Organizarea structurală și funcțională a celulei eucariote
I. Definirea unei celule, a componentelor acesteia
O celulă este un sistem elementar elementar capabil de auto-reproducere și autoreglementare a proceselor metabolice. Celulele eucariote constau din 3 părți: aparatul de suprafață, citoplasma și nucleul.
II. Aparatul superficial al celulei (Figura 1) constă dintr-o plasmalemă (1), o supramembrană (2) și un complex submembranar (3).
Transportul activ (figura 3) contravine gradientului de concentrație al substanțelor, cu cheltuieli de energie. Transportul activ, pot fi împărțite în două tipuri: transport activ de molecule mici (ris.Z-1) / Exemplu: (Na ++ K +) - Hacoc / și transport activ al compușilor cu masă moleculară mare (transportul substanțelor în celulă
1. endocitoză, exocitoză din celulă) sau transport în ambalaje cu membrană;
2, pe exemplul de micropinocitoză;
Unitatea receptor de suprafață funcție asociată cu substanțele de informații de identificare - ligand (de obicei, un hormon) receptor și utilizând un răspuns adecvat la un stimul dat (acest lucru poate fi de a rula un proces chimic într-o celulă sau deschiderea unui canal de transport) (Figura 4).
III. Citoplasma constă în hialoplasmă, organoizi și incluziuni.
Hialoplasma (matrice citoplasmatică, citozol) este un mediu celular intern care ocupă aproximativ 50% din volumul său. În ceea ce privește proprietățile sale fizico-chimice, este un coloid capabil să treacă de la starea gelului la un sol.
Hialoplasma constă în 90% apă, proprietățile coloidale sunt determinate de o varietate de proteine. De asemenea, conține aminoacizi, polizaharide,
nucleotide, ATP, acizi grași, vitamine, gaze dizolvate etc. adică în hialoplasm există un spectru întreg de substanțe necesare celulei pentru procesele activității sale vitale.
Organoizii sunt structurile permanente ale unei celule. Conform structurii poate distinge organite non-membrană (ribozomi, centrioles, microtubulii sau filamente.) Și membrană, printre care disting odnomembrannye (reticulului endoplasmatic, aparat Golgi, lizozomi, peroxizomi.) Și dvuhmembrannye (mitocondrii, plastide).
Ribozom. Diametrul ribozomilor este de aproximativ 20 nm. Constă din două subunități: mici și mari. În celula eucariotelor, două tipuri de ribozomi - 80 și 70 S (unități de sedimentare S) (tabelul 1). Structura ribozomilor include ARNm, proteinele ribozomale, sinteza rRNA și asamblarea subunităților de ribozomi se efectuează în nucleol. Funcțiile ribozomilor - sinteza proteinelor.
Reticulul endoplasmic (EPS) este un sistem de tancuri asfaltate conectate. Există două varietăți structurale interconectate de EPS: netede și granulare (dur). Smooth EPS are o structură tubulară, membrana peste contrastul (prin microscopie electronică), t. K. Lucrătorii conțin enzime. Funcții EPS netede: compartimentarea, sinteza lipidelor primare, sinteza oligozaharid, sinteza precursorilor de steroizi sintetizați transportul substanțelor, detoxifiere. Granulele EPS sunt reprezentate de cisterne aplatizate cu ribozomi. Membrana este mai puțin contrastantă față de EPS netedă. Funcții ale EPS granular: compartmentalizarea, sinteza proteinelor de export, maturizarea proteinelor, transportul proteinelor sintetizate etc.
Complexul Golgi (KG) constă din cisterne discoide colectate în stive și bule de-a lungul periferiei. Bulele sunt formate de lizozomi primari sau granule secretoare. Cu mitoză, CG este împărțită în jumătate, adică are o structură continuă. Funcțiile CG: maturarea, sortarea și ambalarea proteinelor de export; formarea lizozomilor primari și a granulelor secretoare; sinteza polizaharidelor și a lipidelor; detoxifiere; compartimentarea.
Lizozomii sunt corpusculi rotunzi cu conținut omogen, înconjurați de o membrană. Dimensiunea lizozomilor este de 0,2-1 μm. Conține aproximativ 60 de enzime hidrolitice (20% în membrană, 80% în interior). Funcțiile lizozomilor: auto- și heterofage. Peroxizomii sunt corpusculi rotunzi cu un miez de cristal. Conține o varietate de enzime, dintre care majoritatea aparțin grupului de catalază. Există două tipuri de peroxizomi: 0,15-0,25 microni - universali mici, localizați în toate celulele; 0,3-1,5 microni - mari (în celulele ficatului, rinichilor). Peroxizomii sunt implicați în metabolizarea H202, care este utilizată pentru oxidarea ulterioară a unei varietăți de substanțe.
Cytoskeletonul include organoizi suportivi - microtubuli, microfilamente, filamente intermediare. Microtubuli (Figura 5) - un cilindru gol, cu un diametru de 24 nm, peretele căruia este construit din subunități spiralate, ambalate din proteina de tubulină. Microtubulii cresc prin adăugarea de subunități de tubulină de la un capăt. În plus, microtubulele sunt componente structurale ale centriolilor, cilia, flagelului, corpurilor bazale, axului mitotic.
Microfilamentele - fire de proteine cu diametrul de 5 - 7 nm constau din actină și miozină.
Microfilamentele oferă funcții motorii
Fagii intermediari, diametrul lor de 8-10 nm, constau din filamente asamblate în mănunchiuri. Aceste structuri sunt specifice țesutului, adică fiecare țesut are propriile filamente intermediare.
Mitochondria este un organoid cu două membrane, prezent numai în eucariote. Mărimea și forma mitocondriilor variază foarte mult, structura lor tipică este prezentată în Fig. 6. Funcțiile mitocondriilor: sinteza ATP (energie),
Există și alți organoizi, care au propria lor structură și funcții specifice.
Sistemul litice al celulei este împărțirea macromoleculelor în interiorul celulei (figura 7).
Există 2 tipuri de cicluri litice: autofagice și heterofage. Ciclul heterofagic - hidroliza moleculelor macro, care a intrat în celula prin endocitoză (fagocit și pinocitoză), este efectuată.
Ciclul autofagic - desparte propriile macromolecule celulare; este un element important al regenerării fiziologice intracelulare.
1 - fagocitoză; 2 - pinocitoză; 3 - fagozom; 4 - lizozomi primari; 5-6 - formarea de fagolizozomi; 7 - hidroliză; 8 - corp rezidual; 9 - exocitoză; 10 - complexul Golgi; 11 - autofagozom.
Ciclul litice poate fi împărțit în trei etape principale: 1. Formarea unui endosom (ca urmare a endocitozelor) sau a unei autozomi (ca rezultat
autotsitoza). 2. Fuziunea structurilor formate cu lizozomul primar, având ca rezultat formarea unui lizozom secundar. În ea, substanțele sunt împărțite în monomeri și transportul lor în citoplasmă. 3. Corpul rezidual - conține "produse nestemate", este excizat din celulă prin exocitoză.
Includerile, spre deosebire de organoide, sunt structuri instabile; prezența lor depinde de starea metabolică a celulei. Următoarele grupe de incluziuni pot fi distinse: trofice - servesc drept rezervă de nutrienți; secretorii - conțin substanțe eliberate de celulă; specifice (pigmentate) - sunt caracteristice celulelor specializate.
IV. Nucleul (nucleul) - aparatul ereditar al celulei eucariote conține informații genetice. Forma miezului, de regulă,
rotundă, dar poate fi variată, în funcție de forma celulei și de starea sa funcțională. Următoarele componente izolate structura de bază: karyoplasm aparat superficial, matricea nucleară, cromatină, nucleol. Aparatura de suprafață a nucleului, structura sa, vezi Fig. 8. complecșii Pore ocupă o suprafață de 10 -12% din suprafața miezului, și care depinde de activitatea sa și sunt compuse din 3 rânduri de proteine globulare este globulă centrală comună. Proteinele globulare sunt fibrilare. Funcția de ieșire complexelor porilor din nucleu în citoplasmă mRNAs, precum și maturarea acestuia; randamentul subunităților de ribozomi; care deține nucleul de ribozomal citoplasmă, proteinele histone, enzimele de replicare și transcripție, și nucleotide. Lamin (placă groasă) este strâns asociat cu cromatină condensată, și, prin urmare, în plus față de menținerea „arhitectura de bază“, participă la organizarea spațială a cromatinei
Karyoplasma (sucul nuclear) este un mediu central intern fără structură, din punct de vedere al proprietăților fizico-chimice, este un coloid proteic în care sunt situate toate structurile nucleului. Miezul matricei nucleare constă în proteine fibrilare care creează un "schelet" al nucleului sau participă la replicare și transcriere.
Cromatina prin structura chimică este o deoxinucleoproteină constând din
15% non-histone) și
1% ARN. În nucleul interfazic se disting două tipuri de cromatină: eu- și heterochromatin. Euchromatina este cromatina despiralizată, activă, adică are un nivel ridicat de procese sintetice. Getrochromatina este spiralizată (condensată), inactivă.
Nucleol - o structură dependentă și instabilă miez, care este format în gâtuirile cromozomi secundari (la om 13, 14, 15, 21, 22 de cromozomi), în care sunt situate genele care codifică ARNr. Funcția nucleolului: sinteza ARN-ului ribozomal și asamblarea subunităților ribozomale.
V. Conceptul structurii membranare a celulei. Membranele celulei sunt reprezentate de plasmalemma aparatului de suprafață și membranele citoplasmatice (intracelulare). Toate membranele au în esență aceeași structură. Pe membrane există toate procesele de bază din celulă, ele structurează procesele biochimice. Membranele funcționează funcția compartimentarea (compartimentul - compartiment înconjurat de o zonă cu membrană) - delimitarea spațială a conținutului intracelular în compartimente separate, ceea ce creează condiții pentru apariția simultană a mai multor reacții enzimatice. Un transportor cu membrană sau un flux de membrane diferențiate este un sistem de reciclare a membranei. Membranele se formează pe baza structurilor precedente și este posibil ca membranele să fie interconectate în altele. Locul principal de asamblare a membranelor este membrana exterioară a aparatului de suprafață al nucleului și EPS în celule diferențiate. Rearanjarea membranei are loc într-un timp foarte scurt prin încorporarea de proteine specifice ale organoizilor corespunzători și modificări în compoziția lipidică.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: