Prokariotinės ląstelės struktūra. eukariotinė ir prokariotinė ląstelė. Plazminės membranos skirtumas prokariotinėse ląstelėse

Tema „Eukariotinė ir prokariotinė ląstelė“.

Tarp šiuo metu Žemėje egzistuojančių organizmų įvairovės išskiriamos dvi grupės: virusai ir fagai, kurie neturi ląstelių struktūra; visi kiti organizmai yra įvairūs ląstelių formos gyvenimą. Yra du ląstelių organizavimo tipai: prokariotinė ir eukariotinė.

Dauguma šiuolaikinių gyvų organizmų priklauso vienai iš trijų karalysčių – augalų, grybų ir gyvūnų, susijungusių į eukariotų virškaralystę.

Dėl daržovių ląstelėms būdingas storos celiuliozės ląstelės sienelės buvimas, įvairūs plastidai, dideli centrinė vakuolė, perkeliant šerdį į periferiją. Ląstelių centras aukštesni augalai neturi centriolių. Augalų ląstelės kaupia krakmolą kaip atsarginį maistinių medžiagų angliavandenį.

Narvuose grybai ląstelės sienelėje yra chitino, citoplazmoje yra centrinė vakuolė, plastidžių nėra. Tik kai kurie grybai turi centriolę ląstelių centre. Pagrindinis rezervinis polisacharidas yra glikogenas.

Gyvūnai ląstelės paprastai turi ploną ląstelės sienelę, jose nėra plastidų ir centrinės vakuolės; centriolė būdinga ląstelės centrui. Sandėliavimo angliavandeniai yra glikogenas.

Priklausomai nuo ląstelių, sudarančių organizmus, skaičiaus, pastarosios skirstomos į vienaląstes ir daugialąstes. Vienaląsčiai organizmai susideda iš vienos ląstelės, atliekančios viso organizmo funkcijas. Daugelis šių ląstelių yra daug sudėtingesnės nei daugialąsčio organizmo ląstelės.

kūnas daugialąsčiai organizmai susideda iš daugybės ląstelių, sujungtų į audinius, organus ir organų sistemas. Daugialąsčio organizmo ląstelės yra specializuotos atlikti tam tikrą funkciją ir už kūno ribų gali egzistuoti tik fiziologinei artimoje mikroaplinkoje (pavyzdžiui, audinių kultūros sąlygomis). Daugialąsčio organizmo ląstelės skiriasi dydžiu, forma, struktūra ir funkcija. Nepaisant individualios savybės, visos ląstelės yra pastatytos pagal vieną planą ir turi daug bendrų bruožų.

Ląstelės struktūrinės organizacijos pagrindas yra biologinės membranos, kuris yra pagrįstas plazmos membrana, arba plasmalemma, kurių tipinė struktūra ir storis 7,5 nm. Membranos sudarytos iš baltymų ir lipidų. Lipidai (daugiausia fosfolipidai) sudaro skystą bimolekulinį sluoksnį, kuriame hidrofobinės molekulių uodegėlės yra pasuktos membranos viduje, o hidrofilinės – į jos paviršius. Baltymų molekulės gali judėti lipidų sluoksniuose, išsidėsčiusios arba išoriniame, arba vidinis paviršius membraną arba prasiskverbti pro ją. Prasiskverbę baltymai, susibūrę ratu, sudaro poras, pro kurias kai kurie junginiai gali pereiti iš vienos pusės į kitą. Membranose taip pat yra angliavandenių glikolipidų ir glikoproteinų, esančių išoriniame membranos paviršiuje, pavidalu. Baltymų ir angliavandenių rinkinys kiekvienos ląstelės membranos paviršiuje yra specifinis ir lemia jos „paso“ duomenis. Membranos turi selektyvaus pralaidumo savybę (vienas medžiagas sugeba praleisti, o kitas nepraleisti arba prasčiau), taip pat savybę spontaniškai atkurti konstrukcijos vientisumą. Angliavandenių komponentas skirtingų ląstelių ląstelių membranų sudėtyje yra išreikštas skirtingu laipsniu. Gyvūnų ląstelėse jis yra gana plonas ir yra atstovaujamas membranos glikoproteinų ir glikolipidų oligosacharidų grupėms ir vadinamas glikokaliksu. Augalų ląstelėse ląstelės membranos angliavandenių komponentas yra stipriai išreikštas ir jį vaizduoja celiuliozės ląstelės sienelė.

Ląstelių sienelės atlieka svarbias ir labai įvairias funkcijas:

Nustato ir išlaiko ląstelės formą;

Apsaugo ląstelę nuo mechaniniai poveikiai ir svetimkūnių įsiskverbimas;

Atlieka daugelio molekulinių signalų (pavyzdžiui, hormonų) priėmimą (atpažinimą);

Apriboja vidinį ląstelės turinį;

Reguliuoja medžiagų apykaitą tarp ląstelės ir aplinkos, užtikrinant tarpląstelinės sudėties pastovumą;

Dalyvauja formuojant tarpląstelinius kontaktus ir Įvairios rūšys specifiniai citoplazmos išsikišimai (mikrovili, blakstiena, žiuželis).

Medžiagų mainai tarp ląstelės ir jos aplinkos vyksta nuolat. Medžiagų transportavimo į ląstelę ir iš jos mechanizmas priklauso nuo pernešamų dalelių dydžio. Mažas molekules ir jonus ląstelė perneša tiesiai per membraną pasyviojo ir aktyvaus transportavimo forma.

^ Pasyvus transportas atliekami nenaudojant energijos, paprastos difuzijos, osmoso arba palengvintos difuzijos būdu, naudojant baltymų nešiklius.

aktyvus transportas- baltymų nešėjų pagalba ir reikalauja energijos sąnaudų. Makromolekulių ir didesnių dalelių pernešimas vyksta dėl burbuliukų, apsuptų membrana, susidarymo. Priklausomai nuo transportavimo tipo ir krypties, yra endocitozė ir egzocitozė. Atitinkamai įvardijami kietųjų ir didelių dalelių absorbcija ir išsiskyrimas fagocitozė ir atvirkštinė fagocitozė, skystos arba ištirpusios dalelės pinocitozė ir atvirkštinė pinocitozė.

Citoplazma yra vidinis ląstelės turinys ir susideda iš pagrindinės medžiagos arba hialoplazmos ir įvairių joje esančių organelių.

^ Hialoplazma (matrica) - Tai vandeninis tirpalas neorganinės ir organinės medžiagos, galintis pakeisti savo klampumą ir būti nuolatiniame judėjime. Gebėjimas judėti arba hialoplazmos srautas vadinamas cikloze. Ciklozės procese vyksta medžiagų ir struktūrų, esančių citoplazmoje, judėjimas. Matrica yra aktyvi terpė, kurioje daug cheminių ir fiziologiniai procesai ir kuri sujungia visus ląstelės komponentus į viena sistema. Ląstelės gyvavimo metu nusėda citoplazmoje įvairių medžiagų, formuojantys nenuolatines struktūras – inkliuzus (glikogeno gumulėlius, riebalų lašelius, pigmento granules).

Visos ląstelių organelės yra suskirstytos į membrana Ir ne membraninis. Tarp membranos organelės egzistuoja viena membrana(endoplazminis tinklas, Golgi kompleksas, lizosomos) ir d dviguba membrana(mitochondrijos, plastidai).

^ Endoplazminis tinklas (ER, reticulum). Šį organoidą 1945 m. atrado amerikiečių mokslininkas Keithas Robertsas Porteris. Vakuolių, kanalų, kanalėlių visuma citoplazmoje sudaro membraninį tinklą, sujungtą į vieną visumą su išorinė membrana branduolinis apvalkalas. Yra dviejų tipų endoplazminės tinklinės membranos - grubus (granuliuotas)) Ir lygus (agranuliuotas).

Šiurkščių ER membranų paviršiuje yra ribosomos, kurios sintezuoja visus baltymus, sudarančius ER membraną, taip pat baltymus, reikalingus ląstelės gyvybei. Susintetintos baltymų molekulės patenka į EPS kanalus. Ten jie modifikuojami, o paskui per kanalų sistemą perkeliami į tą ląstelės dalį, kurioje jų reikia. Šiurkštaus endoplazminio tinklo sankaupos būdingos ląstelėms, aktyviai sintetinančioms sekrecinius baltymus. Pavyzdžiui, kepenų ląstelėse, nervų ląstelės, kasos ląstelėse.

Skirtingai nuo granuliuoto endoplazminio tinklo, ant membranų nėra lygaus ribosomų tinklo. Šis tinklas dalyvauja lipidų ir angliavandenių sintezėje, neutralizuoja toksiškas (nuodingas) medžiagas. Taigi, kai kuriais apsinuodijimais kepenų ląstelėse atsiranda plačios zonos, užpildytos lygiomis EPS membranomis. Taigi EPS tarnauja kaip „gamykla“. membranų ir transportuojamų baltymų bei lipidų gamyba, taip pat įdiegia jų sistemą transportavimas ląstelės viduje.

^ Golgi kompleksas (Golgi aparatas). 1898 m. atrado italų mokslininkas Camillo Golgi, tyrinėdamas nervų ląstelių struktūrą. Jį sudaro 5-20 suplotų disko formos membraninių ertmių, tarsi surinktų į krūvą, ir iš jų suvarstyti mikroburbuliukai. Golgi kompleksas atlieka savotiško centro, kuriame finalas, vaidmenį rūšiavimas ir pakavimas įvairių gaminių ląstelių veikla ir transportavimas juos pagal paskirtį: į įvairias viduląstelines struktūras arba už ląstelės ribų egzocitozės būdu. Golgi aparato membranos taip pat gali sintetina polisacharidus Ir sudaryti lizosomas.

Lizosomos atlikti funkciją tarpląstelinis makromolekulių virškinimas maistas ir pašaliniai komponentai patekęs į ląstelę fago- ir pinocitozės metu, aprūpindamas ląstelę papildomomis žaliavomis cheminiams ir energetiniams procesams. Badaujant lizosomų ląstelės virškina kai kuriuos organelius ir kuriam laikui papildo maistinių medžiagų atsargas. Gyvūnų vystymosi procese dažnai įvyksta atskirų ląstelių ir net organų mirtis (metamorfozė), kuri atliekama būtinai dalyvaujant lizosomoms. Šioms funkcijoms atlikti lizosomose yra apie 40 fermentų, kurie naikina baltymus, nukleino rūgštis, lipidus, angliavandenius ir kt.

Išskirti pirminės ir antrinės lizosomos. Pirminės lizosomos yra mikropūslelės, kurios atsiskiria nuo Golgi aparato ertmių, apsuptos viena membrana ir turinčios fermentų rinkinį. Pirminėms lizosomoms susiliejus su kokiu nors skaidomu substratu, susidaro įvairios antrinės lizosomos. Antrinių lizosomų pavyzdys – pirmuonių virškinimo vakuolės.Jei lizosomos turinys išsiskiria pačios ląstelės viduje, tai vyksta ląstelės savidestrukcija – autolizė.

Eukariotinėse ląstelėse taip pat yra organelių, atskirtų iš citoplazmos dviem membranomis. Šios organelės yra mitochondrijos ir plastidai. Pagal simbiotinę hipotezę apie eukariotinės ląstelės kilmę, jie yra senovės prokariotinių simbiontinių ląstelių palikuonys: bakterijos ir melsvadumbliai. Šios organelės vadinamos pusiau autonominėmis, nes turi savo aparatą baltymų biosintezei (žiedinė DNR, ribosomos, tRNR, fermentai) ir sintetina kai kuriuos jose veikiančius baltymus.

Mitochondrijos randama beveik visose aerobinėse eukariotinėse ląstelėse, išskyrus brandžius žinduolių eritrocitus. Jų skaičius skirtingose ​​ląstelėse yra skirtingas ir priklauso nuo ląstelės funkcinio aktyvumo lygio. Mitochondrijos yra labai įvairaus dydžio ir formos (lazdelės formos, apvalios, ovalios). Išorėje mitochondrijas riboja lygi išorinė membrana, savo sudėtimi panaši į plazmos membraną. Vidinė membrana sudaro daugybę ataugų (cristae) ir joje yra daug fermentų, dalyvaujančių energijos konversijos procesuose. maistinių medžiagų V ATP energija. Taip pat atsiranda mitochondrijose sintezė steroidiniai hormonai . Mitochondrijos turi savo ribosomas ir DNR, todėl gali sintetinti baltymus. Gyvose ląstelėse mitochondrijos gali judėti, susilieti viena su kita ir dalytis. Jų skaičius ląstelėje labai įvairus – nuo ​​vienetų iki dešimčių tūkstančių, dažniausiai mitochondrijų būna daugiau tose citoplazmos dalyse ir tose ląstelėse, kur yra padidėjęs energijos poreikis. Ypač daug mitochondrijų raumenų audiniai ir nervinio audinio ląstelės.

Plastidės yra organelės, būdingos tik fotosintetinių eukariotinių organizmų ląstelėms. Priklausomai nuo spalvos, išskiriami trys pagrindiniai tipai: chloroplastai, chromoplastai ir leukoplastai.

Chloroplastai- santykinai didelės ovalios arba disko formos ląstelių struktūros. Plastidų turinys vadinamas stroma. Išorinė membrana yra lygi, vidinė formuoja lamelines invaginacijas - tilakoidai, dauguma kuri yra sukrauta monetų ir blankų šūsnies pavidalu grūdai. Grūdelių išdėstymas šachmatų lentoje užtikrina maksimalų kiekvieno grūdo apšvietimą. Gran membranose yra chlorofilo, kuris suteikia chloroplastui žalią spalvą ir šviesioji fotosintezės fazė.

Tylakoidą formuojančiose membranose yra pigmentų, kurie sulaiko saulės šviesa ir fermentus, kurie sintetina ATP. Chloroplasto matricoje yra fermentų, kurie sintetina organiniai junginiai ir naudojant ATP energiją. Chloroplastai turi savo DNR ir ribosomas. Jie geba autonomiškai daugintis, nepriklausomai nuo ląstelių dalijimosi.Rudenį chloroplastai virsta chromoplastais – plastidėmis geltonos, raudonos ir oranžinės spalvos.

Chromoplastai jie paprastesni, neturi grūdelių, nepajėgūs fotosintezei, juose yra įvairių pigmentų: geltonųjų, oranžinių ir raudonųjų karotinų bei ksantofilų. Jie suteikti ryškią spalvą gėlės ir vaisiai, pritraukiantys gyvūnus ir taip palengvinantys augalų apdulkinimą bei sėklų sklaidą.

Leukoplastai beveik neturi tilakoidų, juose esantys pigmentai yra neaktyvios formos (protochlorofilai). Leukoplastai yra bespalviai, esantys požeminių arba nespalvotų augalų dalių (šaknų, šakniastiebių, gumbų) ląstelėse. Gali kaupti atsargas maistinių medžiagų, pirmiausia krakmolas, lipidai ir baltymai. Šviesoje jie gali virsti chloroplastais (bulvių gumbų žalėjimas).

Ribosomos. Submikroskopinės nemembraninės organelės, kurių funkcija yra baltymų sintezė, dėl kurių jos yra privalomos organelės visų gyvų organizmų ląstelėse. Kiekviena darbo būklės ribosoma susideda iš dviejų subvienetų – didelių ir mažų, kurie apima baltymų molekules ir ribosominę RNR. Ribosominė RNR sintetinama vienos ar kelių chromosomų DNR molekulės branduolyje branduolio zonoje. Ten taip pat susidaro ribosomos, kurios vėliau palieka branduolį. Citoplazmoje ribosomos gali būti laisvos arba ant šiurkščių ER membranų. Priklausomai nuo sintetinamo baltymo tipo, ribosomos gali „dirbti“ pavieniui arba susijungti į kompleksus. poliribosomos. Tokiuose kompleksuose ribosomos yra sujungtos viena mRNR molekule.

^ Ląstelės centras. Ne membraninė organelė, esanti gyvūnų, grybų ir žemesni augalai. Susideda iš dviejų centriolių, esančių statmenai vienas kitam. Kiekviena centriolė yra tuščiavidurio cilindro pavidalo, kurio sienelę sudaro 9 mikrovamzdelių tripletai. Ląstelių dalijimosi procese centrioliai padvigubėja, nukrypsta link polių ir sudaro dalijimosi veleną, užtikrinant chromosomų pasiskirstymą tarp dukterinių ląstelių.

citoskeletas Jį sudaro mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai – gijinės struktūros, susidedančios iš įvairių susitraukiančių baltymų ir sukeliančių motorines ląstelės funkcijas. Mikrovamzdeliai atrodo kaip ilgi tuščiaviduriai cilindrai, kurių sienelės susideda iš baltymų – tubulinų. Mikrofilamentai yra labai plonos, ilgos, siūlinės struktūros, sudarytos iš aktino ir miozino.

Mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai pažemina visą ląstelės citoplazmą, suformuoja jos citoskeletą, sukeldami tarpląstelinį organelių judėjimas, keičiasi ląstelės forma Ir jo organelių padėtis.

Vakuolė– esminė augalo ląstelės dalis. Tai didelė membraninė pūslelė, užpildyta ląstelių sultimis, kurių sudėtis skiriasi nuo aplinkinės citoplazmos. Kaupiasi vakuolė rezervuoja maistines medžiagas ir reguliuoja vandens-druskų apykaitą, kontroliuojantis vandens srautas į ląstelę ir iš jos.

^ Ląstelių inkliuzai. Be membraninių ir nemembraninių organelių ląstelėse gali būti ląstelių inkliuzai, kurie yra nenuolatiniai dariniai, atsirandantys arba išnykstantys ląstelių gyvavimo procese.

Iš prigimties visi inkliuzai yra produktai ląstelių metabolizmas. Jie daugiausia kaupiasi granulių, lašelių ir kristalų pavidalu. Cheminė sudėtis inkliuzai labai įvairūs – lipoidai, polisacharidai (glikogenas, krakmolas), baltymai, kai kurie pigmentai ir kt.

Branduolys yra esminis visų eukariotinių ląstelių komponentas. ^ Ląstelės branduolys kaupia paveldimą informaciją ir kontroliuoja viduląstelinės apykaitos procesus, užtikrinantys normalų ląstelės funkcionavimą ir jos funkcijų atlikimą. Paprastai branduolys yra sferinės formos, taip pat yra verpstės formos, pasagos formos, segmentuotų branduolių. Dauguma ląstelių turi vieną branduolį, bet, pavyzdžiui, blakstienas turi du branduolius - makrobranduolys ir mikrobranduolys, o dryžuotose raumenų skaidulose yra šimtai branduolių. Branduolys ir citoplazma yra tarpusavyje susiję ląstelės komponentai, kurie negali egzistuoti vienas be kito. Nuolatinė jų sąveika užtikrina ląstelės vienybę tiek struktūriškai, tiek funkciniu požiūriu. Eukariotiniuose organizmuose yra ląstelių, kurios neturi branduolių, tačiau jų gyvenimo trukmė yra trumpa. Brendimo procese eritrocitai praranda branduolį, kuris funkcionuoja ne ilgiau kaip 120 dienų, o vėliau sunaikinami blužnyje. Nebranduoliniai trombocitai kraujyje cirkuliuoja apie 7 dienas. Angiosėkliuose sietų vamzdelių ląstelėse branduolio nėra.

Kiekvienas ląstelės branduolys yra apsuptas branduolio membrana, yra branduolio sultys (karioplazma, nukleoplazma), chromatinas ir vienas ar daugiau branduolių.

^ branduolinis apvalkalas . Šis apvalkalas atskiria branduolio turinį nuo ląstelės citoplazmos ir susideda iš dviejų membranų, turinčių tipišką visoms membranoms struktūrą. Išorinė membrana patenka tiesiai į endoplazminį tinklą, sudarydama vieną ląstelės membranos struktūrą. Branduolio paviršius persmelktas porų, pro kurias mainai įvairios medžiagos tarp branduolio ir citoplazmos. Pavyzdžiui, iš branduolio į citoplazmą išeina RNR ir ribosomų subvienetai, o į branduolį patenka RNR surinkimui reikalingi nukleotidai, fermentai ir kitos medžiagos, užtikrinančios branduolinių struktūrų veiklą.

^ Branduolinės sultys (karioplazma, nukleoplazma) yra į želė panašus tirpalas, kuriame yra įvairių baltymų, angliavandenių, nukleotidų, jonų, taip pat chromosomų ir branduolio.

branduolys- mažas suapvalintas kūnas, intensyviai nusidažęs ir randamas nesidalijančių ląstelių branduoliuose. Branduolio funkcija rRNR sintezė ir jų ryšys su baltymais, t.y. ribosomų subvienetų surinkimas.

Chromatinas - gabalėliai, granulės ir gijinės struktūros, kurios yra specifiškai nudažytos kai kuriais dažais, kurias sudaro DNR molekulės kartu su baltymais – histonais. Būtent histonai suteikia DNR struktūrą ir pakuotę. skirtingi siužetai Chromatino DNR molekulės turi įvairaus laipsnio spiralizacija, todėl skiriasi spalvos intensyvumas ir genetinės veiklos pobūdis. Chromatinas yra genetinės medžiagos egzistavimo forma nesidalijančiose ląstelėse ir suteikia galimybę padvigubinti ir realizuoti joje esančią informaciją. Ląstelių dalijimosi procese vyksta DNR spiralizacija, o chromatino struktūros sudaro chromosomas. Tiesą sakant, chemiškai chromatinas ir chromosomos yra vienas ir tas pats.

Chromosomos- tankios, intensyviai dažančios struktūros, kurios yra genetinės medžiagos morfologinės organizacijos vienetai ir užtikrina tikslų jos pasiskirstymą ląstelių dalijimosi metu. Chromosomos geriausiai matomos mitozės metafazės stadijoje. Kiekviena metafazinė chromosoma susideda iš dviejų chromatidžių.

Chromatidės- labai spiralinės identiškos DNR molekulės, susidariusios dėl replikacijos. Chromatidės susijungia pirminiame susiaurėjime arba centromerai. Centromeras padalija chromosomą į dvi rankas. Chromosomos klasifikuojamos pagal centromero vietą. vienodos rankos, nelygios rankos ir strypo formos. Kai kurios chromosomos turi antrinius susiaurėjimus, kurie atsiskiria palydovai. Daugelio chromosomų antriniai susiaurėjimai dalyvauja formuojant branduolį.

Chromosomų skaičius, dydis ir forma kiekvienai rūšiai yra unikalūs. ^ Visų chromosomų rinkinio požymių, būdingų konkrečiai rūšiai, visuma, paskambino kariotipas. Mūsų genetinių duomenų banką sudaro 46 tam tikro dydžio ir formos chromosomos, turinčios daugiau nei 30 000 genų. Šie genai lemia dešimčių tūkstančių baltymų struktūrą, Įvairios rūšys RNR ir baltymai yra fermentai, kurie sudaro riebalus, angliavandenius ir kitas molekules. Bet koks chromosomų struktūros ar skaičiaus pasikeitimas lemia dalies informacijos pasikeitimą arba praradimą ir dėl to pažeidimą. normalus funkcionavimas ląstelė, kurioje jie yra.

Somatinėse ląstelėse chromosomų skaičius paprastai yra dvigubai didesnis nei subrendusiose lytinėse ląstelėse. Apvaisinimo metu pusė chromosomų atsiranda iš motinos organizmas ir pusė tėvo, t.y. somatinės ląstelės branduolyje chromosomos yra suporuotos. Toks suporuotos, identiškos formos ir dydžio chromosomos, turinčios tuos pačius genus, paskambino homologiškas. Chromosomų rinkinys, kurį vaizduoja suporuotos chromosomos, vadinamas dvigubas arba diploidinis ir pažymėkite 2n. Diploidinės chromosomos buvimas daugumoje aukštesni organizmai padidina genetinio aparato veikimo patikimumą. Kiekvienas genas, lemiantis konkretaus baltymo struktūrą ir galiausiai turintis įtakos tam tikro požymio formavimuisi, tokiuose organizmuose kiekvienos ląstelės branduolyje yra dviejų kopijų pavidalu – tėvo ir motinos.

Formuojantis lytinėms ląstelėms iš kiekvienos homologinių chromosomų poros į kiaušialąstę arba spermos ląstelę patenka tik viena chromosoma, todėl lytinėse ląstelėse yra viena, arba haploidas, chromosomų rinkinys (1n).

Kariotipo chromosomos taip pat skirstomos į autosomos, arba nelytinės chromosomos, vienodos vyrams ir moterims, ir heterochromosomos, arba lytinės chromosomos, dalyvaujančios nustatant lytį ir skiriasi vyrų ir moterų.

Nėra jokio ryšio tarp chromosomų skaičiaus ir tam tikros rūšies organizacijos lygio: primityvios formos gali turėti daugiau chromosomų nei labai organizuotos, ir atvirkščiai. Pavyzdžiui, tokiose tolimose rūšyse kaip judrusis driežas ir lapė chromosomų skaičius yra toks pat ir lygus 38, žmogaus ir pelenų - po 46 chromosomas, vištų - 78, o vėžiai virš 100!

Chromosomų skaičiaus ir struktūros pastovumas ląstelėse yra būtina sąlyga rūšies egzistavimą ir individualus organizmas. Tirdami skirtingų asmenų chromosomų rinkinius, nustatėme dvynių rūšys, kurios morfologiškai visiškai nesiskiria viena nuo kitos, tačiau, turinčios skirtingas numeris chromosomos ar jų sandaros skirtumai, nesikryžmino ir vystėsi savarankiškai. Pavyzdžiui, dvi Australijos žiogų ir juodųjų žiurkių rūšys, gyvenančios toje pačioje teritorijoje.

^ Prokariotų įvairovė . Prokariotų karalystei daugiausia atstovauja bakterijos, seniausi organizmai mūsų planetoje. Prieš daugiau nei 3,5 milijardo metų atsiradę prokariotai iš tikrųjų sukūrė Žemės biosferą, sudarydami sąlygas tolesnei organizmų evoliucijai.

Pirmą kartą bakterijas pro mikroskopą pamatė ir 1683 metais aprašė olandų gamtininkas A. Leeuwenhoekas. Bakterijų dydis svyruoja nuo 1 iki 15 mikronų. Vieną bakterijos ląstelę galima pamatyti tik gana sudėtingu mikroskopu, todėl jos vadinamos mikroorganizmais.

Bakterijos gyvena visur: dirvožemyje, ore, paviršiuje ir kitų organizmų viduje, viduje maisto produktai. Kai kurios bakterijos įsikuria karštuosiuose šaltiniuose, kur vandens temperatūra siekia 78ºС ir aukštesnę. Bakterijų skaičius planetoje yra milžiniškas, pavyzdžiui, 1 g derlingos dirvos yra apie 2,5 milijardo bakterijų ląstelių.

Bakterijų forma yra labai įvairi. Paskirstykite strypo formą - bacilos, sferinės – kokcius, spiralė - spirilla, turintis kablelio formą - vibrijos.

Daugelis prokariotų sugeba sporų susidarymas. Sporos, kaip taisyklė, atsiranda nepalankiomis sąlygomis ir yra ląstelės, kurių metabolizmo lygis smarkiai sumažėjęs. Sporos yra padengtos apsauginiu apvalkalu, išlieka gyvybingos šimtus ir net tūkstančius metų ir atlaiko temperatūros svyravimus nuo -243 iki + 140ºС. Prasidėjus palankiomis sąlygomis sporos „išdygsta“ ir iš jų atsiranda nauja bakterinė ląstelė.

Taigi prokariotų sporuliacija yra stadija gyvenimo ciklas suteikiant patirties nepalankiomis sąlygomis aplinką. Be to, esant sporų būsenai, mikroorganizmai gali lengvai plisti vėju ir kitomis priemonėmis.

^ Prokariotinės ląstelės struktūra . Ląstelę supa įprastos struktūros membrana, kurios išorėje yra ląstelės sienelė, susidedanti iš specialaus glikopeptidas - mureinas. Centrinėje citoplazmos dalyje yra viena žiedinė DNR molekulė, nuo likusios citoplazmos neatskirta membrana. Ląstelės plotas, kuriame yra genetinės medžiagos, vadinama nukleoidas. Be pagrindinės žiedinės „chromosomos“, bakterijose dažniausiai yra keletas mažų DNR molekulių mažų, laisvai išsidėsčiusių žiedų pavidalu, vadinamųjų. plazmidė, dalyvauja genetinės medžiagos mainuose tarp bakterijų.

Bakterijų ląstelėje nėra eukariotams būdingų membraninių organelių (EPS, Golgi aparatas, mitochondrijos, plastidai, lizosomos). Šių organelių funkcijas atlieka invaginacijos ląstelės membrana- mezosomos.

Ribosomos yra esminės organelės, užtikrinančios baltymų sintezę bakterijų ląstelėse.

Ant ląstelės sienelės viršaus daug bakterijų išskirti gleives, formuojanti savotišką kapsulę, papildomai apsauganti bakteriją nuo išorinių poveikių.

bakterijos dauginasi paprastas padalijimas dviese. Po žiedinės DNR reduplikacijos ląstelė pailgėja ir joje susidaro skersinė pertvara. Vėliau dukterinės ląstelės skiriasi arba lieka sujungtos grupėmis.

Lyginant prokariotines ir eukariotines ląsteles, galima pastebėti, kad dviejų membranų organoidų – mitochondrijų ir plastidų, turinčių savo žiedinę DNR ir ribosomas, kurios sintetina RNR ir baltymus – struktūra panaši į struktūrą. bakterinė ląstelė. Šis panašumas sudarė hipotezės apie simbiotinę eukariotų kilmę pagrindą. Prieš kelis milijardus metų prokariotiniai organizmai buvo įterpti vienas į kitą, todėl susijungė abipusiai naudinga sąjunga.

Prokariotiniams organizmams taip pat priklauso melsvadumbliai, dažnai vadinami melsvadumbliais. Šie senoviniai organizmai, atsiradę maždaug prieš 3 milijardus metų, yra plačiai paplitę visame pasaulyje. Yra žinoma apie 2 tūkstančius cianobakterijų rūšių. Dauguma jų sugeba viską susintetinti reikalingų medžiagų naudojant šviesos energiją.

^ Kreditas

13 klausimas. Organizmo lygis ir populiacijos-rūšių lygiai. Biocenotinis ir biosferinis lygiai

1. Formų įvairovė

Įjungta organizmo lygis randama nepastebima formų įvairovė. Organizmų, priklausančių skirtingoms rūšims ir netgi toms pačioms rūšims, įvairovė yra ne įvairovės, o jų vis sudėtingėjimo pasekmė. erdviniai deriniai, sukeliantis naujas kokybines savybes. Šiuo metu Žemėje yra daugiau nei milijonas gyvūnų rūšių ir apie pusė milijono augalų rūšių. Kiekviena rūšis susideda iš atskirų individų (organizmų, individų), kurių kiekvienas turi savo išskirtinius bruožus.

2. Individualus

Individas – organizmas kaip visuma – elementarus gyvenimo vienetas. Gamtoje gyvybė neegzistuoja už individų ribų. Organiniame lygmenyje vyksta ontogeniškumo procesai. Nervų ir humoro sistemos vykdo tam tikrą homeostazę.

Organizmų rinkinys tos pačios rūšies (individai), gyvenantys tam tikra teritorija, yra gyventojų. Populiacija yra elementarus evoliucijos proceso vienetas, joje ir prasideda specifikacijos procesai. Populiacijos yra biogeocenozių dalis.

3. Biogeocenozės

Biogeocenozės – istoriškai nusistovėjusios tvarios bendruomenės gyventojų skirtingi tipai susiję vienas su kitu ir su aplinka negyvoji gamta medžiagų, energijos ir informacijos mainai. Tai elementarios sistemos, kuriose dėl gyvybinės organizmų veiklos vyksta medžiagų ir energijos ciklas. Biogeocenozės sudaro biosferą ir lemia visus joje vykstančius procesus.

Tik visapusiškai ištyrus gyvybės reiškinius visais lygmenimis galima susidaryti holistinį vaizdą apie ypatingą biologinė materijos egzistavimo forma.

4. Medicinos principai

Gyvenimo organizavimo lygių idėja yra tiesiogiai susijusi su pagrindine medicinos principai. Tai verčia žmogų laikyti sveiku ar sergančiu Žmogaus kūnas kaip vientisa, bet kartu sudėtinga hierarchiškai subordinuota sistema. Struktūrų ir funkcijų reikšmė kiekviename iš šių lygmenų padeda atskleisti ligos proceso esmę. Pavyzdžiui, diagnozuojant gali tekti atsižvelgti į žmonių populiaciją, kuriai priklauso šis asmuo paveldima liga . Norint atskleisti ligos eigos ir epideminio proceso ypatumus, būtina atsižvelgti ir į biocenotinės ir socialinės aplinkos ypatumus. Nesvarbu, ar gydytojas dirba su atskiru pacientu, ar su žmonių komanda, jis visada remiasi žinių, įgytų visuose biologinių mikro-, mezo- ir makrosistemų lygiuose, kompleksu.

14 klausimas. Ląstelė kaip struktūrinis vienetas. Ląstelių struktūra. Bendrieji klausimai

1. Ląstelė kaip elementari biologinė sistema

Visi gyvi organizmai yra sukurti iš ląstelės. Vienaląsčiai organizmai (bakterijos, pirmuonys, daug dumblių ir grybų) susideda iš vienos ląstelės, daugialąsčiai organizmai (dauguma augalų ir gyvūnų) paprastai susideda iš daugybės tūkstančių ląstelių.

Ląstelė – elementari biologinė sistema galintis atsinaujinti, daugintis ir vystytis. Ląstelių struktūros yra augalų ir gyvūnų struktūros pagrindas. Kad ir kokia įvairi atrodytų organizmų sandara, ji paremta panašiomis struktūromis – ląstelėmis. Ląstelė turi visos gyvos sistemos savybės: keičiasi medžiaga ir energija, auga, dauginasi ir paveldi savo savybes, reaguoja į išorinius signalus (dirgiklius), geba judėti. Tai žemiausias organizacijos lygis, turintis visas šias savybes, mažiausią struktūrinę ir funkcinis vienetas gyvas. Gali gyventi ir atskirai – izoliuotos daugialąsčių organizmų ląstelės toliau gyvena ir dauginasi maistinėje terpėje. Funkcijos ląstelėje yra paskirstytos tarp įvairių organelių, tokių kaip ląstelės branduolys, mitochondrijos ir kt.

2. ląstelių įvairovė

Daugialąsčiuose organizmuose skirtingos ląstelės (pvz., nervų, raumenų, kraujo ląstelių) atlikti skirtingas funkcijas(„darbo pasidalijimas“) ir todėl skiriasi savo struktūra. Nepaisant to, ląstelių formų ir organizavimo įvairovei taikomi vienodi struktūriniai principai.

ląstelės forma neįprastai įvairus - nuo paprasčiausių sferinių ( vienaląsčiai organizmai; tarp bakterijų – kokos) iki pačių keisčiausių. Mikrokokų skersmuo siekia 0,2 mikrono, nervų ląstelės siekia 1 m ilgį, o augalų pieninės kraujagyslės – net kelis metrus.

3. ląstelės struktūra

Gyvas ląstelės turinys, protoplazma, yra atskirtas nuo aplinkos plazmine membrana (plazmolema) ir, be to, gali būti apsuptas stipria ląstelės sienele. Protoplazma yra želatininė nevienalytė masė su daugybe skirtingų organelių ir paraplazminių inkliuzų. Pastarosios tik sutartinai priskiriamos gyvoms protoplazmoms ir turi medžiagų, kurios turi būti kaupiamos arba išsiskiriančios.

4 . Struktūriniai elementai ląstelės

Egzistuoti du organizavimo lygiai ląstelės: prokariotinė ląstelė (prokariotuose - bakterijos ir melsvadumbliai, dauguma jų yra vienaląsčiai) ir eukariotinė ląstelė (eukariotuose, tai yra visi kiti vienaląsčiai ir daugialąsčiai organizmai - augalai, grybai ir gyvūnai).

2 lentelė. Ląstelės struktūriniai elementai

15 klausimas. Eukariotinės ir prokariotinės ląstelės

1. Eukariotinių ląstelių apibūdinimas

Vidutinis eukariotinės ląstelės dydis yra apie 13 mikronų (tačiau yra didelių dydžio skirtumų). Ląstelę vidinės membranos padalija į skirtingus skyrius (reakcijos erdves). Trys organelių tipai(sluoksniai) yra aiškiai atskirti nuo likusios protoplazmos (citoplazmos) dviejų membranų apvalkalu: ląstelės branduolio, mitochondrijų ir plastidžių (pastarosios tik augaluose). Plastidai daugiausia naudojami fotosintezei, o mitochondrijos – energijos gamybai. Visuose sluoksniuose yra DNR kaip genetinės informacijos nešėjas.

Citoplazma yra įvairių organelių didžiąja dalimi matomas tik elektroniniu mikroskopu, įskaitant ribosomas, kurios taip pat yra plastiduose ir mitochondrijose. Visos organelės yra matricoje (tai citoplazmos dalis, kuri netgi yra elektroninis mikroskopas atrodo vienalytis).

2. Pagrindinės eukariotinių ląstelių formos

Egzistuoti trys pagrindinės formos eukariotinės ląstelės: augalų ląstelės, grybų ląstelės ir gyvūnų ląstelės.

3 lentelė. Pagrindinės eukariotinių ląstelių formos

3. Prokariotinių ląstelių apibūdinimas

Vidutinis prokariotinių ląstelių dydis yra 5 mikronai. Jie neturi jokių vidinių membranų, išskyrus vidinių membranų išsikišimus ir plazmos membrana. Trūksta sluoksnių. Vietoj ląstelės branduolio yra jo ekvivalentas (nukleoidas), neturintis apvalkalo ir susidedantis iš vienos DNR molekulės. Be to, bakterijose gali būti DNR mažyčių plazmidžių pavidalu, panašių į eukariotų ekstranuklearinę DNR.

IN prokariotinės ląstelės gebančios fotosintezės (mėlynadumbliai, žalios ir purpurinės bakterijos), yra įvairios struktūros dideli membranos išsikišimai – tilakoidai, kurie savo funkcija atitinka eukariotų plastidus. Tie patys tilakoidai arba bespalvėse ląstelėse mažesni membranos (o kartais net ir pačios plazminės membranos) išsikišimai funkciškai pakeičia mitochondrijas. Kitos kompleksiškai diferencijuotos membranos iškyšos vadinamos mezosomomis; jų funkcija neaiški. Tik kai kurie organelės prokariotinės ląstelės yra homologiškos atitinkamoms eukariotų organelėms. Prokariotams būdingas murėjos maišelis - mechaniškai stiprus ląstelės sienelės elementas.

16 klausimas

1. Virusų apibūdinimas

Virusai yra neląsteliniai dariniai- labai mažos dalelės (virionai), susidedančios iš nukleino rūgšties (DNR arba RNR, vienos arba dvigrandos, naudojamos kaip genetinė medžiaga) ir baltymo apvalkalo, kartais turinčio lipidų.

Apvalkalas (kapsidas) yra sudarytas iš subvienetų (kapsomerų), susidedančių iš vienos ar kelių identiškų arba skirtingų polipeptidinių grandinių.

Virusai rūšiai būdingas ir dauginasi tik gyvose šeimininko ląstelėse. Yra bakterinių virusų (fagų), augalų virusų ir gyvūnų virusų. Už ląstelės šeimininkės ribų virionai nesikeičia ir nerodo jokių kitų gyvybės ženklų.

2. Viruso patekimas į šeimininką

IN šeimininko ląstelė prasiskverbia virionas arba tik jo nukleorūgštis. Čia tai nukleino rūgštis, naudojant replikacijos sistemą ir ląstelės-šeimininkės baltymų sintezės aparatą, dauginasi (replikuojasi) ir užtikrina viruso baltymų sintezę.

At virulentiški virusai susidarę virionai dėl ląstelių sunaikinimo išsiskiria palaipsniui arba visi iš karto. Vidutinio klimato faguose DNR gali būti įterpta į šeimininko ląstelės DNR kaip provirusas ir daugintis kartu su ja. Virionų susidarymas vyksta tik jį indukuojant įvairių veiksnių(švitinimas, cheminės medžiagos, padidėjusi temperatūra).

Virusai tarnauja patogenų, nes išsiskyrę jie sunaikina ląstelę-šeimininkę arba sukelia jos metabolizmo pažeidimą.

17 klausimas. Citoplazma. Ribosomos ir plazmidės

1. Citoplazmos sudėtis

Citoplazma yra tai, ką mes vadiname gyvu ląstelės turiniu be sluoksnių arba branduolio atitikmens. Citoplazma yra viskoelastinis tiksotropinis gelis.

Viskoelastinės savybės ir tiksotropija įmanomos tik tada, kai molekulės sudaro ištisinį tinklą, kuris gali suirti ir vėl atsirasti. Molekulinio tinklo sunaikinimas lemia skysčių savybių pasireiškimą, o jo atkūrimas – kietosioms medžiagoms būdingas savybes. Citoplazmoje elementai, kuriuos galima įpinti į tinklą, yra ilgi gijiniai mikrofilamentai iš aktino baltymo, kurį tikriausiai laiko kartu koks nors kitas baltymas. Kai šio baltymo molekulės suskaidomos, tinklas suyra (sol būsena). Dabar mikrofilamentai gali laisvai judėti, todėl atsiranda protoplazmos srautas, kurį galima rasti daugumoje ląstelių.

2. Citoplazminės matricos struktūra

Citoplazminėje matricoje tarp mikrofilamentų yra vienalytė (tiriant elektroniniu mikroskopu) medžiaga. Jį sudaro vanduo ir daug ištirpusių neorganinių ir organinių medžiagų, ypač fermentų ir kitų baltymų. Citoplazminė matrica tarnauja kaip daugelio tarpinių medžiagų apykaitos produktų difuzijos terpė, taip pat vieta, kur svarbiausia medžiagų apykaitos procesai pvz., glikolizė ir pentozės fosfato ciklas.

koncepcija "citozolis" reiškia homogenato frakciją, kuri nenusėda ultracentrifuguojant, kurioje yra citoplazminė matrica ir labai lengvos struktūros, pavyzdžiui, mikrofilamentai. Jis taip pat taikomas atitinkamai nepažeistų ląstelių daliai, nors ląstelėje matrica nėra zolis, o, kaip ir likusi citoplazmos dalis, yra viskoelastinis tiksotropinis gelis.

3. Ribosomų apibūdinimas

Ribosomos vykdo baltymų biosintezę ir taip realizuoja genetinę informaciją. Kiekvienoje ląstelėje yra dešimtys tūkstančių ar milijonų šių mažyčių, 20–30 nm dydžio, suapvalintų ribonukleoproteinų dalelės. Ribosoma susideda iš dviejų nelygių dalelių. Jie susidaro atskirai ir sujungiami į mRNR, kuri vyksta per ekscentriškai išdėstytą kanalą tarp dalelių ir teikia informaciją baltymų biosintezei. Šiuo atveju keletą ribosomų galima sujungti į siūlą panašia mRNR molekule į polisomą (poliribosomą), panašią į perlų virtinę.

Didesnis ribosomos randame eukariotinių ląstelių citoplazmoje. Kartu su mRNR jie gali būti susieti su endoplazminiu tinklu. Jų dalelės yra sintezuojamos ląstelės branduolys. Prokariotų ląstelės turi mažesnes ribosomas. Ribosomose itin daug magnio.

4. Plazmidės

Plazmidės – tai labai trumpos DNR dvigubos spiralės, išsidėsčiusios už genomo ribų, uždarytos žiedu (ilgis nuo kelių iki šimto tūkstančių bazinių porų), turinčios vieną ar daugiau genų, o kartais ir visai be genų. Daugeliu atvejų jie dauginasi nepriklausomai nuo likusios genetinės medžiagos ir dažnai pereina iš vienos ląstelės į kitą. Šiuo metu jų yra bakterijose ir mielėse, taip pat eukariotinių ląstelių mitochondrijose. Kai kurios bakterinės plazmidės gali būti įtrauktos į genomą ir vėl nuo jo atskirtos.

18 klausimas

1. Struktūra

Protoplazma ribota išorinė membrana- plazmolema ir turi vidinių membranų (endomembranų) sistemą. Mitochondrijas ir plastidus, kurie taip pat turi vidines membranas ir ląstelės branduolį, supa dvi membranos.

Membranos storis dažniausiai yra 6-12 nm. Membranos riboja uždarus įvairaus dydžio ir formos tūrius, tokius kaip pūslelės, suplotos ertmės ar ištisos ląstelės. Taigi, sudarydami kliūtį difuzijai, jie sudaro atskirus reakcijos tūrius (skyriai). Kita vertus, membranos gali selektyviai praleisti kai kurias medžiagas ir aktyviai pumpuoti kitas, o tai susiję su energijos suvartojimu. Manoma kiekviena membrana atskiria protoplazminę erdvę nuo neplazminės erdvės: plazmolemą nuo ląstelę supančios aplinkos, pūslelių membranas nuo neplazminio šių pūslelių turinio, abi branduolio apvalkalo membranas nuo tarp jų esančios neplazminės erdvės. .

membranos(išskyrus mitochondrijų ir plastidines membranas) yra naudojami ontogenezės procesuose ir gali transformuotis vienas į kitą (membranos srautas). Pavyzdžiui, Golgi aparato membranos susidaro iš endoplazminio tinklo, o pastarasis yra medžiaga plazmolemos regeneracijai.

2. Baltymai ir lipidai membranoje

Membranos yra dvimatis skystasis kristalas rutulinių baltymų tirpalai lipiduose. Struktūrinį membranų pagrindą sudaro lipidai, tarp kurių vyrauja fosfolipidai (pavyzdžiui, lecitinas), ir glikolipidai plastidinėse membranose. Baltymai membranose atlieka tam tikras funkcijas: tai, pavyzdžiui, fermentai arba transportavimo baltymai. Be to, membranose yra sterolių (gyvūnų, daugiausia cholesterolio), glikoproteinų ir kai kurių neorganinių druskų.

3. Pagrindinė membranų struktūra

Pagrindinė visų membranų struktūra yra du lygiagrečiai lipidų sluoksniai (bimolekulinis sluoksnis). Membraniniai lipidai – tai amfipatinės molekulės, turinčios hidrofobinę dalį (riebalų rūgščių ir sfingozino angliavandenilių liekanos) ir hidrofilinę dalį (fosfatą, choliną, komaminą, cukrų ir kt.). Tokios molekulės susidaro vandens paviršiuje vienasluoksnis sluoksnis. Vandeninėje aplinkoje ir ląstelėje susidaro bimolekuliniai sluoksniai: hidrofobinės įvairių molekulių dalys yra nukreiptos toliau nuo vandeninės aplinkos, t.y., viena kitos link, ir yra laikomos kartu stiprios hidrofobinės sąveikos bei silpnų van der Waalso jėgų. .

Taigi abiejų išorinių paviršių membranos yra hidrofilinės, o viduje – hidrofobinės. Kadangi hidrofilinės molekulių dalys sugeria elektronus, elektroniniame mikroskope jos matomos kaip du tamsūs sluoksniai.

4. Temperatūros poveikis membranai

At žemos temperatūros angliavandenilių likučiai sudaro kristalinės gardelės panašumą, o membranos pereina į gelio būseną. Esant fiziologinei temperatūrai, membranos yra skystos kristalinės būsenos: angliavandenilių likučiai sukasi aplink savo išilginę ašį ir difunduoja sluoksnio plokštumoje; rečiau šokinėja iš vieno sluoksnio į kitą nepažeidžiant stipraus hidrofobiniai ryšiai.

Periferinės membranos baltymai yra hidrofiliniai, nes jų rutulinės molekulės paviršiuje vyrauja hidrofilinės aminorūgštys (su polinėmis grupėmis). Jie yra santykinai laisvai surišti su hidrofiliniais membranų paviršiais daugiausia elektrostatinių jėgų, ty joninių jungčių, dėka.

Integraliniai membraniniai baltymai hidrofobiniai (bent iš dalies), nes jų molekulių paviršiuje daugiausia yra hidrofobinių aminorūgščių liekanų.

Šie baltymai hidrofobinėmis sąveikomis tvirtai fiksuojami hidrofobiniame membranos storyje, o hidrofilinės molekulių dalys išsikiša iš membranos į išorę. Kai kurie integralūs membraniniai baltymai, pavyzdžiui, lipidų molekulės, gali difuzinis membranos plokštumoje kiti yra nejudrūs.

Aprašyta skysta mozaika membranos struktūros modelis (Singer modelis) pakeitė ankstesnį Danieli modelį (be integruotų baltymų).

Dėl hidrofobinių sąveikų, įtraukus naujas molekules, membranos gali išsitempti (augti), o trūkus susidariusios briaunos vėl gali užsidaryti.

Membranos yra pusiau laidžios; jie turi turėti mažytes poras, pro kurias gali išsisklaidyti vanduo ir kitos mažos hidrofilinės molekulės. Tikriausiai tam naudojamos vidinės hidrofilinės vientisų membranų baltymų sritys arba skylės tarp gretimų integralinių baltymų (tunelio baltymai).

19 klausimas

1. Plazminių membranų charakteristikos

Šį vaidmenį atlieka plazmalema, kurios storis yra apie 8 nm kliūtis medžiagų difuzijai iš ląstelės; tai taip pat būtina augalų ląstelėms, nes ląstelės sienelė, kaip taisyklė, yra pralaidi. Į membraną įmontuotos transportavimo molekulės atlieka tam tikrų medžiagų pernešimą. Membraniniai fermentai priimami tik ribotas dalyvavimas metabolizme. Augaluose plazmolema dalyvauja keičiantis ląstelės sienelės komponentams, o nervinėse ląstelėse – impulsų laidumu.

Ląstelių dalijimosi metu dukterinės ląstelės gauna plazmos membraną iš pirminės ląstelės. Plazmolemai augant (susijusiai su ląstelių dalijimusi ir augimu) bei atsinaujinant ji susidaro iš Golgi pūslelių (membranos srautas).

plazmos membrana gyvūnų ląstelės iš išorės padengtos 10–20 nm storio polisacharidiniu sluoksniu – glikokaliksu. Šakotosios polisacharidų liekanos yra kovalentiškai susietos su baltymais ir sfingozino turinčiais lipidais. Polisacharidai daugiausia susideda iš galaktozės, manozės, fukozės, N-acetilgalaktozamino, N-acetilgliukozamino ir (galinėse vietose) sialo rūgšties liekanų. Sialo rūgštys vadinamos N-glikozil- ir N-acetilneuramino rūgštimis; neuramino rūgštis yra ciklinis manozės ir piruvato kondensatas.

Iš komponentų glikokaliksas Glikoproteinas glikoforinas eritrocitų membranose buvo gerai ištirtas. Jį sudaro 60% angliavandenių ir jis turi (kaip ir kiti gyvūnų ląstelių plazmos membranų glikoproteinai ir glikolipidai) specifinių kraujo grupių antigenų, taip pat vietų, kurios jungiasi. įvairių virusų ir lektinai.

Karboksilo galas polipeptidinė grandinė išsikiša iš membranos su savo viduje, ir su išorinė pusė yra amino galas su daugybe labai šakotų polisacharidų šoninių grandinių.

2. Plazminės membranos skirtumas prokariotinėse ląstelėse

Prokariotinių ląstelių plazminė membrana skiriasi tuo, kad joje yra elektronų nešėjų ir kvėpavimo grandinės fermentų kaip vientisų baltymų ir susidaro įvairių rūšių išsikišimai. Vienos iškyšos vykdo kvėpavimą, kitos – fotosintezę ir kvėpavimą. Bakterijų mezosomos yra sluoksniniai, vamzdiniai arba pūsliniai kūnai, gulintys membranų kišenėse. Vidinė mezosomų erdvė iš dalies bendrauja su ekstraląsteline aplinka. Mezosomos susidaro dėl sudėtingo invaginuotų membranos dalių sulankstymo ir susiliejimo. Jų funkcija nežinoma. Panašios struktūros buvo aprašytos melsvadumbliuose ir grybų ląstelėse (nors pastarosios yra eukariotinės).

20 klausimas. Endoplazminis tinklas (ER)

1. ER charakteristika

Vamzdinės arba sutankintos ER cisternos prasiskverbia per visą citoplazmą ir supa ląstelės branduolį, formuojant branduolinį apvalkalą.Į burbulą panašūs plėtiniai siekia 100 nm skersmens. Daugelis ar net visos cisternos yra sujungtos viena su kita ir su branduoliniu apvalkalu, o jų vidus susisiekia su perinuklearine erdve. Augaluose vamzdinės cisternos tęsiasi per ląstelės sienelę į kaimynines ląsteles (desmotubules desmosomose).

Talpyklos negalima pasirinkti iki galo, nes homogenizacijos metu jie sunaikinami iki mikrosomų – ​​ribosomos dydžio fragmentų. Biocheminė analizė ER dažniausiai atliekama mikrosomų preparatams.

Bako membranos turi storį apie 6 nm. Jų lipidai daugiausia yra glicerofosfatidai (90–95 %), ypač lecitinas (55 %).

2. Granuliuotas ER

granuliuotas (šiurkštus) ER yra tankiai išmargintas polisomų, o lygus (agranulinis) ER, daugiausia susidedantis iš vamzdinių elementų, su jomis nesusijęs. Tankūs granuliuoto ER cisternų sluoksniai - vadinamoji ergastoplazma - yra nudažyti pagrindiniais dažais dėl didelis kiekis nukleino rūgštys, todėl šių cisternų sankaupos matomos šviesos mikroskopu, ypač ląstelėse, kurios išskiria baltymus ( seilių liaukos ir kasa).

Granuliuota ER sintetinami tam tikri baltymai. Ribosomos, savo didelėmis dalelėmis prisitvirtinusios prie membranos, naujai susintetintas polipeptidines grandines sustumia į cisternas, iš kurių baltymai išsiskiria iš ląstelės, dažniausiai pasitelkiant lygiosios ER vamzdines cisternas.

3. Sklandus ER

Esant sklandžiam ER, vyksta įvairūs angliavandenių, riebalų rūgščių, riebalų, terpenoidų ir kitų medžiagų apykaitos etapai. Visų pirma, tai yra lipidų ir membraninių steroidų (cholesterolio) sintezės centras, taigi ir membranų tekėjimo, t.y. visos endomembranos ir plazminės membranos sistemos formavimosi ir regeneracijos, taškas. IN raumenų ląstelės ER paskambino čia sarkoplazminis tinklas, atlieka motorinę funkciją.

Sparčiai augančiose gyvūnų ląstelėse (embrioninėse, vėžinėse) citoplazmoje ir ląstelės branduolyje aptinkamos žiedinės membranos, savo struktūra panašios į branduolio membraną – trumpi ir plokšti izoliuoti dvigubos membranos fragmentai su poromis.

ER tankai gali „daugintis“ sintetindami savo konstrukciniai komponentai. Be to, jie, matyt, taip pat susidaro iš kitų membranų (pavyzdžiui, Golgi cisternų) arba dėl pūslelių, kurios atsiskiria nuo kitų ER dalių, susiliejimo.