OD Lopin
Conform structurii celulei, organismele vii sunt împărțite în procariote și eucariote. Celulele celor două sunt înconjurate de o membrană plasmatică. în afara căruia în multe cazuri există un perete celular. În interiorul celulei există o citoplasmă semilichidă. Cu toate acestea, celulele procariote sunt mult mai simple decât celulele eucariote.
Fig. 1. Structura celulelor procariote
Principalul material genetic al procariotilor (din pro - si nucleul grecesc - nucleu) este in citoplasma ca o molecula ADN circulara. Această moleculă (nucleoid) nu este înconjurată de un înveliș nuclear, caracteristic eucariotelor, și este atașat la membrana plasmatică (Figura 1). Astfel, procarioții nu au un nucleu formal. În plus față de nucleoidul din celula procariotică, există adesea o moleculă circulară mică de ADN, numită plasmidă. Plasmidele se pot muta dintr-o celulă în alta și pot fi încorporate în molecula ADN-ului principal.
Unele procariote au o creștere a membranei plasmatice: mezozomi, timolacoide lamelare, cromatofori. În ele, enzimele implicate în fotosinteză și în procesele de respirație sunt concentrate. În plus, mesozomii sunt asociate cu sinteza ADN și secreția de proteine.
Celulele procariote sunt de dimensiuni mici, diametrul lor fiind de 0,3-5 microni. Pe partea exterioară a membranei plasmatice a tuturor procariotelor (cu excepția micoplasmelor) se află peretele celular. Se compune din complexe de proteine si oligozaharide, stratificat, protejeaza celula si isi mentine forma. Din membrana plasmatică se separă printr-un mic spațiu inter-membranar.
În citoplasma procarioților, se găsesc numai organoizi nemembranici ai ribozomului. Structura ribozomului de procariote și eucariote este similară, dar ribozomii procariotici sunt mai mici și nu se atașează la membrană, ci sunt localizați direct în citoplasmă.
Fig. 2. Structura celulelor eucariote
Multe procariote sunt mobile și pot pluti sau se pot aluneca folosind flagelul.
Procarioții se înmulțesc de obicei prin împărțirea în două (binare). Diviziunea este precedată de o etapă foarte scurtă de dublare sau replicare a cromozomilor. Deci procarioții sunt organisme haploide.
Procarioții includ bacterii și alge albastre-verzi sau cianobacterii. Procarioții au apărut pe Pământ cu aproximativ 3,5 miliarde de ani în urmă și au fost probabil prima formă celulară a vieții, dând naștere procarilor și eucariotelor moderne.
Eucariotele (de la eul grecesc - adevăratul, carionul - miezul), spre deosebire de procariote, au un nucleu format înconjurat de un înveliș nuclear - o membrană cu două straturi. Moleculele ADN găsite în nucleu nu sunt închise (molecule liniare). În plus față de nucleu, unele informații genetice sunt conținute în ADN-ul mitocondriilor și cloroplastelor. Eukarioții au apărut pe Pământ acum 1,5 miliarde de ani.
Spre deosebire de procariote, organisme unice reprezentate și formele coloniale pot fi eucariotele unicelulare (de exemplu, amoeba), organisme coloniale (Volvox) și pluricelulare. Ele sunt împărțite în trei mari regate: Animale, plante și ciuperci.
Diametrul celulelor eucariote este de 5-80 μm. La fel ca celulele procariote, celulele eucariote sunt înconjurate de o membrană plasmatică. constând din proteine și lipide. Această membrană funcționează ca o barieră selectivă, permeabilă la unii compuși și impenetrabilă altora. În afara membranei plasmatice este un perete celular puternic. care în plante constă în principal din fibre de celuloză și în ciuperci - de la chitină. Funcția principală a peretelui celular este de a furniza o formă constantă de celule. Deoarece membrana plasmatică este permeabilă la apă, celulele fungice și plantele intră în contact, de regulă, cu soluții de tărie ionică inferioară puterii ionice a soluției din interiorul celulei, apa va intra în celule. Datorita acestui fapt, volumul celulelor va creste, membrana plasmatica va incepe sa se intinda si se poate sparge. Zidul celular interferează cu creșterea volumului și distrugerea celulelor.
La animale, peretele celular este absent, dar stratul exterior al membranei plasmatice este îmbogățit cu componentele carbohidraților. Acest strat exterior al membranei plasmatice a celulelor animale este numit o glicocalieză. Celulele animalelor multicelulare nu au nevoie de un perete celular puternic, deoarece există și alte mecanisme care asigură reglarea volumului celulei. Deoarece celulele animale pluricelulare și organisme unicelulare care trăiesc în mare, sunt într-un mediu în care concentrația totală de ioni este aproape de concentrația intracelulară a ionilor, celulele nu se umfla si nu sparge. Animalele unicelulare care trăiesc în apă dulce (amoeba, cilius infusoria) au vacuole contractile, care scurg în mod constant apa care intră în celulă.
Componente structurale ale celulei eucariote
În interiorul celulei sub membrana plasmatică se află citoplasma. Substanța principală a citoplasmei (hyaloplasm) este o soluție concentrată de compuși anorganici și organici, principalele componente sunt proteine. Este un sistem coloidal care poate trece de la lichid la gel, și viceversa. O parte semnificativă a proteinelor citoplasme sunt enzimele care efectuează diverse reacții chimice. În hialoplasm există organoizi care efectuează diferite funcții în celulă. Organite poate fi membrană (nucleu, aparatul Golgi, reticul endoplasmatic, lizozomi, mitocondriile, cloroplastele) și non-membrană (centrul celulei, ribozomului, citoscheletului).
Organoide organiceComponenta principală a organoidelor membranare este membrana. Membranele biologice sunt construite pe principiul general, însă compoziția chimică a membranelor diferitelor organoizi este diferită. Toate membrana celulara - un film subțire (cu o grosime de 7-10 nm), care se bazează pe strat dublu de lipide (bistraturi), dispuse astfel încât partea hidrofilă încărcată a moleculelor sunt în contact cu mediul, iar reziduurile hidrofobe ale fiecărui acizi grași monostrat sunt direcționate în membrană și sunt în contact cu fiecare cu un prieten (Figura 3). Proteinele molecule lipidice bistratificate încorporate (proteine membranare integrale), astfel încât porțiunile hidrofobe ale moleculei de proteină în contact cu resturile de acid gras ale moleculelor lipidice și părțile hidrofile sunt expuse la mediu. De asemenea, o parte din proteine solubile (non-membranare) se leagă la membrana în principal datorită interacțiunilor ionice (proteine ale membranei periferice). Pentru multe proteine și lipide, fragmentele de carbohidrați sunt de asemenea atașate la membrane. Astfel, membranele biologice sunt filme lipidice în care sunt încorporate proteine integrale.
Fig. 3. Structura membranelor biologice
Una dintre funcțiile principale ale membranelor este de a crea o limită între celulă și mediul înconjurător și diferitele compartimente ale celulei. bistratului Lipid permeabile în principal pentru compuși și gazele solubile în grăsimi, substanțe hidrofile sunt transportate prin membrana prin intermediul unor mecanisme speciale: cu greutate moleculară mică - cu o varietate de suporturi (canale, pompe, etc.) și cu greutate moleculară ridicată - prin procese exo- și endocitoză (figura 4. ).
Fig. 4. Schema de transport a substanțelor prin membrană
La endocitoză, anumite substanțe sunt sorbate pe suprafața membranei (datorită interacțiunii cu proteinele membranare). În acest moment, membrana este inserată în citoplasmă. Apoi, o bula se separă de membrană, în interiorul căreia există un compus portabil. Astfel, endocitoza este transferul în celulă a compușilor cu înaltă moleculară a mediului, înconjurat de un situs al membranei. Procesul invers, adică exocitoza, este transferul substanțelor din celulă spre exterior. Se produce prin fuziune cu membrana plasmatică a unei vezicule umplută cu compuși cu conținut ridicat de molecule transportate. Membrana veziculei se îmbină cu membrana plasmatică, iar conținutul său se toarnă.
Canalele, pompele și alți purtători sunt molecule ale proteinelor integrale membranare, formând de obicei un por în membrană.
Pe lângă funcțiile de divizare spațială și asigurarea permeabilității selective, membranele sunt capabile să perceapă semnale. Această funcție este efectuată de proteinele receptorilor care leagă moleculele de semnal. Proteinele membranare individuale sunt enzime care efectuează anumite reacții chimice.
Nucleul este un organoid celular mare, înconjurat de un înveliș nuclear și de obicei o formă sferică. Nucleul in cel cu celule și, deși există celule multinucleate (celule musculare scheletice, anumite ciuperci) sau fără miez (celule sanguine roșii și trombocite sunt mamifere), dar aceste celule apar din celule precursoare mononucleare.
Funcția principală a kernelului este stocarea, transmiterea și implementarea informațiilor genetice. Aici există o dublare a moleculelor de ADN, ca urmare a faptului că celulele fiice primesc același material genetic în timpul divizării. In nucleu, folosind, ca o matrice de porțiuni individuale ale moleculelor de ADN (gene), sunt sintetizate molecule de ARN: informație (ARNm), prin transfer (ARNt) și ribozomal (ARNr) necesare pentru sinteza proteinelor. Nucleul asamblează subunitățile ribozomilor din ARNm și moleculele de proteine, care sunt sintetizate în citoplasmă și transferate în nucleu.
Miezul constă dintr-un anvelope nucleare, cromatină (cromozomi), nucleol și nucleoplasmă (carioplasmă).
Fig. 5. Structura cromatinei: 1 - nucleozom, 2 - ADN
Sub microscopul din interiorul nucleului există zone de materie densă - cromatină. În celulele neuniforme, se umple uniform volumul miezului sau se condensează în locuri separate sub formă de secțiuni mai dens și este bine colorat cu coloranții de bază. Cromatina este un complex de ADN și proteine (Figura 5), majoritatea histone încărcate pozitiv.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: