Эндоплазматическая сеть (ЭПС) или эндоплазматический ретикулум (ЭПР)

СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ. ОРГАНОИДЫ.

Клетка - это самая простая живая система, способная к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению.

В зависимости от количества клеток, образующих организм, различают:

В зависимости от наличия в клетке оформленного ядра различают два уровня клеточной организации:

Строение прокариотической клетки

К прокариотам относят бактерии и цианобактерии (сине-зеленые водоросли)

Подробно строение прокариотической клетки было рассмотрено в теме «Царство Бактерии».

Для повторения изучи таблицу, в которой сравниваются клетки про- и эукариот:

	Прокариоты	Эукариоты
Размер клеток	0,5-10 мкм	40-100 мкм
Ядро	Не имеют оформленного ядра. Наследственная информация находится в цитоплазме в виде нуклеоида – кольцевой молекулы ДНК. ДНК у бактерий не соединена с белками.	Есть оформленное ядро, окруженное двумя мембранами, в которых есть поры. В ядре находятся линейные молекулы ДНК, соединенные с белками
Органоиды	Нет мембарнных органоидов, цитоскелета, микротрубочек.	Есть различные мембранные органоиды
Клеточная стенка	Из муреина	Растения – из целлюлозы Грибы – из хитина Животные – не имеют клеточной стенки
Рибосомы	Меньше по размеру, чем рибосомы эукариот. Функция – синтез белка. Имеются только свободные рибосомы (так как у прокариот нет ЭПС)	Размер – 80S. Есть свободные рибосомы – плавают в цитоплазме, а есть связанные – прикреплены к ЭПС.
Цитоплазматическая ДНК	Находится в цитоплазме в виде плазмид – маленькие кольцевые ДНК, не зависящие от нуклеоида	Находится в митохондриях и пластидах. Имеет кольцевую форму.
Азотфиксация	Способны за счет гетероцист	Не способны
Дыхание	За счет мезосом – выростов цитоплазматической мембраны. Есть аэробы и анаэробы	В большинстве – аэробные организмы. Дышат за счет процессов в митохондриях.
Питание	Фототрофный, хемотрофный, гетеротрофный. Поглощают пищу за счет пассивного транспорта через мембрану.	Фототрофный, гетеротрофный. Поглощают пищу за счет фагоцитоза и пиноцитоза.

Строение эукариотической клетки.

К эукариотам относят : Царство Растений, Грибов и Животных.

Все эукариотические клетки состоят из 3 компонентов:

1) Цитоплазматическая мембрана

2) Цитоплазма

3) Ядро

Цитоплазматическая мембрана (клеточная мембрана, плазмалемма)

Толщина плазматической мембраны в среднем 7,5 нм

В настоящее время общепринята жидкостно-мозаичная модель строения мембраны, согласно которой белковые молекулы плавают в жидком фосфолипидном слое. Они образуют в нем как бы своеобразную мозаику, но поскольку бислой этот жидкий, то и сам мозаичный узор не жестко фиксирован - белки могут менять в нем свое положение

Основу мембраны составляет двойной слой фосфолипидов. В двойном слое хвосты молекул в мембране обращены друг к другу, а полярные головки — наружу, поэтому поверхность мембраны гидрофильна.

Помимо липидов в состав мембраны входят белки

В зависимости от локализации в мембране различают:

Мембранные белки могут выполнять различные функции:

В состав мембраны могут входить углеводы. Они обычно не находятся в мембране в свободном состоянии, а связаны либо с белками – гликопротеины, либо с липидами – гликолипиды. Углеводы в мембране обеспечивают рецепторную функцию

В животных клетках гликопротеины образуют надмембранный комплекс — гликокаликс. В нем происходит внеклеточное пищеварение, располагаются многие рецепторы клетки, с его помощью, по-видимому, происходит адгезия клеток

Свойства цитоплазматической мембраны:

1) Избирательная проницаемость – через мембрану проходят только определенные вещества (ионы, аминокислоты, глицерол и жирные кислоты, глюкоза.), остальные задерживаются

2) Ассиметрия - липидный и белковый состав наружной и внутренней поверхности мембраны различен.

3) Текучесть – молекулы белков и липидов способны свободно перемещаться в плоскости мембраны

4) Полярность – снаружи мембраны заряд +, внутри –

Функции ЦПМ:

Как же из внешней среды в клетку попадают вещества, если клетка полностью окружена мембраной?

Существуют различные механизмы транспорта веществ через мембрану.

В зависимости от необходимости использования энергии для осуществления транспорта веществ, различают:

Пассивный транспорт

При пассивном транспорте вещества всегда перемещаются из области с более высокой концентрацией в область с более низкой, то есть по градиенту концентрации.

Основные механизмы пассивного транспорта:

1) Простая диффузия - транспорт веществ непосредственно через липидный слой. Чем меньше молекула и чем более она жирорастворима, тем быстрее она проникает через мембрану

2) Осмос – транспорт молекул воды через мембрану

3) Диффузия через мембранные каналы – заряженные молекулы (Na+, Cl-, Ca2+ итд) не способны проникать в клетку путем простой диффузии. Поэтому в этом им помогают специальные белки, которые образуют каналы для прохождения этих веществ

4) Облегченная диффузия - транспорт веществ с помощью специальных белков-переносчиков, находящихся в мембране, каждый из которых отвечает за транспорт определенных молекул

Активный транспорт

Необходимость активного транспорта возникает тогда, когда требуется обеспечить перенос через мембрану молекул против градиента концентрации. Этот транспорт осуществляется белками-переносчиками, деятельность которых требует затрат энергии. Источником энергии служат молекулы АТФ

Одной из наиболее изученных систем активного транспорта является натрий-калиевый насос.

Концентрация K внутри клетки значительно выше, чем за ее пределами, а Na — наоборот, выше за пределами клетки. Поэтому К пассивно диффундирует из клетки, а Na – в клетку. Но клетке важно сохранить эти вещества в определенном соотношении. Если весь калий уйдет, а концентрация натрия в клетке будет слишком высокой, то клетка не сможет нормально функционировать. Задача натрий-калиевого насоса в том, чтобы сохранить калий, и убрать натрий из клетки.

Работает натрий-калиевый насос следующим образом:

Молекула Na подходит к внутренней мембране клетки и соединяется с молекулой АТФ и белком-переносчиком, который несет натрий на наружную мембрану клетки. Снаружи к белку присоединяется калий и белок несет его в клетку.

За один цикл работы насос выкачивает из клетки 3 иона Na и закачивает 2 иона К.

Эндоцитоз и экзоцитоз.

Путем пассивного и активного транспорта могут перемещаться только мелкие молекулы. Крупные же молекулы попадают в клетку путем эндоцитоза.

При эндоцитозе плазматическая мембрана образует впячивание, края ее сливаются, и происходит захват в цитоплазму везикул.

Различают два типа эндоцитоза:

Экзоцитоз — процесс выведения различных веществ из клетки. При экзоцитозе мембрана везикулы, при соприкосновении с наружной цитоплазматической мембраной, сливается с ней. Содержимое везикулы выводится за пределы летки, а ее мембрана включается в состав наружной цитоплазматической мембраны.

Цитоплазма. Органоиды.

В состав цитоплазмы входят:

· Гиалоплазма – основное вещество цитоплазмы (различают 2 формы гиалоплазмы – золь (более жидкое) и гель (более густое). Золь может превращаться в гель и наоборот)

· Органоиды – постоянные компоненты цитоплазмы

· Включения – временные компоненты

Основу цитоплазмы составляют вода и белки. Также там могут находиться жиры и жироподобные вещества, различные минеральные соли. Цитоплазма имеет щелочную реакцию

Свойство цитоплазмы – циклоз – постоянное движение. Если движение цитоплазмы прекращается, клетка погибает

Органоиды клетки

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) или эндоплазматический ретикулум (ЭПР)

Одномембранный органоид, представляющий собой систему мембран, формирующих цистерны и каналы, соединенных друг с другом

Наибольшего развития ЭПР достигает в клетках с интенсивным обменом веществ. В среднем он составляет от 30 до 50 % всего объема клетки.

Различают три вида ЭПР:

Функции ЭПР:

Аппарат Гольджи

Представляет собой стопку уплощенных цистерн с расширенными краями, с которой связана система мелких одномембранных пузырьков

По внешнему виду ЭПС и Аппарат Гольджи очень похожи. Различить их можно по наличию пузырьков (везикул) – у аппарата Гольджи они есть, у ЭПС – нет.

Важнейшая функция комплекса Гольджи — выведение из клетки различных секретов (ферментов, гормонов), поэтому он хорошо развит в секреторных клетках

Функции аппарата Гольджи:

Лизосомы

Самые мелкие одномембранные органоиды клетки, содержащие множество ферментов.

Образуются в аппарате Гольджи

Расщепление веществ с помощью ферментов называют лизисом, отсюда и название органоида

Различают:

© вторичные лизосомы — лизосомы, образовавшиеся в результате слияния первичных лизосом с пиноцитозными или фагоцитозными вакуолями; в них происходит переваривание и лизис поступивших в клетку веществ (поэтому часто их называют пищеварительными вакуолями)

Иногда с участием лизосом происходит саморазрушение клетки. Этот процесс называют аутолизом

Функции лизосом:

Митохондрии -

Двумембранные органоиды эукариотической клетки, обеспечивающие организм энергией

Особенности митохондрий:

· Есть собственная кольцевая ДНК

· Способны к делению (органоиды, не имеющие ДНК, не могут делиться)

· Имеют собственные белки

Митохондрия состоит из двух мембран. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует впячивания – кристы. Кристы нужны для того, чтобы увеличить поверхность внутренней мембраны и синтезировать как можно больше АТФ

Внутреннее пространство митохондрии заполнено веществом – матриксом.

Функции митохондрий:

Рибосомы

Немембранные органоиды, встречающиеся в клетках всех организмов

Рибосомы состоят из двух субъединиц неравного размера — большой и малой, которые соединены ионами магния.

Рибосомы в своем составе имеют белки и рРНК

Рибосомы эукариот образуются в ядрышке

В зависимости от локализации в клетке, различают

Функция рибосом – биосинтез белка

Клеточный центр

Состоит из двух центриолей, расположенных перпендикулярно друг другу.

Центриоль – цилиндр, стенка которого образована девятью триплетами микротрубочек (то есть 27 микротрубочек)

Функции:

· Образуют веретено деления

· Обеспечивают расхождение хромосом во время деления

· Участвуют в образовании ресничек и жгутиков

Микротрубочки

Представляют собой цилиндр, стенка которого состоит из белка тубулина

Функции:

· Образование клеточного центра

· Образование ресничек и жгутиков

· Формирование цитоскелета

Микрофиламенты

Представляют собой тонкие спирально закрученные нити, состоящие из белка актина.

Функции

· Участие в движении клетки

· Участие в движении цитоплазмы

· Входит в состав белков мышц (актин, миозин)

Реснички – многочисленные выросты цитоплазмы на поверхности клетки.

Жгутики – единичные выросты цитоплазмы. Состоят из 9 пар микротрубочек по периферии, и 1 пары в центре.

Функция – передвижение клетки.

Пластиды – двумембранные органоиды, характерные для растительных клеток

Различают 3 вида пластид:

1) Хлоропласты

2) Лейкопласты

3) Хромопласты

Пластиды одного вида могут превращаться в другие. Так например в клубнях картофеля содержатся лейкопласты, которые запасают крахмал, но на свету некоторые из них могут превратиться в хлоропласты, благодаря чему клубень зеленеет.

Пластиды, как и митохондрии, являются полуавтономными органоидами, то есть имеют собственную ДНК, синтезируют собственные белки и способны к делению.

Но если пластиды и митохондрии вынуть из клетки в окружающую среду, они тут же погибнут. То есть несмотря на то, что они имеют собственный генетический материал, они не могут существовать вне клетки. От этого и называются полуавтономными.

Хлоропласты – двумембранные органоиды, содержащие хлорофилл и осуществляющие фотосинтез.

Имеют форму двояковыпуклой линзы

Наружная мембрана хлоропластов гладкая, внутренняя образует тилакоиды.

Тилакоиды бывают двух видов: дисковидные формируют граны (стопки монет), а трубковидные тилакоиды формируют тилакоиды стромы, которые соединяют все граны в единую систему. В тилакоидах находятся пигменты – зеленый хлорофилл и каротиноиды (оранжевый).

Внутреннее вещество хлоропласта называется стромой.

Функция хлоропластов – фотосинтез. Световые реакции фотосинтеза осуществляются на тилакоидах, темновые – в строме.

Вакуоль

Вакуоль растительной клетки имеет одну мембрану – тонопласт. Основная роль – отложение и изоляция питательных веществ. Также эта структура является резервуаром для веществ, которые нужно вывести из организма. Вакуоль играет важную роль в поддержании тургора – внутриклеточного давления.

Наличие вакуолей – характерная деталь растений и грибов, однако и в клетках ряда видов простейших, бактерий и животных также содержатся эти органеллы. Интересно, что у ряда живых организмов – пресноводных простейших (амебы, инфузории-туфельки и т.д.) - имеются сократительные вакуоли. В них поступает пресная вода из-за разницы концентрации солей в водоеме и в клетке. По мере растяжения вакуоли в определенный момент происходит выталкивание воды наружу при сокращении ее стенок. Без таких вакуолей организмы не выживут, так как просто лопнут из-за переизбытка жидкости.

Ядро -

Наиболее важный компонент эукариотических клеток.

Большинство клеток имеет одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки (у ряда простейших, в скелетных мышцах позвоночных). Некоторые высокоспециализированные клетки утрачивают ядро (эритроциты млекопитающих и клетки ситовидных трубок у покрытосеменных растений)

Главными функциями ядра являются:

В состав ядра входят:

Ядерная оболочка

Ядро отграничено от остальной цитоплазмы ядерной оболочкой, состоящей из двух мембран.

Между мембранами имеется узкая щель, заполненная полужидким веществом, — перинуклеарное пространство. В некоторых местах обе мембраны сливаются друг с другом, образуя ядерные поры, через которые происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой

Наружная ядерная мембрана со стороны, обращенной в цитоплазму, покрыта рибосомами, придающими ей шероховатость, внутренняя мембрана гладкая.

Кариоплазма — внутреннее содержимое ядра. Представляет собой гелеобразный матрикс, в котором располагаются хроматин и одно или несколько ядрышек

Ядрышко

Количество ядрышек зависит от функционального состояния ядра и может колебаться от 1 до 5–7 и более. Ядрышки обнаруживаются только в неделящихся ядрах, во время митоза они исчезают, а после завершения деления возникают вновь.

Хроматином называют глыбки, гранулы и сетевидные структуры ядра, интенсивно окрашивающиеся некоторыми красителями и отличающиеся по форме от ядрышка. Хроматин представляет собой молекулы ДНК, связанные с белками — гистонами.

В зависимости от степени спирализации различают:

© эухроматин — деспирализованные (раскрученные) участки хроматина, имеющие вид тонких, неразличимых при световой микроскопии нитей, слабо окрашивающихся и генетически активных; © гетерохроматин — спирализованные и уплотненные участки хроматина, имеющие вид глыбок или гранул, интенсивно окрашивающихся и генетически не активных.

Хромосомами называются постоянные компоненты ядра клетки, имеющие особую организацию, способные к самовоспроизведению и сохранению свойств на протяжении всего онтогенеза.

Функции хромосом:

Главными химическими компонентами хромосом являются ДНК (40%) и белки (60%).

Каждая хромосома состоит из двух хроматид. В процессе митоза хроматиды разойдутся в дочерние клетки и станут самостоятельными хромосомами. Хроматиды соединяются между собой в области первичной перетяжки (центромеры), к которой прикрепляются нити веретена деления.

В зависимости от места положения центромеры различают

Фрагменты, на которые первичная перетяжка делит хромосому, называются плечами, а концы хромосомы — теломерами. Теломеры предохраняют концы хромосом от слипания, способствуя тем самым сохранению целостности хромосом

Некоторые хромосомы имеют вторичные перетяжки. Иногда вторичная перетяжка очень длинная и отделяет от основного тела хромосомы небольшой участок — спутник. Такие хромосомы называют спутничными

Хромосомы обладают индивидуальными особенностями: длиной, положением центромеры, формой. Каждый вид живых организмов имеет в своих клетках определенное и постоянное число хромосом.

Хромосомы ядра одной клетки всегда парные. Парные хромосомы выглядят одинаково. Такие хромосомы называют гомологичными. У человека 23 пары гомологичных хромосом.

Совокупность количественных (число и размеры) и качественных (форма) признаков хромосомного набора соматической клетки называется кариотипом.

Если в ядрах клеток хромосомы образуют гомологичные пары, то такой набор хромосом называют диплоидным (двойным) и обозначают — 2n. Количество ДНК, соответствующее диплоидному набору хромосом, обозначают 2с. Диплоидный набор хромосом характерен для соматических клеток.

Диплоидный набор соматической клетки

В ядрах половых клеток каждая хромосома представлена в единственном числе. Такой набор хромосом называют гаплоидным (одинарным) и обозначают — n. У человека диплоидный набор содержит 46 хромосом, а гаплоидный — 23.

Гаплоидный набор половой клетки

Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 542; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!