i en celle er veldig stor. Det særegne ved deres kjemiske struktur gir muligheten til å lagre, overføre og arve til datterceller informasjon om strukturen til proteinmolekyler som syntetiseres i hvert vev på et visst stadium av individuell utvikling.

Siden de fleste egenskapene og egenskapene til celler skyldes proteiner, er det klart at stabiliteten til nukleinsyrer er den viktigste betingelsen normal funksjon av celler og hele organismer. Eventuelle endringer i strukturen til celler eller aktiviteten til fysiologiske prosesser i dem, og påvirker dermed vital aktivitet. Studiet av strukturen til nukleinsyrer er ekstremt viktig for å forstå arven til egenskaper i organismer og funksjonsmønstrene til både individuelle celler og cellulære systemer - vev og organer.

Det finnes 2 typer nukleinsyrer - DNA og RNA.

DNA er en polymer som består av to nukleotidhelikser arrangert for å danne en dobbel helix. Monomerer av DNA-molekyler er nukleotider som består av en nitrogenholdig base (adenin, tymin, guanin eller cytosin), et karbohydrat (deoksyribose) og en fosforsyrerest. Nitrogenbasene i DNA-molekylet er forbundet med hverandre med ulikt antall H-bindinger og er ordnet i par: adenin (A) er alltid mot tymin (T), guanin (G) mot cytosin (C). Skjematisk kan arrangementet av nukleotider i et DNA-molekyl avbildes som følger:

Fig. 1. Plassering av nukleotider i et DNA-molekyl

Fra fig.1. det er klart at nukleotidene er koblet til hverandre ikke tilfeldig, men selektivt. Evnen til selektiv interaksjon av adenin med tymin og guanin med cytosin kalles komplementaritet. Den komplementære interaksjonen mellom visse nukleotider er forklart av særegenhetene ved det romlige arrangementet av atomer i molekylene deres, som lar dem komme nærmere og danne H-bindinger.

I en polynukleotidkjede er nabonukleotider knyttet til hverandre gjennom en sukker (deoksyribose) og en fosforsyrerest. RNA, som DNA, er en polymer hvis monomerer er nukleotider.

Nitrogenbasene til tre nukleotider er de samme som de som utgjør DNA (A, G, C); den fjerde - uracil (U) - er tilstede i RNA-molekylet i stedet for tymin. RNA-nukleotider skiller seg fra DNA-nukleotider i strukturen til karbohydratet de inneholder (ribose i stedet for deoksyribose).

I en RNA-kjede bindes nukleotider sammen ved å danne kovalente bindinger mellom ribosen til ett nukleotid og fosforsyreresten til et annet. Strukturen er forskjellig mellom to-trådet RNA. Dobbelttrådet RNA er vokterne av genetisk informasjon i en rekke virus, dvs. De utfører funksjonene til kromosomer. Enkeltrådet RNA overfører informasjon om strukturen til proteiner fra kromosomet til stedet for deres syntese og deltar i proteinsyntesen.

Det finnes flere typer enkelttrådet RNA. Navnene deres bestemmes av funksjonen eller plasseringen i cellen. Det meste av RNA i cytoplasmaet (opptil 80-90%) er ribosomalt RNA (rRNA), inneholdt i ribosomer. rRNA-molekyler er relativt små og består av gjennomsnittlig 10 nukleotider.

En annen type RNA (mRNA) som bærer informasjon om sekvensen av aminosyrer i proteiner som må syntetiseres til ribosomer. Størrelsen på disse RNA-ene avhenger av lengden på DNA-regionen de ble syntetisert fra.

Overførings-RNA utfører flere funksjoner. De leverer aminosyrer til stedet for proteinsyntese, "gjenkjenner" (ved prinsippet om komplementaritet) tripletten og RNA som tilsvarer den overførte aminosyren, og utfører den nøyaktige orienteringen av aminosyren på ribosomet.

Fett og lipoider.

Fett er forbindelser av høymolekylære fettsyrer og trihydrisk alkoholglyserol. Fett løses ikke opp i vann - de er hydrofobe.

Det er alltid andre komplekse hydrofobe fettlignende stoffer kalt lipoider i cellen. En av hovedfunksjonene til fett er energi. Ved nedbrytningen av 1 g fett til CO 2 og H 2O frigjøres en stor mengde energi - 38,9 kJ (~ 9,3 kcal).

Hovedfunksjonen til fett i dyre- (og delvis plante-) verden er lagring.

Fett og lipider utfører også en konstruksjonsfunksjon: de er en del av cellemembraner. På grunn av dårlig varmeledningsevne er fett i stand til å ha en beskyttende funksjon. Hos noen dyr (sel, hval) avsettes det i det subkutane fettvevet, og danner et lag opp til 1 m tykt.Danningen av noen lipoider går foran syntesen av en rekke hormoner. Følgelig har disse stoffene også funksjonen til å regulere metabolske prosesser.

2. Vann i cellens levetid

Kjemiske stoffer som utgjør cellen: uorganiske (vann, mineralsalter)

Sikre celleelastisitet.

Konsekvensene av celletap av vann er visning av blader og uttørking av frukt.

Akselerere kjemiske reaksjoner ved å løse opp stoffer i vann.

Sikre bevegelse av stoffer: innføring av de fleste stoffer i cellen og fjerning av dem fra cellen i form av løsninger.

Sikre oppløsning av mange kjemikalier (en rekke salter, sukkerarter).

Deltakelse i en rekke kjemiske reaksjoner.

Deltakelse i prosessen med termoregulering på grunn av evnen til sakte å varme opp og sakte avkjøles.

Vann. H 2OM - den vanligste forbindelsen i levende organismer. Innholdet i forskjellige celler varierer innenfor ganske vide grenser.

Vannets ekstremt viktige rolle i å støtte livsprosesser skyldes dets fysisk-kjemiske egenskaper.

Polariteten til molekyler og evnen til å danne hydrogenbindinger gjør vann til et godt løsningsmiddel for et stort antall stoffer. De fleste kjemiske reaksjoner som oppstår i en celle kan bare skje i en vandig løsning.

Vann er også involvert i mange kjemiske transformasjoner.

Det totale antallet hydrogenbindinger mellom vannmolekyler varierer avhengig av t °. Kl ° Når isen smelter, blir omtrent 15 % av hydrogenbindingene ødelagt, ved t° 40°C - halvparten. Ved overgang til gassform blir alle hydrogenbindinger ødelagt. Dette forklarer den høye spesifikke varmekapasiteten til vann. Når temperaturen i det ytre miljøet endres, absorberer eller avgir vann varme på grunn av brudd eller nydannelse av hydrogenbindinger.

På denne måten viser svingninger i temperaturen inne i cellen seg å være mindre enn i omgivelsene. Høy fordampningsvarme ligger til grunn effektiv mekanisme varmeoverføring i planter og dyr.

Vann som løsemiddel tar del i fenomenene osmose, som spiller en viktig rolle i livet til kroppens celler. Osmose er penetrering av løsemiddelmolekyler gjennom en semipermeabel membran inn i en løsning av et stoff.

Semi-permeable membraner er de som lar løsemiddelmolekyler passere gjennom, men som ikke lar oppløste molekyler (eller ioner) passere gjennom. Derfor er osmose enveisdiffusjonen av vannmolekyler i retning av løsningen.

Mineralsalter.

Mest av uorganiske stoffer celler er i form av salter i dissosiert eller fast tilstand.

Konsentrasjonen av kationer og anioner i cellen og i miljøet er ikke den samme. Det osmotiske trykket i cellen og dens bufferegenskaper avhenger i stor grad av konsentrasjonen av salter.

Bufring er evnen til en celle til å opprettholde den svakt alkaliske reaksjonen av innholdet på et konstant nivå. Innholdet av mineralsalter i cellen i form av kationer (K+, Na+, Ca2+, Mg2+) og anioner (--HPO|~, - H 2PC>4, -SG, -NSS*z). Balansen av innholdet av kationer og anioner i cellen, sikrer konstantheten av det indre miljøet i kroppen. Eksempler: i cellen er miljøet svakt alkalisk, inne i cellen er det høy konsentrasjon av K+ ioner, og i miljøet rundt cellen er det høy konsentrasjon av Na+ ioner. Deltakelse av mineralsalter i metabolismen.

3 . OMmetabolisme og energi i cellen

Energimetabolisme i cellen

Adenosintrifosfat (fork. ATP, Engelsk Asia-Stillehavet) - nukleotid, spiller en ekstremt viktig rolle i utveksling av energi og stoffer i organismer; Først av alt er forbindelsen kjent som en universell energikilde for all bio kjemiske prosesser, som forekommer i levende systemer.

ATP gir energi til alle cellefunksjoner: mekanisk arbeid, biosyntese, deling osv. I gjennomsnitt er ATP-innholdet i en celle omtrent 0,05 % av massen, men i de cellene hvor ATP-kostnadene er høye (for eksempel i leverceller) , tverrstripete muskler), kan innholdet nå opptil 0,5%. ATP-syntese i celler skjer hovedsakelig i mitokondrier. Som du husker (se 1.7), er det nødvendig å bruke 40 kJ for å syntetisere 1 mol ATP fra ADP.

Energimetabolismen i cellen er delt inn i tre stadier.

Den første fasen er forberedende.

Under denne prosessen brytes store matpolymermolekyler ned til mindre fragmenter. Polysakkarider brytes ned til di- og monosakkarider, proteiner til aminosyrer, fett til glyserol og fettsyrer. Under disse transformasjonene frigjøres lite energi, den forsvinner som varme, og ATP dannes ikke.

Det andre trinnet er ufullstendig, oksygenfri, nedbrytning av stoffer.

På dette stadiet dannes stoffene under forberedende stadium, dekomponeres av enzymer i fravær av oksygen.

La oss se på dette stadiet ved å bruke eksemplet på glykolyse - den enzymatiske nedbrytningen av glukose. Glykolyse skjer i dyreceller og i noen mikroorganismer. Totalt sett kan denne prosessen representeres som følgende ligning:

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

Under glykolyse dannes således to molekyler med tre-karbon pyrodruesyre (C 3H 4O 3) fra ett molekyl glukose, som i mange celler, for eksempel muskelceller, omdannes til melkesyre (C 3H 6O 3), og energien som frigjøres i dette tilfellet nok til å konvertere to molekyler ADP til to molekyler ATP.

Til tross for sin tilsynelatende enkelhet, er glykolyse en flertrinnsprosess, som teller mer enn ti stadier, katalysert av forskjellige enzymer. Bare 40 % av den frigjorte energien lagres av cellen i form av ATP, og de resterende 60 % spres i form av varme. På grunn av de mange stadiene av glykolyse, har de frigjorte små delene av varme ikke tid til å varme cellen til et farlig nivå.

Glykolyse skjer i cytoplasmaet til cellene.

I de fleste planteceller og noen sopp er det andre stadiet av energimetabolisme representert av alkoholisk gjæring:

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

De første produktene av alkoholisk gjæring er de samme som de av glykolyse, men som et resultat, etanol, karbondioksid, vann og to ATP-molekyler. Det er mikroorganismer som bryter ned glukose til aceton, eddiksyre og andre stoffer, men i alle fall er "energigevinsten" til cellen to ATP-molekyler.

Den tredje fasen av energimetabolismen er fullstendig oksygennedbrytning, eller cellulær respirasjon.

I dette tilfellet blir stoffene som dannes i det andre trinnet ødelagt til sluttproduktene - CO 2 og H 2O. Dette stadiet kan forestille seg som følger:

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

Dermed fører oksidasjonen av to molekyler med trekarbonsyre, dannet under den enzymatiske nedbrytningen av glukose til CO 2 og H 2O, til frigjøring av en stor mengde energi, tilstrekkelig for dannelsen av 36 ATP-molekyler.

Cellulær respirasjon skjer ved cristae av mitokondrier. Effektiviteten til denne prosessen er høyere enn for glykolyse og er omtrent 55 %. Som et resultat av fullstendig nedbrytning av ett glukosemolekyl, dannes 38 ATP-molekyler.

For å få energi i celler, i tillegg til glukose, kan andre stoffer brukes: lipider, proteiner. Imidlertid tilhører den ledende rollen i energimetabolismen i de fleste organismer sukker.

4 . Pmatceller. Fotosyntese og kjemosyntese

Cellernæring oppstår som et resultat av en rekke komplekse kjemiske reaksjoner, hvor stoffer som kommer inn i cellen fra det ytre miljø (karbondioksid, mineralsalter, vann) kommer inn i selve cellens kropp i form av proteiner, sukker, fett , oljer, nitrogen og fosforforbindelser.

Alle levende organismer som lever på jorden kan deles inn i to grupper avhengig av hvordan de får tak i de organiske stoffene de trenger.

Første gruppe - autotrofer, som oversatt fra gresk betyr "selvmating". De er i stand til uavhengig å lage alle de organiske stoffene de trenger for konstruksjon av celler og livsprosesser fra uorganiske - vann, karbondioksid og andre. De får energi til slike komplekse transformasjoner enten gjennom sollys og kalles fototrofer, eller på grunn av energien til kjemiske transformasjoner av mineralforbindelser, og i dette tilfellet kalles de kjemotrofer. Men både fototrofe og kjemotrofe organismer krever ikke organiske stoffer utenfra. Autotrofer inkluderer alle grønne planter og mange bakterier.

En fundamentalt annerledes måte å skaffe de nødvendige organiske forbindelsene fra heterotrofer. Heterotrofer kan ikke uavhengig syntetisere slike stoffer fra uorganiske forbindelser og krever konstant absorpsjon av ferdige organiske stoffer fra utsiden. Deretter "omorganiserer" de molekylene som er hentet utenfra for å passe deres behov.

Heterotrofe organismer er direkte avhengige av produktene fra fotosyntesen produsert av grønne planter. For eksempel, ved å spise kål eller poteter, mottar vi stoffer syntetisert i planteceller ved hjelp av energien fra sollys. Hvis vi spiser kjøtt av husdyr, så må vi huske at disse dyrene spiser plantemat: gress, korn, etc. Dermed er kjøttet deres bygget av molekyler hentet fra plantemat.

Heterotrofer inkluderer sopp, dyr og mange bakterier. Noen celler i en grønn plante er også heterotrofe: kambium- og rotceller. Faktum er at cellene i disse delene av planten ikke er i stand til fotosyntese og får næring av organiske stoffer syntetisert av de grønne delene av planten.

Cellernæring: lysosomer og intracellulær fordøyelse

Lysosomer, hvis antall når flere hundre i en celle, danner et typisk rom.

Lysosomer kommer i forskjellige former og størrelser; de utmerker seg ved sitt spesielle mangfold intern struktur. Dette mangfoldet gjenspeiles i morfologisk terminologi. Det er mange begreper for partiklene vi nå kjenner som lysosomer. Blant dem: tette kropper, gjenværende kropper, cytosomer, cytosegresomer og mange andre.

Fra et kjemisk synspunkt betyr å fordøye mat å utsette den for hydrolyse, dvs. bruke vann til å bryte ned de ulike bindingene som byggesteinene til naturlige makromolekyler er forbundet gjennom. For eksempel peptidbindinger som forbinder aminosyrer i proteiner, glykolytiske bindinger som forbinder sukkerarter i polysakkarider, og esterbindinger mellom syrer og alkoholer. For det meste er disse bindingene veldig stabile, og brytes bare under alvorlige temperatur- og pH-forhold (sure eller alkaliske).

Levende organismer er ikke i stand til å skape eller motstå slike forhold, men de fordøyer mat uten problemer. Og de gjør dette ved hjelp av spesielle katalysatorer - hydrolytiske enzymer, eller hydrolaser, som skilles ut i fordøyelsessystemet. Hydrolaser er spesifikke katalysatorer. Hver av dem bryter bare en strengt definert type kjemisk binding. Siden mat vanligvis består av mange komponenter med forskjellige kjemiske bindinger, krever fordøyelsen samtidig koordinert eller sekvensiell deltakelse av forskjellige enzymer. Faktisk inneholder fordøyelsessafter som skilles ut i mage-tarmkanalen et stort antall forskjellige hydrolaser, som lar menneskekroppen absorbere mange komplekse matvarer av plante- og animalsk opprinnelse. Imidlertid er denne evnen begrenset og menneskekroppen er ikke i stand til å fordøye cellulose.

Disse grunnleggende bestemmelsene gjelder i hovedsak lysosomer. I hvert lysosom finner vi en hel samling forskjellige hydrolaser - mer enn 50 arter er identifisert - som til sammen er i stand til fullstendig eller nesten fullstendig å fordøye mange av de viktigste naturlige stoffene, inkludert proteiner, polysakkarider, nukleinsyrer, kombinasjoner og derivater derav. Men i likhet med menneskets mage-tarmkanal, er lysosomer preget av noen begrensninger i deres fordøyelseskapasitet.

I tarmen blir sluttproduktene av fordøyelsen (fordøyd) "renset" som et resultat av tarmens absorpsjon: de fjernes av slimhinneceller, vanligvis ved hjelp av aktive pumper, og kommer inn i blodbanen. Noe lignende skjer i lysosomer.

Ulike små molekyler som dannes under fordøyelsen transporteres gjennom lysosommembranen inn i cytoplasmaet, hvor de brukes av cellens metabolske systemer.

Men noen ganger oppstår ikke fordøyelsen eller er ufullstendig og når ikke det stadiet hvor produktene kan renses. I de fleste enkle organismer og lavere virvelløse dyr gir slike situasjoner ingen spesielle konsekvenser, pga cellene deres har evnen til å kvitte seg med innholdet i deres gamle lysosomer, ganske enkelt kaste dem ut i miljøet.

Hos høyerestående dyr klarer ikke mange celler å tømme lysosomene sine på denne måten. De er i en tilstand av kronisk forstoppelse. Det er denne alvorlige ulempen som ligger til grunn for mange patologiske forhold assosiert med lysosomoverbelastning. Dyspepsi, økt surhet, forstoppelse og andre fordøyelsessykdommer.

Aftotrofisk ernæring

Livet på jorden er avhengig av autotrofe organismer. Nesten alle organiske stoffer som trengs av levende celler, produseres gjennom prosessen med fotosyntese.

Fotosyntese(fra de greske bildene - lys og syntese - forbindelse, kombinasjon) - grønne planters og fotosyntetiske mikroorganismers transformasjon av uorganiske stoffer (vann og karbondioksid) til organiske på grunn av solenergi, som omdannes til energien til kjemiske bindinger i molekylene til organiske stoffer.

Faser av fotosyntese.

Under fotosynteseprosessen omdannes energifattig vann og karbondioksid til energikrevende organisk materiale – glukose. I dette tilfellet akkumuleres solenergi i de kjemiske bindingene til dette stoffet. I tillegg, under prosessen med fotosyntese, frigjøres oksygen til atmosfæren, som brukes av organismer for respirasjon.

Det er nå slått fast at fotosyntesen skjer i to faser – lys og mørk.

Under lysfasen, på grunn av solenergi, eksiteres klorofyllmolekyler og ATP syntetiseres.

Samtidig med denne reaksjonen brytes vann (H 20) ned under påvirkning av lys, og frigjør fritt oksygen (02). Denne prosessen ble kalt fotolyse (fra de greske bildene - lys og lysis - oppløsning). De resulterende hydrogenionene binder seg til et spesielt stoff - hydrogeniontransportøren (NADP) og brukes i neste fase.

Tilstedeværelsen av lys er ikke nødvendig for at tempofasereaksjoner skal oppstå. Energikilden her er ATP-molekyler syntetisert i lysfasen. I tempofasen absorberes karbondioksid fra luften, dets reduksjon med hydrogenioner og dannelse av glukose på grunn av bruk av ATP-energi.

Miljøforholdenes påvirkning på fotosyntesen.

Fotosyntese bruker bare 1 % av solenergien som faller på bladet. Fotosyntese avhenger av en rekke miljøforhold. For det første skjer denne prosessen mest intensivt under påvirkning av røde stråler i solspekteret (fig. 58). Intensiteten til fotosyntesen bestemmes av mengden oksygen som frigjøres, som fortrenger vann fra sylinderen. Hastigheten av fotosyntese avhenger også av graden av belysning av planten. En økning i dagslystimer fører til en økning i produktiviteten til fotosyntesen, det vil si mengden organiske stoffer som produseres av planten.

Betydningen av fotosyntese.

Fotosynteseprodukter brukes:

· organismer som næringsstoffer, en kilde til energi og oksygen for vitale prosesser;

· i menneskelig matproduksjon;

· som byggemateriale til boligbygging, møbelproduksjon m.m.

Menneskeheten skylder sin eksistens til fotosyntese.

Alle drivstoffreserver på jorden er produkter dannet som et resultat av fotosyntese. Ved å bruke kull og tre får vi energi som ble lagret i organisk materiale under fotosyntesen. Samtidig slippes oksygen ut i atmosfæren.

Forskere anslår at uten fotosyntese ville hele tilførselen av oksygen være brukt opp om 3000 år.

Kjemosyntese.

I tillegg til fotosyntese er det en annen kjent metode for å skaffe energi og syntetisere organiske stoffer fra uorganiske. Noen bakterier er i stand til å trekke ut energi ved å oksidere ulike uorganiske stoffer. De trenger ikke lys for å lage organiske stoffer. Prosessen med syntese av organiske stoffer fra uorganiske, som finner sted takket være energien til oksidasjon av uorganiske stoffer, kalles kjemosyntese (fra latin kjemi - kjemi og gresk syntese - forbindelse, kombinasjon).

Kjemosyntetiske bakterier ble oppdaget av den russiske forskeren S.N. Vinogradsky. Avhengig av oksidasjonen av hvilket stoff som frigjør energi, skilles kjemosyntetiserende jernbakterier, svovelbakterier og azotobakterier.

5 . Ggenetisksignalkode. Proteinsyntese i cellen

Genetisk kode- et enhetlig system for registrering av arvelig informasjon i nukleinsyremolekyler i form av en nukleotidsekvens. Den genetiske koden er basert på bruken av et alfabet bestående av bare fire bokstaver-nukleotider, kjennetegnet ved nitrogenholdige baser: A, T, G, C.

Hovedegenskapene til den genetiske koden er som følger:

1. Den genetiske koden er triplett. En triplett (kodon) er en sekvens av tre nukleotider som koder for én aminosyre. Siden proteiner inneholder 20 aminosyrer, er det åpenbart at hver av dem ikke kan kodes av ett nukleotid (siden det bare er fire typer nukleotider i DNA, i dette tilfellet forblir 16 aminosyrer ukodet). To nukleotider er heller ikke nok til å kode for aminosyrer, siden det i dette tilfellet kun kan kodes for 16 aminosyrer. Midler, minste antall antall nukleotider som koder for en aminosyre er lik tre. (I dette tilfellet er antallet mulige nukleotidtripletter 43 = 64).

2. Redundans (degenerasjon) av koden er en konsekvens av dens triplettnatur og betyr at én aminosyre kan kodes av flere tripletter (siden det er 20 aminosyrer og 64 tripletter). Unntakene er metionin og tryptofan, som bare er kodet av én triplett. I tillegg utfører noen trillinger spesifikke funksjoner.

Så i mRNA-molekylet er tre av dem UAA, UAG, UGA stoppkodoner, dvs. stoppsignaler som stopper syntesen av polypeptidkjeden. Tripletten som tilsvarer metionin (AUG), lokalisert i begynnelsen av DNA-kjeden, koder ikke for en aminosyre, men utfører funksjonen å initiere (spennende) lesing.

3. Sammen med redundans er koden karakterisert av egenskapen entydighet, som betyr at hvert kodon tilsvarer kun én spesifikk aminosyre.

4. Koden er kollineær, dvs. sekvensen av nukleotider i et gen samsvarer nøyaktig med sekvensen av aminosyrer i et protein.

5. Den genetiske koden er ikke-overlappende og kompakt, det vil si at den ikke inneholder «tegnsettingstegn». Dette betyr at leseprosessen ikke åpner for muligheten for overlappende kolonner (tripletter), og starter ved et visst kodon fortsetter lesingen kontinuerlig, triplett etter triplett, inntil stoppsignalene (termineringskodoner). For eksempel, i mRNA vil følgende sekvens av nitrogenholdige baser AUGGGUGTSUAUAUGUG kun leses av slike tripletter: AUG, GUG, TSUU, AAU, GUG, og ikke AUG, UGG, GGU, GUG, etc. eller AUG, GGU, UGC, CUU , etc. etc. eller på annen måte (for eksempel kodon AUG, skilletegn G, kodon UGC, skilletegn U osv.).

6. Den genetiske koden er universell, det vil si at kjernegenene til alle organismer koder for informasjon om proteiner på samme måte, uavhengig av organiseringsnivå og systematisk posisjon til disse organismene.

Proteinsyntese i cellen

Proteinbiosyntese skjer i hver levende celle. Det er mest aktivt i unge voksende celler, der proteiner syntetiseres for å bygge organellene deres, samt i sekretoriske celler, hvor enzymproteiner og hormonproteiner syntetiseres.

Hovedrollen i å bestemme strukturen til proteiner tilhører DNA. Et stykke DNA som inneholder informasjon om strukturen til ett protein kalles et gen. Et DNA-molekyl inneholder flere hundre gener. DNA-molekylet inneholder en kode for sekvensen av aminosyrer i et protein i form av spesifikt matchende nukleotider. DNA-koden ble nesten fullstendig dechiffrert. Dens essens er som følger. Hver aminosyre tilsvarer en del av en DNA-kjede som består av tre tilstøtende nukleotider.

For eksempel, seksjon T--T--T tilsvarer aminosyren lysin, segment A--C--A- cystin, C--A--A - valin, etc. Det er 20 forskjellige aminosyrer, antall mulige kombinasjoner av 4 nukleotider av 3 er 64. Følgelig er det mer enn nok tripletter til å kode for alle aminosyrer.

Proteinsyntese er en kompleks flertrinnsprosess, som representerer en kjede av syntetiske reaksjoner som fortsetter i henhold til prinsippet om matrisesyntese.

Siden DNA er lokalisert i cellekjernen, og proteinsyntese skjer i cytoplasma, er det et mellomledd som overfører informasjon fra DNA til ribosomer. Denne budbringeren er mRNA. :

I proteinbiosyntese bestemmes følgende stadier, som forekommer i forskjellige deler av cellen:

1. Det første stadiet - syntesen av mRNA skjer i kjernen, hvor informasjonen i DNA-genet transkriberes til mRNA. Denne prosessen kalles transkripsjon (fra latin "transkripsjon" - omskriving).

2. På det andre trinnet kombineres aminosyrer med tRNA-molekyler, som sekvensielt består av tre nukleotider - antikodoner, ved hjelp av hvilke deres triplettkodon bestemmes.

3. Det tredje trinnet er prosessen med direkte syntese av polypeptidbindinger, kalt translasjon. Det forekommer i ribosomer.

4. På det fjerde trinnet skjer dannelsen av den sekundære og tertiære strukturen til proteinet, det vil si dannelsen av den endelige strukturen til proteinet.

Således, i prosessen med proteinbiosyntese, dannes nye proteinmolekyler i samsvar med den nøyaktige informasjonen som finnes i DNA. Denne prosessen sikrer fornyelse av proteiner, metabolske prosesser, cellevekst og utvikling, det vil si alle livsprosessene til cellen.

Kromosomer (fra det greske "chroma" - farge, "soma" - kropp) - veldig viktige strukturer cellekjernen. spiller hovedrolle under celledeling, og sikrer overføring av arvelig informasjon fra en generasjon til en annen. De er tynne DNA-tråder knyttet til proteiner. Trådene kalles kromatider bestående av DNA, basiske proteiner (histoner) og sure proteiner.

I en ikke-delt celle fyller kromosomer hele volumet av kjernen og er ikke synlige under et mikroskop. Før delingen begynner, skjer DNA-spiralisering og hvert kromosom blir synlig under et mikroskop.

Under spiralisering blir kromosomene forkortet titusenvis av ganger. I denne tilstanden ser kromosomene ut som to identiske tråder (kromatider) som ligger ved siden av hverandre, forbundet med en felles seksjon - sentromeren.

Hver organisme er preget av et konstant antall og struktur av kromosomer. I somatiske celler er kromosomer alltid paret, det vil si at i kjernen er det to identiske kromosomer som utgjør ett par. Slike kromosomer kalles homologe, og parede sett med kromosomer i somatiske celler kalles diploide.

Dermed består det diploide settet med kromosomer hos mennesker av 46 kromosomer, og danner 23 par. Hvert par består av to identiske (homologe) kromosomer.

De strukturelle egenskapene til kromosomer gjør det mulig å skille dem i 7 grupper, som er utpekt med de latinske bokstavene A, B, C, D, E, F, G. Alle par av kromosomer har serienummer.

Menn og kvinner har 22 par identiske kromosomer. De kalles autosomer. En mann og en kvinne er forskjellige i ett par kromosomer, som kalles kjønnskromosomer. De er utpekt med bokstaver - stor X (gruppe C) og liten Y (gruppe C). I kvinnekroppen er det 22 par autosomer og ett par (XX) kjønnskromosomer. Menn har 22 par autosomer og ett par (XY) kjønnskromosomer.

I motsetning til somatiske celler inneholder kjønnsceller halve settet med kromosomer, det vil si at de inneholder ett kromosom fra hvert par! Dette settet kalles haploid. Det haploide settet med kromosomer oppstår under cellemodning.

6 . Rregulering av transkripsjon og translasjon i cellen ogkropp

Operan og repressor.

Det er kjent at settet med kromosomer, dvs. settet med DNA-molekyler, er det samme i alle celler i en organisme.

Følgelig er hver celle i kroppen i stand til å syntetisere hvilken som helst mengde av hvert protein som er karakteristisk for en gitt organisme. Heldigvis skjer dette aldri, siden cellene i et bestemt vev må ha et visst sett med proteiner som er nødvendige for å utføre sin funksjon i en flercellet organisme, og ikke i noe tilfelle syntetisere "fremmede" proteiner som er karakteristiske for cellene i andre vev.

For eksempel, i rotceller er det nødvendig å syntetisere plantehormoner, og i bladceller - enzymer for å sikre fotosyntese. Hvorfor syntetiseres ikke alle proteinene, informasjon om hvilke kromosomene inneholder, i en celle samtidig?

Slike mekanismer er bedre studert i prokaryote celler. Selv om prokaryoter er det encellede organismer, deres transkripsjon og translasjon er også regulert, siden en celle på et tidspunkt kan trenge et bestemt protein, og i et annet øyeblikk kan det samme proteinet bli skadelig for det.

Den genetiske enheten til mekanismen for regulering av proteinsyntese bør betraktes som en operon, som inkluderer ett eller flere strukturelle gener, dvs. gener som bærer informasjon om strukturen til mRNA, som igjen bærer informasjon om strukturen til proteinet. Før disse genene, i begynnelsen av operonet, er det en promoter - et "landingssted" for enzymet RNA-polymerase. Mellom promotoren og de strukturelle genene i operonet er det en del av DNA som kalles operatoren. Hvis et spesielt protein, en repressor, er assosiert med operatøren, kan ikke RNA-polymerase starte syntese av mRNA.

Mekanismen for regulering av proteinsyntese i eukaryoter.

Reguleringen av genfunksjonen i eukaryoter, spesielt hvis vi snakker om en flercellet organisme, er mye mer kompleks. For det første kan proteinene som er nødvendige for å gi en hvilken som helst funksjon, kodes i genene til forskjellige kromosomer (husk at i prokaryoter er DNA i cellen representert av et enkelt molekyl). For det andre, i eukaryoter er genene i seg selv mer komplekse enn i prokaryoter; de har "stille" områder som mRNA ikke leses fra, men som er i stand til å regulere funksjonen til nabo-DNA-seksjoner. For det tredje, i en flercellet organisme er det nødvendig å nøyaktig regulere og koordinere arbeidet til gener i celler i forskjellige vev.

Denne koordineringen utføres på nivået av hele organismen og hovedsakelig ved hjelp av hormoner. De produseres begge i kjertelceller indre sekresjon, og i cellene i mange andre vev, for eksempel nervøs. Disse hormonene binder seg til spesielle reseptorer lokalisert enten på cellemembranen eller inne i cellen. Som et resultat av interaksjonen mellom reseptoren og hormonet i cellen, aktiveres visse gener eller omvendt undertrykkes, og proteinsyntesen i en gitt celle endrer karakter. For eksempel aktiverer binyrehormonet adrenalin nedbrytningen av glykogen til glukose i muskelcellene, noe som fører til en forbedring av energitilførselen til disse cellene. Et annet hormon, insulin, utskilt av bukspyttkjertelen, tvert imot, fremmer dannelsen av glykogen fra glukose og dets lagring i leverceller.

Det bør også tas i betraktning at 99,9% av DNA er det samme hos alle mennesker, og bare de resterende 0,1% bestemmer den unike individualiteten til hver person: utseende, personlighetstrekk, metabolisme, mottakelighet for visse sykdommer, individuell reaksjon på medisiner og mye mer.

Man kan anta at noen av de "ikke-fungerende" genene i visse celler går tapt og blir ødelagt. En rekke eksperimenter har imidlertid vist at dette ikke er tilfelle. Fra en rumpetroll-tarmcelle er det under visse forhold mulig å dyrke en hel frosk, noe som bare er mulig hvis all den genetiske informasjonen er bevart i kjernen til denne cellen, selv om noe av det ikke ble uttrykt i form av proteiner mens cellen var en del av tarmveggen. Følgelig er det kun en del av den genetiske informasjonen i dens DNA som brukes i hver celle i en flercellet organisme.Dette betyr at det må være mekanismer som "slår på" eller "slår av" arbeidet til et bestemt gen i forskjellige celler.

Den totale lengden på DNA-molekylene i de 46 menneskelige kromosomene er nesten 2 meter. Hvis bokstavene i alfabetet var kodet med en genetisk triplettkode, ville DNA fra én menneskelig celle være nok til å kryptere 1000 tykke tekstvolumer!

Alle organismer på jorden består av celler. Det er encellede og flercellede organismer.

Organismer uten kjerneceller kalles prokaryoter, og de med kjerner i cellene kalles eukaryoter. På utsiden er hver celle dekket med en biologisk membran. Inne i cellen er det et cytoplasma der kjernen (i eukaryoter) og andre organeller befinner seg. Kjernen er fylt med karyoplasma, der kromatin og nukleoler er lokalisert. Kromatin er DNA bundet til proteiner som danner kromosomer under celledeling.

Kromosomsettet til en celle kalles en karyotype.

I cytoplasmaet til eukaryote celler er det et cytoskjelett - et komplekst system som utfører støtte-, motor- og transportfunksjoner. De viktigste organellene i cellen: kjerne, endoplasmatisk retikulum, Golgi-kompleks, ribosomer, mitokondrier, lysosomer, plastider. Noen celler har bevegelsesorganeller: flageller, flimmerhår.

Det er betydelige strukturelle forskjeller mellom prokaryote og eukaryote celler.

Virus er ikke-cellulære livsformer.

For normal funksjon av en celle og en hel flercellet organisme, er et konstant indre miljø, kalt homeostase, nødvendig.

Homeostase opprettholdes av metabolske reaksjoner, som er delt inn i assimilering (anabolisme) og dissimilering (katabolisme). Alle metabolske reaksjoner skjer med deltakelse av biologiske katalysatorer - enzymer. Hvert enzym er spesifikt, det vil si at det deltar i reguleringen av strengt definerte livsprosesser. Derfor "fungerer" mange enzymer i hver celle.

Alle energikostnader til enhver celle leveres av det universelle energistoffet - ATP. ATP dannes fra energien som frigjøres under oksidasjon av organiske stoffer. Denne prosessen er flertrinn, og den mest effektive oksygennedbrytningen skjer i mitokondriene.

I henhold til metoden for å oppnå organiske stoffer som er nødvendige for livet, er alle celler delt inn i autotrofer og heterotrofer. Autotrofer er delt inn i fotosyntetiske og kjemosyntetiske, og alle er i stand til uavhengig å syntetisere de organiske stoffene de trenger. Heterotrofer henter de fleste organiske forbindelser utenfra.

Fotosyntese er den viktigste prosessen som ligger til grunn for fremveksten og eksistensen av de aller fleste organismer på jorden. Som et resultat av fotosyntese syntetiseres komplekse organiske forbindelser ved hjelp av solstrålingsenergi. Med unntak av kjemosyntetiske stoffer er alle organismer på jorden direkte eller indirekte avhengige av fotosyntetiske stoffer.

Den viktigste prosessen som skjer i alle celler (med unntak av celler som har mistet DNA under utviklingen) er proteinsyntese. Informasjon om sekvensen av aminosyrer som utgjør den primære strukturen til et protein, finnes i sekvensen av triplettkombinasjoner av DNA-nukleotider. Et gen er en del av DNA som koder for informasjon om strukturen til ett protein. Transkripsjon er prosessen med syntese av mRNA som koder for aminosyresekvensen til et protein. mRNA forlater kjernen (i eukaryoter) inn i cytoplasmaet, hvor dannelsen av proteinets aminosyrekjede skjer i ribosomer. Denne prosessen kalles oversettelse. Hver celle inneholder mange gener, men cellen bruker kun strengt en viss del genetisk informasjon, som er sikret ved tilstedeværelsen i gener av spesielle mekanismer som slår på eller av syntesen av et bestemt protein i cellen.

Bibliografi

1. Darevsky, I.S.; Orlov, N.L. Sjeldne og truede dyr. Amfibier og krypdyr; M.: Høyere skole, 1988. - 463 s.

2. Linné, Karl Botanikkfilosofi; M.: Nauka, 1989. - 456 s.

3. Oparin, A.I. Saken. Liv. Intelligens; M.: Nauka, 1977. - 208 s.

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

Skrevet på Allbest.ru

Lignende dokumenter

De viktigste organellene i cellen. Cytoplasma er et halvflytende medium der cellekjernen og alle organeller, dens sammensetning, befinner seg. Opplegg for strukturen til Golgi-komplekset. Organeller av inklusjonsbevegelse (cilia og flagella). Formen og størrelsen på kjernen, dens hovedfunksjoner.

presentasjon, lagt til 13.11.2014


En enhetlig plan for strukturen til kroppsceller. Streng rekkefølge av strukturen til kjernen og cytoplasma. Cellekjernen (depotet for all genetisk informasjon). Innholdet i cellekjernen (kromatin). Golgi-apparat, endoplasmatisk retikulum, cellulære strukturer.

sammendrag, lagt til 28.07.2009


Essensen av organeller, klassifisering av cytoplasmatiske inneslutninger iht funksjonelt formål. Karakteristiske trekk plante- og dyreceller, kjernens rolle i deres funksjon. De viktigste organellene i cellen: Golgi-kompleks, mitokondrier, lysosomer, plastider.

presentasjon, lagt til 27.12.2011


Den evolusjonære betydningen av cellekjernen - en komponent av en eukaryotisk celle som inneholder genetisk informasjon. Kjernefysisk struktur: kromatin, nukleolus, karyoplasma og kjernekonvolutt. Kjernefunksjoner: lagring, overføring og implementering av arvelig informasjon.

presentasjon, lagt til 21.02.2014


Tegn og nivåer av organisering av levende organismer. Kjemisk organisering av cellen. Uorganiske, organiske stoffer og vitaminer. Struktur og funksjoner til lipider, karbohydrater og proteiner. Nukleinsyrer og deres typer. DNA- og RNA-molekyler, deres struktur og funksjoner.

sammendrag, lagt til 07.06.2010


Elementer av cellestruktur og deres egenskaper. Funksjoner av membran, kjerne, cytoplasma, cellesenter, ribosom, endoplasmatisk retikulum, Golgi-kompleks, lysosomer, mitokondrier og plastider. Forskjeller i cellestrukturen til representanter for forskjellige riker av organismer.

presentasjon, lagt til 26.11.2013


Historien om utviklingen av celleteori, dens utvikling. Cellemembranens struktur og funksjoner, membranens egenskaper, cytoplasma, kjerne. Plasmamembranens og Golgi-apparatets rolle i cellenes liv. Ribosomer og mitokondrier, deres funksjoner og sammensetning.

sammendrag, lagt til 16.08.2009


Historie om celleforskning, de mest kjente verkene gjennom tidene skrevet om dette emnet og moderne kunnskap. Den elementære strukturen til en celle, dens hovedkomponenter og deres funksjoner. Cytoplasma og dets organeller, formålet med Golgi-komplekset og inneslutninger.

sammendrag, lagt til 10.07.2009


Struktur og funksjoner til cellekjernen. Dens form, sammensetning, struktur. Deoksyribonukleinsyre er en bærer av arvelig informasjon. Mekanisme for DNA-replikasjon. Prosessen med å gjenopprette den naturlige strukturen til DNA skadet under normal biosyntese.

abstrakt, lagt til 09.07.2015


Cytoplasma er en viktig del av cellen, innelukket mellom plasmamembranen og kjernen. Reaksjon av miljøet og funksjoner ved bevegelsen av cytoplasma. Betydning, funksjoner og struktur av hyaloplasma. Typer og rolle for enkelt- og dobbeltmembranorganeller i en levende celle.

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

Eukaryot celle

Prokaryot celle

Struktur

Celle eller cytoplasmatisk membran

Den cytoplasmatiske membranen (konvolutten) er en tynn struktur som skiller innholdet i cellen fra miljøet. Den består av et dobbelt lag av lipider med proteinmolekyler som er omtrent 75 ångstrøm tykke.

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

Celler, vev, organer, systemer og enheter

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

Tekstil- Dette er celler med samme form og struktur, spesialisert til 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 dekker overflaten av kroppen og indre overflater av organer.

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

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

Nervøs- nevroner. Genererer og sender og mottar impulser.

Cellestørrelse

Størrelsen på cellene varierer sterkt, selv om de 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 varierer fra 2 til 2000 ångstrøm (1 ångstrøm = 0,000 000 1 mm). Størrelsen på noen mikroorganismer er mindre enn 5 mikron, men det finnes også gigantiske celler. Den mest kjente er eggeplommen til fugleegg, en eggcelle på omtrent 20 mm.

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

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. Et kromosom består av to halvdeler - kromatider, koblet sammen ved et innsnevringspunkt (sentrometer).

Cellene våre, som alle dyre- og planteceller, adlyder den såkalte loven om numerisk konstanthet, ifølge hvilken antall kromosomer bestemt type stadig.

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

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

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

Mitokondrier

Mitokondrier er runde eller langstrakte organeller fordelt over hele cytoplasmaet, og inneholder en vannaktig løsning av enzymer som er i stand til å utføre en rekke kjemiske reaksjoner, for eksempel cellulær respirasjon.

Gjennom denne prosessen frigjøres energien som cellen trenger for å utføre sine vitale funksjoner. Mitokondrier finnes hovedsakelig i de mest aktive cellene til levende organismer: cellene 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 konvolutt. Den er dobbel og lar stoffer passere mellom kjernen og cytoplasmaet på grunn av dens porøse struktur.
• Kjernefysisk plasma. En lett, viskøs væske der de gjenværende kjernefysiske strukturene er nedsenket.
• Nukleolus. En sfærisk kropp, isolert eller i grupper, involvert i dannelsen av ribosomer.
• Kromatin. Et stoff som kan anta forskjellige farger, bestående av lange DNA-tråder (deoksyribonukleinsyre). Tråder er partikler, gener, som hver inneholder informasjon om en bestemt cellefunksjon.

Kjernen til en typisk celle

Hudceller lever i gjennomsnitt en uke. Røde blodceller lever 4 måneder, og beinceller lever 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. Et gjennomskinnelig stoff som diplosomet er nedsenket i.
• Aster. En strålende dannelse av filamenter som kommer fra sentrosfæren, som er viktig for mitose.

Golgi-kompleks, lysosomer

Golgi-komplekset består av 5-10 flate skiver (plater), der hovedelementet skilles - tanken og flere diktyosomer, eller en klynge av tanker. Disse diktyosomene er separert og fordelt jevnt under mitose, eller celledeling.

Lysosomer, "magen" til cellen, er dannet fra vesikler av Golgi-komplekset: de inneholder fordøyelsesenzymer som lar dem fordøye mat som kommer inn i cytoplasmaet. Deres indre del, eller mycus, er foret med et tykt lag med 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 kjernekappen. Inneholder det indre miljøet - 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 en celle utstyrt med vital aktivitet fordi forskjellige cellulære organeller beveger seg inne i den og biokjemiske reaksjoner oppstår. Organeller utfører samme rolle i en celle som organer gjør i Menneskekroppen: produserer vitale stoffer, genererer energi, utfører 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 foldingen av den cytoplasmatiske konvolutten inn i seg selv.

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

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

1. Endoplasmatisk retikulum er foldet. Et sett med flate strukturer koblet sammen og kommuniserer med kjernemembranen. Et stort antall ribosomer er festet til den, 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 det foldede endoplasmatiske 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!

Celle er den minste og grunnleggende strukturelle enheten av levende organismer, i stand til selvfornyelse, selvregulering og selvreproduksjon.

Karakteristiske cellestørrelser: bakterieceller - fra 0,1 til 15 mikron, celler fra andre organismer - fra 1 til 100 mikron, noen ganger når 1-10 mm; egg fra store fugler - opptil 10-20 cm, prosesser av nerveceller - opptil 1 m.

Celleform veldig mangfoldig: det er sfæriske celler (kokker), kjede (streptokokker), langstrakt (staver eller basiller), buet (vibrio), krympet (spirilla), mangefasettert, med motoriske flageller, etc.

Celletyper: prokaryote(ikke-nukleær) og eukaryot (som har en dannet kjerne).

Eukaryot celler på sin side er delt inn i celler dyr, planter og sopp.

Strukturell organisering av en eukaryot celle

Protoplast- dette er alt det levende innholdet i cellen. Protoplasten til alle eukaryote celler består av et cytoplasma (med alle organeller) og en kjerne.

Cytoplasma- dette er det indre innholdet i cellen, med unntak av kjernen, bestående av hyaloplasma, organeller nedsenket i den og (i noen typer celler) intracellulære inneslutninger (reservenæringsstoffer og/eller sluttprodukter av metabolisme).

Hyaloplasma- hovedplasmaet, matrisen til cytoplasmaet, hovedstoffet som er det indre miljøet i cellen og er en viskøs, fargeløs kolloidal løsning(vanninnhold opptil 85%) av ulike stoffer: proteiner (10%), sukker, organiske og uorganiske syrer, aminosyrer, polysakkarider, RNA, lipider, mineralsalter, etc.

■ Hyaloplasma er et medium for intracellulære metabolske reaksjoner og en forbindelse mellom celleorganeller; den er i stand til reversible overganger fra sol til gel; sammensetningen bestemmer cellens bufre og osmotiske egenskaper. Cytoplasmaet inneholder et cytoskjelett som består av mikrotubuli og kontraktile proteinfilamenter.

■ Cytoskjelettet bestemmer cellens form og er involvert i den intracellulære bevegelsen av organeller og individuelle stoffer. Kjernen er den største organellen i en eukaryot celle, og inneholder kromosomer der all arvelig informasjon er lagret (se nedenfor for flere detaljer).

Strukturelle komponenter i en eukaryot celle:

■ plasmalemma (plasmamembran),
■ cellevegg (bare i planteceller og sopp),
■ biologiske (elementære) membraner,
■ kjerne,
■ endoplasmatisk retikulum (endoplasmatisk retikulum),
■ mitokondrier,
■ Golgi-kompleks,
■ kloroplaster (bare i planteceller),
■ lysosomer, s
■ ribosomer,
■ cellesenter,
■ vakuoler (bare i plante- og soppceller),
■ mikrotubuli,
■ flimmerhår, flageller.

Ordninger for strukturen til dyre- og planteceller er gitt nedenfor:

Biologiske (elementære) membraner– Dette er aktive molekylkomplekser som skiller intracellulære organeller og celler. Alle membraner har en lignende struktur.

Struktur og sammensetning av membraner: tykkelse 6-10 nm; består hovedsakelig av proteinmolekyler og fosfolipider.

■Fosfolipider danner et dobbelt (bimolekylært) lag der molekylene deres vender deres hydrofile (vannløselige) ender utover og deres hydrofobe (vannuløselige) ender innover membranen.

■ Proteinmolekyler lokalisert på begge overflater av lipid-dobbeltlaget ( perifere proteiner), penetrere begge lagene av lipidmolekyler ( integrert proteiner, hvorav de fleste er enzymer) eller bare ett lag av dem (semi-integrerte proteiner).

Membranegenskaper: plastisitet, asymmetri(sammensetningen av de ytre og indre lagene av både lipider og proteiner er forskjellig), polaritet (det ytre laget er positivt ladet, det indre er negativt ladet), evnen til å lukke seg selv, selektiv permeabilitet (i dette tilfellet hydrofobisk stoffer passerer gjennom lipid-dobbeltlaget, og hydrofile passerer gjennom porene i integrerte proteiner).

Membranfunksjoner: barriere (separerer innholdet i en organell eller celle fra miljøet), strukturell (sikrer en viss form, størrelse og stabilitet av organoiden eller cellen), transport (sikker transport av stoffer inn og ut av organoiden eller cellen), katalytisk (gir nærmembran biokjemiske prosesser), regulatorisk (deltar i reguleringen av metabolisme og energi mellom organoid eller celle og eksternt miljø), er involvert i energikonvertering og vedlikehold av transmembrant elektrisk potensial.

Plasmamembran (plasmalemma)

Plasmamembran, eller plasmalemma, er en biologisk membran eller et kompleks av biologiske membraner tett ved siden av hverandre, som dekker cellen fra utsiden.

Strukturen, egenskapene og funksjonene til plasmalemmaet er i utgangspunktet de samme som til elementære biologiske membraner.

❖ Strukturelle funksjoner:

■ den ytre overflaten av plasmamembranen inneholder glycocalyx - et polysakkaridlag av glykolipoid- og glykoproteinmolekyler som tjener som reseptorer for "gjenkjenning" av visse kjemikalier; i dyreceller kan det dekkes med slim eller kitin, og i planteceller - med cellulose eller pektinstoffer;

■ vanligvis danner plasmalemma projeksjoner, invaginasjoner, folder, mikrovilli, etc., som øker overflaten av cellen.

■ Tilleggsfunksjoner: reseptor (deltaker i "gjenkjenning" av stoffer og i oppfatningen av signaler fra miljøet og overføring av dem til cellen), sikrer kommunikasjon mellom celler i vevet til en flercellet organisme, deltakelse i konstruksjonen av spesielle cellestrukturer (flagella, flimmerhår, etc.).

Cellevegg (konvolutt)

Celleveggen er en stiv struktur plassert utenfor plasmalemmaet og representerer det ytre dekselet til cellen. Tilstede i prokaryote celler og celler av sopp og planter.

❖Celleveggsammensetning: cellulose i planteceller og kitin i soppceller (strukturkomponenter), proteiner, pektiner (som er involvert i dannelsen av plater som holder sammen veggene til to naboceller), lignin (som holder cellulosefibre sammen til en veldig sterk ramme) , suberin (avsatt på skallet fra innsiden og gjør det praktisk talt ugjennomtrengelig for vann og løsninger), etc. Utvendig overflate Celleveggen til planteepidermale celler inneholder en stor mengde kalsiumkarbonat og silika (mineralisering) og er dekket med hydrofobe stoffer voks og kutikula (et lag av kutinstoff penetrert av cellulose og pektiner).

❖ Funksjoner av celleveggen: fungerer som en ekstern ramme, opprettholder celleturgor, utfører beskyttelses- og transportfunksjoner.

Celleorganeller

Organeller (eller organeller)– Dette er permanente, høyspesialiserte intracellulære strukturer som har en bestemt struktur og utfører tilsvarende funksjoner.

❖ Etter formål organeller er delt inn i:
■ organeller for generell bruk (mitokondrier, Golgi-kompleks, endoplasmatisk retikulum, ribosomer, sentrioler, lysosomer, plastider) og
■ organeller for spesielle formål (myofibriller, flageller, flimmerhår, vakuoler).
❖ Ved tilstedeværelsen av en membran organeller er delt inn i:
■ dobbeltmembran (mitokondrier, plastider, cellekjerne),
■ enkeltmembran (endoplasmatisk retikulum, Golgi-kompleks, lysosomer, vakuoler) og
■ ikke-membran (ribosomer, cellesenter).
Det indre innholdet i membranorganeller skiller seg alltid fra hyaloplasmaet som omgir dem.

Mitokondrier- doble membranorganeller av eukaryote celler som utfører oksidasjon av organiske stoffer til sluttprodukter med frigjøring av energi lagret i ATP-molekyler.

■ Struktur: stavformede, sfæriske og trådlignende former, tykkelse 0,5-1 µm, lengde 2-7 µm; dobbeltmembran, den ytre membranen er glatt og har høy permeabilitet, den indre membranen danner folder - cristae, som det er sfæriske legemer på - ATP-somer. Hydrogenioner 11, som er involvert i oksygenrespirasjonen, samler seg i rommet mellom membranene.

■ Internt innhold (matrise): ribosomer, sirkulært DNA, RNA, aminosyrer, proteiner, Krebs-syklusenzymer, vevsrespirasjonsenzymer (plassert på cristae).

■ Funksjoner: oksidasjon av stoffer til CO 2 og H 2 O; syntese av ATP og spesifikke proteiner; dannelsen av nye mitokondrier som følge av fisjon i to.

Plastider(kun tilgjengelig i planteceller og autotrofe protister).

■ Typer plastider: kloroplaster (grønn), leukoplaster (fargeløs, rund i formen), kromoplaster (gul eller oransje); plastider kan endres fra en type til en annen.

■Struktur av kloroplaster: de er dobbeltmembraner, runde eller ovale i form, lengde 4-12 µm, tykkelse 1-4 µm. Ytre membran glatt, på innsiden er det thylakoider - folder som danner lukkede skiveformede invaginasjoner, mellom hvilke det er stroma (se nedenfor). I høyere planter samles thylakoider i stabler (som en kolonne med mynter) korn , som er knyttet til hverandre lameller (enkeltmembraner).

■ Kloroplastsammensetning: i membranene til thylakoider og grana - korn av klorofyll og andre pigmenter; indre innhold (stroma): proteiner, lipider, ribosomer, sirkulært DNA, RNA, enzymer involvert i CO 2 -fiksering, lagringsstoffer.

■Funksjoner av plastider: fotosyntese (kloroplaster inneholdt i planters grønne organer), syntese av spesifikke proteiner og akkumulering av reservenæringsstoffer: stivelse, proteiner, fett (leukoplaster), gir farge til plantevev for å tiltrekke seg pollinerende insekter og distributører av frukt og frø (kromoplaster). ).

Endoplasmatisk retikulum (EPS), eller endoplasmatisk retikulum, som finnes i alle eukaryote celler.

■Struktur: er et system av sammenkoblede rør, rør, sisterne og hulrom i forskjellige former og størrelser, hvis vegger er dannet av elementære (enkelt) biologiske membraner. Det er to typer EPS: granulær (eller grov), som inneholder ribosomer på overflaten av kanaler og hulrom, og agranulær (eller glatt), som ikke inneholder ribosomer.

■Funksjoner: deling av cellecytoplasmaet i rom som forhindrer blanding av de kjemiske prosessene som forekommer i dem; grov ER akkumuleres, isolerer for modning og transporterer proteiner syntetisert av ribosomer på overflaten, syntetiserer cellemembraner; jevn EPS syntetiserer og transporterer lipider, komplekse karbohydrater og steroidhormoner, fjerner giftige stoffer fra cellen.

Golgi-kompleks (eller apparat) - en membranorganell av en eukaryot celle, lokalisert nær cellekjernen, som er et system av sisterner og vesikler og er involvert i akkumulering, lagring og transport av stoffer, konstruksjonen av cellemembranen og dannelsen av lysosomer.

■Struktur: komplekset er et diktyosom - en stabel av membranbundne flate skiveformede sekker (sisterner), hvorfra vesikler spirer, og et system av membrantubuli som forbinder komplekset med kanalene og hulrommene i den glatte ER.

■Funksjoner: dannelsen av lysosomer, vakuoler, plasmalemma og celleveggen til en plantecelle (etter dens deling), utskillelse av en rekke komplekse organiske stoffer (pektinstoffer, cellulose, etc. i planter; glykoproteiner, glykolipider, kollagen, melkeproteiner , galle, en rekke hormoner, etc. dyr); akkumulering og dehydrering av lipider transportert langs EPS (fra glatt EPS), modifikasjon og akkumulering av proteiner (fra granulær EPS og frie ribosomer i cytoplasma) og karbohydrater, fjerning av stoffer fra cellen.

Modne diktyosome cisternae snører vesikler (Golgi vakuoler), fylt med sekret, som deretter enten brukes av cellen selv eller fjernes utenfor dens grenser.

❖ Lysosomer- cellulære organeller som sikrer nedbrytning av komplekse molekyler av organiske stoffer; dannes fra vesikler separert fra Golgi-komplekset eller glatt ER og er tilstede i alle eukaryote celler.

■ Struktur og sammensetning: lysosomer er små runde vesikler med en enkelt membran med en diameter på 0,2-2 µm; fylt med hydrolytiske (fordøyelsesenzymer) (~40), i stand til å bryte ned proteiner (til aminosyrer), lipider (til glyserol og høyere karboksylsyrer), polysakkarider (til monosakkarider) og nukleinsyrer (til nukleotider).

Sammenslåing med endocytiske vesikler danner lysosomer en fordøyelsesvakuole (eller sekundær lysosom), hvor nedbrytningen av komplekse organiske stoffer skjer; de resulterende monomerene går inn i cellecytoplasmaet gjennom membranen til det sekundære lysosomet, og ufordøyde (ikke-hydrolyserte) stoffer forblir i det sekundære lysosomet og skilles deretter som regel ut utenfor cellen.

■ Funksjoner: heterofagi- nedbrytning av fremmede stoffer som kommer inn i cellen gjennom endocytose, autofagi - ødeleggelse av strukturer som er unødvendige for cellen; autolyse er selvdestruksjon av en celle som oppstår som et resultat av frigjøring av innholdet i lysosomer under celledød eller degenerasjon.

❖ Vakuoler- store vesikler eller hulrom i cytoplasmaet som dannes i cellene til planter, sopp og mange protister og avgrenset av en elementær membran - tonoplasten.

■ Vakuoler protister delt inn i fordøyelse og kontraktile (har bunter av elastiske fibre i membranene og tjener til osmotisk regulering vannbalansen celler).

■ Vakuoler planteceller fylt med cellesaft - en vandig løsning av forskjellige organiske og uorganiske stoffer. De kan også inneholde giftige og tanninstoffer og sluttprodukter av celleaktivitet.

■Vakuoler av planteceller kan smelte sammen til en sentral vakuole, som opptar opptil 70-90 % av cellevolumet og kan penetreres av cytoplasmastrenger.

Funksjoner: akkumulering og isolering av reservestoffer og stoffer beregnet for utskillelse; opprettholde turgortrykk; sikre cellevekst på grunn av strekking; regulering av cellevannbalansen.

♦Ribosomer- celleorganeller, tilstede i alle celler (i mengden av flere titusener), lokalisert på membranene til granulær EPS, i mitokondrier, kloroplaster, cytoplasma og ytre kjernemembran og utfører biosyntesen av proteiner; Ribosomale underenheter dannes i nukleolene.

■ Struktur og sammensetning: ribosomer er de minste (15-35 nm) ikke-membrangranulene av rund og soppform; har to aktive sentre (aminoacyl og peptidyl); består av to ulike underenheter - en stor (i form av en halvkule med tre fremspring og en kanal), som inneholder tre RNA-molekyler og et protein, og en liten (som inneholder ett RNA-molekyl og et protein); underenhetene kobles sammen ved hjelp av Mg+-ionet.

■ Funksjon: syntese av proteiner fra aminosyrer.

❖ Cellesenter- en organell av de fleste dyreceller, noen sopp, alger, moser og bregner, lokalisert (i interfase) i midten av cellen nær kjernen og fungerer som monteringsinitieringssenter mikrotubuli .

■ Struktur: Cellesenteret består av to sentrioler og en sentrosfære. Hver sentriole (fig. 1.12) ser ut som en sylinder på 0,3-0,5 µm lang og 0,15 µm i diameter, hvis vegger er dannet av ni tripletter av mikrotubuli, og midten er fylt med en homogen substans. Sentriolene er plassert vinkelrett på hverandre og er omgitt av et tett lag av cytoplasma med utstrålende mikrotubuli som danner en utstrålende sentrosfære. Under celledeling beveger sentriolene seg mot polene.

■ Hovedfunksjoner: dannelse av celledelingspoler og akromatiske filamenter i delingsspindelen (eller mitotisk spindel), som sikrer lik fordeling av genetisk materiale mellom datterceller; i interfase styrer den bevegelsen av organeller i cytoplasmaet.

Cytosklst-celler er et system mikrofilamenter Og mikrotubuli , penetrerer cytoplasmaet til cellen, assosiert med den ytre cytoplasmatiske membranen og kjernekappen og opprettholder formen til cellen.

■Mikroflenser- tynne, kontraktile filamenter 5-10 nm tykke og bestående av proteiner ( aktin, myosin og så videre.). Finnes i cytoplasmaet til alle celler og pseudopoder til bevegelige celler.

Funksjoner: mikrofilamenter gir motoraktiviteten til hyaloplasma, er direkte involvert i å endre formen på cellen under spredning og amøboid bevegelse av protistceller, og deltar i dannelsen av innsnevringen under delingen av dyreceller; et av hovedelementene i cellecytoskjelettet.

■ Mikrotubuli- tynne hule sylindre (25 nm i diameter), bestående av tubulinproteinmolekyler, arrangert i spiral eller rette rader i cytoplasmaet til eukaryote celler.

Funksjoner: mikrotubuli danner spindelfilamenter, er en del av centrioler, cilia, flageller og deltar i intracellulær transport; et av hovedelementene i cellecytoskjelettet.

Bevegelsesorganeller — flagella og flimmerhår , finnes i mange celler, men er mer vanlig hos encellede organismer.

■ Cilia- tallrike cytoplasmatiske korte (5-20 µm lange) fremspring på overflaten av plasmalemmaet. Tilgjengelig på overflaten av ulike typer dyreceller og enkelte planter.

■ Flagella- enkelt cytoplasmatiske fremspring på overflaten av cellene til mange protister, zoosporer og sædceller; ~10 ganger lengre enn flimmerhår; brukes til bevegelse.

■ Struktur: flimmerhår og flageller (fig. 1.14) består av dem mikrotubuli, arrangert i henhold til 9 × 2 + 2-systemet (ni doble mikrotubuli - dubletter danner en vegg, i midten er det to enkle mikrotubuli). Dublettene er i stand til å gli forbi hverandre, noe som fører til bøyning av cilium eller flagell. Ved bunnen av flageller og flimmerhår er det basale kropper, identiske i struktur med sentrioler.

■ Funksjoner: flimmerhår og flageller sørger for bevegelse av selve cellene eller den omkringliggende væsken og partikler suspendert i den.

Inkluderinger

Inkluderinger- ikke-permanente (midlertidig eksisterende) komponenter i cellecytoplasma, hvis innhold varierer avhengig av funksjonell tilstand celler. Det er trofiske, sekretoriske og utskillende inneslutninger.

■ Trofiske inneslutninger- dette er reserver av næringsstoffer (fett, stivelse og proteinkorn, glykogen).

■ Sekretoriske inneslutninger- dette er avfallsprodukter fra de endokrine og eksokrine kjertlene (hormoner, enzymer).

■ Utskillelsesinneslutninger– Dette er stoffskifteprodukter i cellen som må skilles ut fra cellen.

Kjerne og kromosomer

Kjerne- den største organellen; er obligatoriske komponenter alle eukaryote celler (med unntak av floemsilrørceller fra høyere planter og modne erytrocytter fra pattedyr). De fleste celler har en enkelt kjerne, men det er to- og flerkjernede celler. Det er to tilstander i kjernen: interfase og fissile

Interfase kjerne omfatter kjernefysisk konvolutt(separerer det indre innholdet i kjernen fra cytoplasmaet), kjernematrise (karyoplasma), kromatin og nukleoler. Formen og størrelsen på kjernen avhenger av typen organisme, type, alder og funksjonstilstand til cellen. Er annerledes høyt innhold DNA (15-30%) og RNA (12%).

■ Kjernefunksjoner: lagring og overføring av arvelig informasjon i form av en uendret DNA-struktur; regulering (gjennom proteinsyntesesystemet) av alle cellevitale prosesser.

❖ Kjernefysisk konvolutt(eller karyolemma) består av ytre og indre biologiske membraner, mellom hvilke det er perinukleært rom. Den indre membranen har en proteinlamina som gir kjernen dens form. Den ytre membranen er koblet til ER og bærer ribosomer. Skallet er gjennomsyret av kjerneporer, gjennom hvilke utveksling av stoffer mellom kjernen og cytoplasmaet skjer. Antall porer er ikke konstant og avhenger av størrelsen på kjernen og dens funksjonelle aktivitet.

■ Funksjoner av kjernemembranen: den skiller kjernen fra cellens cytoplasma, regulerer transporten av stoffer fra kjernen til cytoplasma (RNA, ribosomale underenheter) og fra cytoplasma til kjernen (proteiner, fett, karbohydrater, ATP, vann, ioner).

❖ Kromosom- den viktigste organellen i kjernen, som inneholder ett DNA-molekyl i kompleks med spesifikke histonproteiner og noen andre stoffer, hvorav de fleste er lokalisert på overflaten av kromosomet.

Avhengig av fasen av cellens livssyklus, kan kromosomer være inne to stater — despiralisert og spiralisert.

» I en despiralisert tilstand er kromosomer i perioden interfase cellesyklus, danner tråder usynlige i et optisk mikroskop som utgjør basen kromatin .

■ Spiralisering, ledsaget av forkorting og komprimering (100-500 ganger) av DNA-tråder, skjer i prosessen celledeling ; mens kromosomene få en kompakt form og bli synlig under et optisk mikroskop.

Kromatin- en av komponentene i kjernefysisk materie i mellomfaseperioden, som er grunnlaget avviklede kromosomer i form av et nettverk av lange tynne tråder av DNA-molekyler i kompleks med histoner og andre stoffer (RNA, DNA-polymerase, lipider, mineraler og så videre.); flekker godt med fargestoffer som brukes i histologisk praksis.

■ I kromatin vikler deler av DNA-molekylet seg rundt histoner og danner nukleosomer (de ser ut som perler).

Kromatid- Dette strukturelt element kromosom, som er en tråd av DNA-molekyl i kompleks med histonproteiner og andre stoffer, gjentatte ganger foldet som en superhelix og pakket i form av en stavformet kropp.

■ Under spiralisering og pakking arrangeres individuelle seksjoner av DNA på en regelmessig måte slik at det dannes vekslende tverrstriper på kromatidene.

❖ Strukturen til et kromosom (fig. 1.16). I spiralisert tilstand er kromosomet en stavformet struktur på omtrent 0,2-20 µm i størrelse, bestående av to kromatider og delt inn i to armer av en primær innsnevring kalt sentromeren. Kromosomer kan ha en sekundær innsnevring som skiller en region kalt en satellitt. Noen kromosomer har en seksjon ( kjernefysisk organisator ), som koder for strukturen til ribosomalt RNA (rRNA).

Typer kromosomer avhengig av deres form: like skuldre , ulik skuldre (sentromer er fortrengt fra midten av kromosomet), stavformet (sentromeren er nær enden av kromosomet).

Etter anafase av mitose og anafase av meiose II, består kromosomer av en kromitid, og etter DNA-replikasjon (dobling) ved det syntetiske (S) stadiet av interfase, består de av to søsterkromitider koblet til hverandre ved sentromeren. Under celledeling er spindelmikrotubuli festet til sentromeren.

❖ Funksjoner til kromosomer:
■ inneholde genetisk materiale - DNA-molekyler;
■ utføre DNA-syntese (under dobling av kromosomer i S-perioden av cellesyklusen) og mRNA;
■ regulere proteinsyntesen;
■ kontrollere den vitale aktiviteten til cellen.

Homologe kromosomer- kromosomer som tilhører samme par, identiske i form, størrelse, plassering av sentromerer, som bærer de samme genene og bestemmer utviklingen av de samme egenskapene. Homologe kromosomer kan variere i allelene til genene de inneholder og utveksle seksjoner under meiose (kryssing).

Autosomer kromosomer i cellene til toboende organismer, identiske hos hanner og kvinner av samme art (disse er alle kromosomer i en celle med unntak av kjønnskromosomer).

Kjønnskromosomer(eller heterokromosomer ) er kromosomer som bærer gener som bestemmer kjønnet til en levende organisme.

Diploid sett(betegnet 2p) - kromosomsett somatisk celler som hvert kromosom har det parrede homologe kromosomet . Kroppen mottar ett av kromosomene til det diploide settet fra faren, det andre fra moren.

■ Diploid sett person består av 46 kromosomer (hvorav 22 par homologe kromosomer og to kjønnskromosomer: kvinner har to X-kromosomer, menn har ett X- og ett Y-kromosom).

Haploid sett(angitt med 1l) - enkelt kromosomsett seksuell celler ( kjønnsceller ), der kromosomene har ikke parede homologe kromosomer . Det haploide settet dannes under dannelsen av kjønnsceller som et resultat av meiose, når fra hvert par homologe kromosomer bare én kommer inn i kjønnscellen.

Karyotype- dette er et sett med konstante kvantitative og kvalitative morfologiske egenskaper som er karakteristiske for kromosomene til somatiske celler til organismer av en gitt art (deres antall, størrelse og form), som det diploide settet med kromosomer kan identifiseres entydig.

Nukleolus- rund, svært komprimert, ikke begrenset

membrankropp 1-2 mikron i størrelse. Kjernen har en eller flere nukleoler. Nukleolen er dannet rundt kjerneorganisatorene til flere kromosomer som tiltrekker hverandre. Under kjernefysisk deling blir nukleolene ødelagt og omdannet ved slutten av deling.

■ Sammensetning: protein 70-80 %, RNA 10-15 %, DNA 2-10 %.
■ Funksjoner: syntese av r-RNA og t-RNA; sammenstilling av ribosomale underenheter.

Karyoplasma (eller nukleoplasma, karyolymph, atomjuice ) er en strukturløs masse som fyller rommet mellom strukturene til kjernen, som kromatin, nukleoler og forskjellige intranukleære granuler er nedsenket i. Inneholder vann, nukleotider, aminosyrer, ATP, RNA og enzymproteiner.

Funksjoner: sikrer sammenkobling av kjernefysiske strukturer; deltar i transport av stoffer fra kjernen til cytoplasma og fra cytoplasma til kjernen; regulerer DNA-syntese under replikasjon, mRNA-syntese under transkripsjon.

Sammenlignende egenskaper av eukaryote celler

Funksjoner av strukturen til prokaryote og eukaryote celler

Transport av stoffer

Transport av stoffer er en overføringsprosess nødvendige stoffer gjennom hele kroppen, til cellene, inn i cellen og i cellen, samt fjerning av avfallsstoffer fra cellen og kroppen.

Intracellulær transport av stoffer sikres av hyaloplasmaet og (i eukaryote celler) det endoplasmatiske retikulum (ER), Golgi-komplekset og mikrotubuli. Transport av stoffer vil bli beskrevet senere på denne siden.

Metoder for transport av stoffer gjennom biologiske membraner:

■ passiv transport (osmose, diffusjon, passiv diffusjon),
■ aktiv transport,
■ endocytose,
■ eksocytose.

Passiv transport krever ikke energiforbruk og forekommer langs gradienten konsentrasjon, tetthet eller elektrokjemisk potensial.

Osmose er penetrasjon av vann (eller annet løsningsmiddel) gjennom en semipermeabel membran fra en mindre konsentrert løsning til en mer konsentrert.

Diffusjon- penetrasjon stoffer gjennom membranen langs gradienten konsentrasjon (fra et område med høyere konsentrasjon av et stoff til et område med lavere konsentrasjon).

Diffusjon vann og ioner utføres med deltagelse av integrerte membranproteiner med porer (kanaler), diffusjon fettløselige stoffer oppstår med deltakelse av lipidfasen av membranen.

Tilrettelagt diffusjon gjennom membranen skjer ved hjelp av spesielle membrantransportproteiner, se bildet.

Aktiv transport krever energiforbruk som frigjøres under nedbrytningen av ATP, og tjener til å transportere stoffer (ioner, monosakkarider, aminosyrer, nukleotider) mot gradient deres konsentrasjon eller elektrokjemiske potensial. Utføres av spesielle bærerproteiner tillatelser , som har ionekanaler og danner seg ionepumper .

Endocytose- fangst og omhylling av makromolekyler (proteiner, nukleinsyrer, etc.) og mikroskopiske faste matpartikler ( fagocytose ) eller væskedråper med stoffer oppløst i den ( pinocytose ) og omslutter dem i en membranvakuole, som trekkes «inn i cellen. Vakuolen smelter deretter sammen med et lysosom, hvis enzymer bryter ned molekylene til det fangede stoffet til monomerer.

Eksocytose- en prosess omvendt til endocytose. Gjennom eksocytose fjerner cellen intracellulære produkter eller ufordøyd rusk innelukket i vakuoler eller vesikler.

(atomkraft). Prokaryote celler har enklere struktur; tilsynelatende oppsto de tidligere i evolusjonsprosessen. Eukaryote celler er mer komplekse og oppsto senere. Cellene som utgjør menneskekroppen er eukaryote.

Til tross for mangfoldet av former, er organiseringen av celler i alle levende organismer underlagt vanlige strukturelle prinsipper.

Prokaryot celle

Eukaryot celle

Strukturen til en eukaryot celle

Overflatekompleks av en dyrecelle

Omfatter glykokalyx, plasmamembraner og det kortikale laget av cytoplasma som ligger under. Plasmamembranen kalles også plasmalemma, cellens ytre membran. Dette er en biologisk membran, omtrent 10 nanometer tykk. Gir først og fremst en avgrensende funksjon i forhold til miljøet utenfor cellen. I tillegg utfører den en transportfunksjon. Cellen kaster ikke bort energi for å opprettholde integriteten til membranen sin: molekylene holdes sammen etter samme prinsipp som fettmolekylene holdes sammen med - det er termodynamisk mer fordelaktig at de hydrofobe delene av molekylene befinner seg i umiddelbar nærhet til hverandre. Glykokalyxen er molekyler av oligosakkarider, polysakkarider, glykoproteiner og glykolipider "forankret" i plasmalemmaet. Glykokalyxen utfører reseptor- og markørfunksjoner. Plasmamembranen til dyreceller består hovedsakelig av fosfolipider og lipoproteiner ispedd proteinmolekyler, spesielt overflateantigener og reseptorer. I kortikalet (ved siden av plasmamembran) laget av cytoplasma inneholder spesifikke elementer av cytoskjelettet - aktin mikrofilamenter ordnet på en bestemt måte. Den viktigste og viktigste funksjonen til det kortikale laget (cortex) er pseudopodiale reaksjoner: utstøting, feste og sammentrekning av pseudopodia. I dette tilfellet blir mikrofilamentene omorganisert, forlenget eller forkortet. Formen på cellen (for eksempel tilstedeværelsen av mikrovilli) avhenger også av strukturen til cytoskjelettet til det kortikale laget.

Cytoplasmatisk struktur

Den flytende komponenten i cytoplasmaet kalles også cytosol. Under et lysmikroskop så det ut til at cellen var fylt med noe sånt som flytende plasma eller sol, der kjernen og andre organeller "fløt". Dette er faktisk ikke sant. Det indre rommet til en eukaryot celle er strengt ordnet. Bevegelsen av organeller koordineres ved hjelp av spesialiserte transportsystemer, de såkalte mikrotubuli, som fungerer som intracellulære "veier" og spesielle proteiner dyneiner og kinesiner, som spiller rollen som "motorer". Individuelle proteinmolekyler diffunderer heller ikke fritt gjennom det intracellulære rommet, men blir rettet til de nødvendige avdelingene ved hjelp av spesielle signaler på overflaten, gjenkjent av cellens transportsystemer.

Endoplasmatisk retikulum

I en eukaryot celle er det et system av membranrom (rør og sisterne) som går inn i hverandre, som kalles endoplasmatisk retikulum (eller endoplasmatisk retikulum, ER eller EPS). Den delen av ER, til membranene som ribosomer er festet til, refereres til som granulært(eller ujevn) endoplasmatisk retikulum, proteinsyntese skjer på membranene. De rommene som ikke har ribosomer på veggene er klassifisert som glatt(eller agranulær) ER, som deltar i lipidsyntese. De indre rommene til den glatte og granulære ER er ikke isolert, men passerer inn i hverandre og kommuniserer med lumen til kjernekonvolutten.

Golgi-apparatet

Kjerne

Cytoskjelett

Centrioler

Mitokondrier

Sammenligning av pro- og eukaryote celler

Den viktigste forskjellen mellom eukaryoter og prokaryoter i lang tid tilstedeværelsen av en dannet kjerne og membranorganeller ble vurdert. Imidlertid på 1970-1980-tallet. det ble klart at dette kun var en konsekvens av dypere forskjeller i organiseringen av cytoskjelettet. I noen tid ble det antatt at cytoskjelettet bare er karakteristisk for eukaryoter, men på midten av 1990-tallet. proteiner homologe med hovedproteinene i cytoskjelettet til eukaryoter har også blitt oppdaget i bakterier.

Det er tilstedeværelsen av et spesifikt strukturert cytoskjelett som lar eukaryoter lage et system av mobile indre membranorganeller. I tillegg lar cytoskjelettet endo- og eksocytose oppstå (det antas at det var takket være endocytose at intracellulære symbionter, inkludert mitokondrier og plastider, dukket opp i eukaryote celler). Annen viktigste funksjon cytoskjelett av eukaryoter - sikrer deling av kjernen (mitose og meiose) og kroppen (cytotomi) til en eukaryot celle (delingen av prokaryote celler er enklere organisert). Forskjeller i strukturen til cytoskjelettet forklarer også andre forskjeller mellom pro- og eukaryoter - for eksempel konstansen og enkelheten til formene til prokaryote celler og det betydelige mangfoldet av form og evnen til å endre det i eukaryote celler, samt relativt stor størrelse på sistnevnte. Dermed er størrelsen på prokaryote celler gjennomsnittlig 0,5-5 mikron, størrelsen på eukaryote celler gjennomsnittlig fra 10 til 50 mikron. I tillegg er det bare blant eukaryoter virkelig gigantiske celler, for eksempel de massive eggene til haier eller strutser (i et fugleegg er hele eggeplommen ett enormt egg), nevroner fra store pattedyr, hvis prosesser, styrket av cytoskjelettet , kan nå titalls centimeter i lengde.

Anaplasi

Ødeleggelsen av cellulær struktur (for eksempel i ondartede svulster) kalles anaplasi.

Historie om cellefunn

Den første personen som så celler var den engelske forskeren Robert Hooke (kjent for oss takket være Hookes lov). I løpet av året, i et forsøk på å forstå hvorfor korketreet flyter så godt, begynte Hooke å undersøke tynne deler av kork ved å bruke et mikroskop han hadde forbedret. Han oppdaget at korken var delt inn i mange bittesmå celler, noe som minnet ham om klosterceller, og han kalte disse cellene celler (på engelsk betyr celle "celle, celle, celle"). Samme år brukte den nederlandske mesteren Anton van Leeuwenhoek (-) et mikroskop for første gang for å se "dyr" - levende organismer i bevegelse - i en vanndråpe. På begynnelsen av 1700-tallet visste forskerne at planter under høy forstørrelse har en cellulær struktur, og de så noen organismer som senere ble kalt encellede. Den cellulære teorien om strukturen til organismer ble imidlertid dannet først på midten av 1800-tallet, etter at kraftigere mikroskoper dukket opp og metoder for fiksering og farging av celler ble utviklet. En av grunnleggerne var Rudolf Virchow, men ideene hans inneholdt en rekke feil: for eksempel antok han at celler var svakt forbundet med hverandre og at hver eksisterte "på egen hånd." Først senere var det mulig å bevise integriteten til cellesystemet.

se også

• Sammenligning av cellestrukturen til bakterier, planter og dyr

Linker

• Molecular Biology Of The Cell, 4. utgave, 2002 - lærebok om molekylærbiologi på engelsk
• Cytology and Genetics (0564-3783) publiserer artikler på russisk, ukrainsk og engelsk etter forfatterens valg, oversatt til engelske språk (0095-4527)

Wikimedia Foundation. 2010.

Se hva "Cell (biologi)" er i andre ordbøker:

BIOLOGI- BIOLOGI. Innhold: I. Biologiens historie............... 424 Vitalisme og maskinisme. Fremveksten av empiriske vitenskaper på 1500- og 1700-tallet. Fremveksten og utviklingen av evolusjonsteori. Utvikling av fysiologi på 1800-tallet. Utvikling av cellulær vitenskap. Resultater fra 1800-tallet... Great Medical Encyclopedia

- (cellula, cytus), den grunnleggende strukturelle og funksjonelle enheten til alle levende organismer, et elementært levende system. Kan eksistere som avdeling. organisme (bakterier, protozoer, visse alger og sopp) eller i vevet til flercellede dyr,... ... Biologisk leksikon ordbok

Cellene til aerobe sporedannende bakterier er stavformede og, sammenlignet med ikke-sporedannende bakterier, er de vanligvis større i størrelse. Vegetative former for sporebærende bakterier har svakere aktiv bevegelse, selv om de... ... Biologisk leksikon