Sistemul de celule energetice

Sistemul energetic al celulei. Clasificarea țesutului muscular. Structura spermei

În celulele eucariote, există o organelle unică, mitocondriile, în care se formează molecule ATP în procesul de fosforilare oxidativă. Se spune adesea că mitocondriile sunt stațiile de energie ale celulei (Figura 1).







Figura 1 - Mitochondrie [4]

mitocondria spermatogeneză simbiotică musculară

Mitochondria are o membrană internă care limitează conținutul acesteia, matricea. O caracteristică caracteristică a membranei interioare a mitocondriilor este capacitatea de a forma numeroase invaginări în interior. Astfel de invaginări se numesc cristae. Ca orice suprafață care formează falduri, aceste invaginări măresc suprafața. La ei se produce procesul de fosforilare oxidativă și se găsesc enzimele lanțului de transport al electronilor responsabile de reacțiile redox.

Mitochondria este, de asemenea, de interes pentru că au anumite caracteristici care determină asemănarea lor cu cele mai simple forme de viață. Poate, la un moment dat au rămas organisme independente și abia atunci, la începutul evoluției, au fost capturate de alte celule. Mitochondria conține propriul ADN (numit ADN mitocondrial). Astfel, în plus față de sursa de energie, mitocondriile posedă propriul sistem informatic, care codifică proteinele din mitocondrii. În plus, mitocondriile se pot multiplica prin fisiune. Toate acestea sugerează că au fost organisme vii liberi.

ADN-ul mitocondrial se dublează indiferent de materialul genetic al celulei. Ca urmare, nu există nici o amestecare a ADN-ului în timpul formării embrionului. ADN-ul mitocondrial este moștenită în mod exclusiv prin intermediul liniei materne si depozitate in mitocondrie de ou, în timp ce mitocondriile situate in sperma, ovulului la fertilizarea nu acționa [1].

Celulele procariote nu au mitocondriile, iar enzimele metabolismului oxidativ sunt localizate numai pe membrana celulară.

Bazat pe similaritatea bacteriilor cu mitocondriile și cloroplastele celulelor eucariote sugerează că mitocondriile și cloroplastele descind din bacterii care au găsit un „paradis sigur“ în mare eucariotelor heterotrofe. Bacteriile au putut folosi oxigenul molecular pentru a oxida substanțele nutritive și pentru a folosi energia luminoasă. Proprietarii de celule mai mari utilizate aceste proprietăți utile, și să aibă astfel de ajutoare avantaj clar față de contemporanii săi. Toate eucariotele vii, cu câteva excepții, conțin mitocondrii, și toate eucariotele autotrofe conțin, de asemenea cloroplaste. Se pare că au fost dobândite ca urmare a unor cazuri independente de simbioză. Celulele eucariote mai mari își protejează organele simbiotice de efectele adverse.

Aceste materiale plastice se formează în plantele cultivate în întuneric, ele sunt, de exemplu, în germeni localizați în sol, înainte de a ajunge la suprafața zilei. Aceste materiale plastice ocupă o poziție intermediară între proplastide și cloroplastele prezente. Ele sunt caracterizate de un corp prolamelar bine dezvoltat, cu o structură cristalină. În etioplastia ușoară se transformă imediat în cloroplaste mature.

Cromoplastele sunt plastide pigmentate colorate, dar spre deosebire de cloroplaste, ele nu conțin clorofile, dar ele sintetizează și acumulează carotenoide. Carotenoizii dau acestor plastide o culoare galbenă, portocalie și roșie.

Carotenoizii sunt sintetizați nu pe suprafața membranelor interne, ci în stratul de cromoplaste. Ca o regulă, carotenoizii sunt dizolvați în uleiuri grase de plastoglobul. Sistemul de membrane interne de cromoplaste nu este dezvoltat sau degradat.

Forma cromoplastei este foarte diversă. Ele dau o culoare strălucitoare petalelor de flori, fructe mature. Aceasta are o valoare adaptivă evidentă [2].

Cromoplastele apar de obicei din cloroplaste, mai puțin de leucoplaste. Din mai multe motive, ele pot fi numite plastide îmbătrânite. Îmbătrânirea cloroplastelor se produce, de exemplu, atunci când fructele se maturizează. Îmbătrânirea în masă a cloroplastelor este observată în timpul îngălbenirea frunzelor în toamnă.

Mitocondrii. Ca și cloroplastele, mitocondriile sunt înconjurate de două membrane elementare, fiecare cu grosimea de 5 - 6 nm. Membrana interioară formează o mulțime de falduri și proeminențe, numite cristae. Cristi crește semnificativ suprafața interioară a mitocondriilor. Conținutul interior al mitocondriilor este numit matricea.

Mitocondriile sunt de obicei mai mici decât plastidele, au diametrul de aproximativ jumătate (0,5 microni) și sunt foarte diverse în formă și mărime. Ele pot fi rotunjite, alungite, cu gantere, în formă neregulată.







În mitocondrii, se efectuează procesul de respirație, ca urmare a faptului că moleculele organice sunt scindate cu eliberarea de energie. Energia merge la recuperarea ATP (ADP-ATP). ATP - principala rezervă de energie a tuturor celulelor eucariote.

Deoarece energia se acumulează în mitocondrii, ele se numesc celule de energie ale celulei.

Cele mai multe celule de plante conțin sute și mii de mitocondrii, deși numărul lor variază semnificativ și este determinat de cerința celulei în ATP.

Cu fotografierea intermitentă, puteți vedea că mitocondriile sunt în mișcare constantă. Se întorc, se îndoaie, se mișcă dintr-o parte a celulă în alta și, în plus, se îmbină între ele și se împart prin diviziune simplă.

Mitochondria colectează de obicei și se acumulează oriunde este nevoie de energie. Mitochondria, la fel ca plastidele, sunt organele semi-autonome. Acestea conțin componentele necesare pentru sinteza proteinelor intrinseci [2].

Ribozom. Funcția principală a ribozomilor este traducerea, adică sinteza proteinelor. În fotografiile realizate cu un microscop electronic, ele arată ca niște corpuri rotunde cu un diametru de 20-30 nm. Ribosomii conțin cantități aproximativ egale de ARN și proteine. Fiecare ribozom este alcătuit din 2 subunități de dimensiune, formă și structură inegale. Subunitățile ribozomilor sunt desemnate prin valoarea coeficienților de sedimentare (adică precipitarea prin centrifugare).

În citoplasmă, sunt localizate ribozomi 80S, constând din subunități 40S și 60S.

Cloroplastele conțin ribozomi 70 S, în mitocondriile 80 S, dar diferă de cele citoplasmatice.

Se pare că o subunitate mică se află pe partea superioară a celei mari, astfel încât spațiul ("tunelul") să fie păstrat între particule. Tunelul este utilizat pentru a plasa ARNm în timpul sintezei proteinelor. În timpul sintezei proteinelor, o moleculă ARN m poate transporta mai multe ribozomi. Ribosomii asociați cu o moleculă ARN m formează un polribozom sau polizom.

Polizomele pot fi în stare liberă în citoplasmă sau pot fi asociate cu membranele reticulului endoplasmatic sau cu o membrană exterioară a anvelopei nucleare. Mărimea polisomului este determinată de lungimea moleculelor ARNm.

Lizozomii au fost descoperite în celulele hepatice animale și apoi au fost găsite în plante.

Aceste organele cu un diametru de aproximativ 1 μm sunt legate de o singură membrană și conțin un set de enzime hidrolitice.

Membrana lizozomilor împiedică complet eliberarea enzimelor din organoizi. Membranele ajută de asemenea la menținerea unor condiții optime pentru acțiunea enzimelor în lizozom. formează un mediu acid.

Lizozomii se formează în zone specializate ale reticulului endoplasmatic neted.

1) degradarea (distrugerea) părților citoplasmei celulei proprii

2) hidroliza substanțelor de rezervă.

În celulele de plante, determinarea lizozomilor este dificilă, deoarece funcțiile lizozomale sunt efectuate de sistemul vacuolar. Mulți cercetători sunt înclinați să nu distingă nici măcar aceste organele și cred că vacuolele specializate pentru activitatea digestivă sunt comparabile cu lizozomii animalelor.

Microbii din plante au fost detectați destul de recent în 1958 cu ajutorul unui microscop electronic. Acestea sunt corpusculi de formă rotundă de 0,2-1,5 μm în diametru, delimitate de o membrană elementară.

La unele microbide există un cristalinoid proteic, care este un tub hexagonal cu diametrul de 6 nm. Numărul de microtubuli în celule diferite nu este același, dar, de cele mai multe ori, este puțin mai mic sau egal cu numărul de mitocondrii. Se presupune că microbii sunt derivați din reticulul endoplasmatic. În celulele de plante există două tipuri principale de microtubuli cu structură identică, dar care efectuează diferite funcții fiziologice:

Peroxizomii sunt numeroși în celulele frunzelor, unde sunt strâns legate de cloroplaste. Există reacții de respirație ușoară? absorbția O2 și eliberarea de CO2 în lumină, adică procesul opus reacțiilor de lumină ale fotosintezei.

Glicoxizomii apar atunci când semințele germinează și sunt implicate în conversia uleiurilor grase de endosperm în zaharuri [3].

Lipidele lipidice sunt structuri sferice care conțin lipide, având o dimensiune de aproximativ 0,5 pm.

Similar, picături mai mici de plastoglobulă apar în plastide.

Picăturile lipidice au fost inițial luate pentru organelle și numite sferoame (pentru forma perfect rotunjită). Se credea că acestea sunt înconjurate de o membrană cu două straturi sau cu un singur strat. Cu toate acestea, datele recente arată că picăturile lipidice nu au membrane, dar pot fi acoperite cu proteine.

Microtubulii se găsesc în aproape toate celulele eucariote, acestea fiind structuri cilindrice subțiri cu un diametru de aproximativ 24 nm. Lungimea lor variază. Fiecare microtubulă constă din subunități de proteine. tubulinei. Subunitățile formează 13 filamente longitudinale care înconjoară cavitatea centrală. Microtubulii sunt structuri dinamice, sunt distruse și formate în mod regulat în anumite etape ale ciclului celular.

Microtubulii au multe funcții. Una dintre cele mai importante este participarea la formarea membranei celulare. Se pare că microtubulile controlează și orientează ambalajul microfibrililor de celuloză.

Microfilamentele, precum microtubulele, se găsesc în aproape toate celulele eucariote. Ele sunt lungi de 5-7 nm grosime, constând dintr-o proteină contractilă de actină. Grinzi de microfilamente joacă un rol important în cipurile citoplasmatice.

Microfilamentele, împreună cu microtubuli, formează o rețea flexibilă numită citoschelet. Substanța principală este hialoplasma.

Până de curând, substanța principală a celulei a fost considerată un gel omogen și fără structură.

Cu toate acestea, studii recente au arătat că substanța de bază are o structură complexă. Sub microscopul electronic, sa constatat că substanța principală este o latură tridimensională construită din fire subțiri (3-6 nm în diametru) care umple întreaga celulă. Alte componente ale citoplasmei, inclusiv microtubuli și microfilamente, sunt suspendate pe această arteră micro-trabeculară.

Latticele microtrabeculare împart celula în două faze:

1) fire de zăbrele bogate în proteine;

2) spațiul bogat în apă dintre toroane.

Împreună cu apa, zăbrelele au o consistență de gel.

Latticele microtrabeculare realizează comunicarea între părțile individuale ale celulei și direcționează transportul intracelular.

Substanțe sau incluziuni ergatice

Substanțele ergase sunt produse pasive ale metabolismului: substanțe sau deșeuri de rezervă. Ele sunt prezentate de obicei sub forma unor incluziuni asemănătoare cristalului. Formarea incluziunilor este cauzată de acumularea excesivă a anumitor substanțe care, dintr-un motiv sau altul, sunt deconectate de la schimb și precipitate.

Substanțele energetice includ boabe de amidon, cristale, boabe de proteine, picături de lipide, rășini etc. [3]







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: