6 głównych postanowień teorii komórki. teoria komórki

Ten typ ułożenia, w którym pentozy i fosforany są odsłonięte na zewnątrz, a zasady ukryte wewnątrz podwójnej helisy, odpowiada na zachowanie tych cząsteczek w środowisko wodne. Zasadniczo pentoza i fosforan są hydrofilowe, podczas gdy zasady są hydrofobowe. Ze względu na rotację cząsteczki każda para zasad ma obrót o 36º w stosunku do poprzedniej.

Dane te zostały uzyskane przez Rosalind Franklin i Maurice'a Wilkinsa, którzy zwrócili na nie uwagę Watsona i Cricka, gdy prowadzili swoje badania. Z ich pomocą próbowali złożyć trójwymiarową strukturę molekularną, która jest zgodna z właściwości chemiczne, zachowanie wody i geometrię tych bloków, a także wcześniejsze dane. Poznanie budowy tej molekuły, której przypisywano już rolę materiału genetycznego, było wynikiem przyspieszony wzrost biologii molekularnej, która wydarzyła się od tamtego czasu.

Pod koniec podziału komórki każda komórka potomna otrzymuje parę centrioli. Centriole dają początek rzęskom i wici, ruchomym wypustkom obecnym w niektórych typach komórek. otoczka jądrowa wspierane przez strukturę włókien pośrednich, blaszkę jądrową. Otoczka jądrowa ma częściowo zamknięte pory z kompleksem białkowym, porowatym kompleksem jądrowym. Poprzez te kompleksy działa kontrola substancji wchodzących do jądra lub opuszczających cytoplazmę. Wewnątrz jądra znajduje się sok jądrowy, który jest płynną częścią jądra, równoważną cytosolu.

Nukleotydy i kwasy nukleinowe. Niektóre części sekwencji genomu to geny; inne części to regiony międzygenowe. Geny obejmują fragmenty zawierające informacje potrzebne do wytworzenia białka. . Istnieją jednak strefy sygnalizacyjne w obrębie genów, które nie podlegają transkrypcji. Działają jak znaki interpunkcyjne, oznaczając początek i koniec genu. Chociaż regiony te nie są kopiowane, są niezbędne do transkrypcji reszty genu. Komórki regulują ekspresję swoich genów; nie dokonują transkrypcji i translacji wszystkich swoich genów w tym samym czasie.

Matryca lub „rusztowanie” utworzone przez białka przechodzi przez nukleoplazmę i wspiera chromatynę. Włókna chromatyny mają różne stopnie zginanie, co skutkuje bardziej zwartą strukturą. najwyższy stopień zginanie uzyskuje się podczas podziału komórki. Chromatyna prowadzi następnie do powstania struktur wyraźnie widocznych pod mikroskopem optycznym, chromosomów. Liczba i rodzaj chromosomów są stałe dla każdego gatunku; ludzkie komórki mieć 46 chromosomów. Jądro jest utworzone przez zbieżność kilku pętli chromatyny w sektorze nukleoplazmy.

Istnieją sekwencje w genomie, które działają jako regulatory. Są to regiony niekodujące, ponieważ nie niosą informacji potrzebnej do tworzenia innych cząsteczek lub transkrypcji, ale pełnią funkcję regulowania momentu i szybkości transkrypcji genów. Aby regulować transkrypcję, sekwencje regulatorowe muszą wiązać się z białkami regulatorowymi znanymi jako specyficzne czynniki transkrypcyjne. Sekwencje międzygenowe są sekwencjami niekodującymi.

Nigdy nie są przepisywane i chociaż istnieją różne hipotezy na temat ich znaczenia, ich funkcja jest nieznana. Wiele z nich to elementy transpozycyjne lub transpozycyjne, które mogą zmieniać pozycję w genomie. Stanowią około 50% ludzkiego genomu. wspólna sekwencja.

Z kolei białka z cytozolu gromadzą się w jąderku. Po zbudowaniu są kierowane do cytosolu. Jądro jest najbardziej widoczną strukturą w komórce, zarówno ze względu na swoją wielkość, jak i funkcję. Jądro jest niezbędne do utrzymania i reprodukcji komórek. Jeśli komórka traci jądro, szybko umiera. Nawet jeśli utrata jądra jest zaprogramowana jako część procesu dojrzewania, tak jak w przypadku erytrocytów, komórka przeżywa bardzo krótko i jest oczywiste, że nigdy się nie rozmnaża.

Kalia i wici to ruchome przedłużenia cytoplazmy pokryte błoną plazmatyczną, które występują w niektórych typach komórek. Kiliya - krótkie i liczne wyrostki; wici są przedłużeniami o większej długości i występuje jeden lub więcej na komórkę. W Ludzkie ciało jedynymi komórkami komórkowymi są plemniki. Wić tworzy ogon, który wpycha plemniki do nasienia i do żeńskich narządów płciowych. Jednakże, gdy komórki rzęsate są częścią tkanki, rzęski są wykorzystywane do generowania prądów środowisko.

Człowiek przedstawia komórki rzęskowe w nabłonku drogi oddechowe; tam ruch rzęsek powoduje przesunięcie w kierunku poza warstwa śluzu, w której uwięzione są cząsteczki, które dostają się do powietrza. W jajowody ruch rzęsek służy do przyciągania jaja uwolnionego z jajnika Jama brzuszna. Jednak struktura rzęsek i wici jest taka sama. Oba są otoczone przedłużeniem błona plazmatyczna, który przyjmuje nazwę axoleme. Wewnątrz znajduje się aksonem utworzony przez mikrotubule, które są ułożone w dziewięć obwodowych dubletów oraz parę centralnych mikrotubul.

Inne białka związane z mikrotubulami pomagają im w utrzymaniu tej charakterystycznej organizacji. Z każdego dubletu obwodowego dodatkowo dwa ramiona utworzone przez dyneinę rzęskową projektują w regularnych odstępach białko związane ze wspomnianą dyneiną cytoplazmatyczną działającą jako białko motoryczne. U podstawy rzęsek lub wici znajduje się ciało podstawowe utworzone przez dziewięć trojaczków jajowodów. Jego struktura jest znana jako 9 0. Struktura ciało podstawowe równa strukturze centrioli.

Centriole i ciała podstawowe mogą pochodzić od siebie. Kilia i wici wyrastają z ciała podstawowego. Natura i przepływ informacji genetycznej. Nukleotyd powstaje z połączenia trzech cząsteczek: zasady azotowej, pentozy i kwasu fosforowego. Nukleotydy należą do dwóch różne grupy, w zależności od rodzaju pentozy, którą zawierają: te zawierające rybozę to rybonukleotydy, a te zawierające dezoksyrybozę to dezoksyrybonukleotydy. Z kolei istnieją dwie grupy zasad azotowych: puryny, utworzone przez dwa pierścienie węgla i azotu oraz pirymidy, mniejsze niż poprzednie, ponieważ składają się z jednego pierścienia.

Zasady purynowe to adenina i guanina, a pirymidy to cytozyna, tymina i uracyl. Połączenie zasady azotowej z pentozą tworzy nukleozyd. Do tego można dodać 1, 2 lub 3 cząsteczki kwasu fosforowego. W ten sposób otrzymuje się nukleotydy, które nazywane są monofosforanem, difosforanem lub trifosforanem nukleozydu.

Wszystkie zaangażowane związki są wytwarzane w reakcjach kondensacji. Fosforany są połączone ze sobą wiązaniami bezwodnikowymi. Wiązania typu bezwodnika między grupami fosforanowymi są typu wysokoenergetycznego. Są tak nazwane, ponieważ przechowują więcej energii niż inne wiązania kowalencyjne. Dzieje się tak, ponieważ grupy fosforanowe mają tendencję do oddawania protonów poprzez otrzymywanie ładunki ujemne które się odpychają; dlatego, aby do nich dołączyć, należy pokonać siłę odpychania, to znaczy dostarczyć więcej energii.

I odwrotnie, gdy te wiązania ulegają hydrolizie, uwalniana jest energia. Dzięki powiązaniom z wysokiej energii difosforany i trifosforany nukleozydów są używane jako przekaźniki energii: przechowują lub oddają pewną ilość energii poprzez tworzenie lub hydrolizę jednego wiązania.

Oprócz tego, że służą jako półprodukty energetyczne wykonywane głównie przez rybonukleotydy adeninowe, wolne nukleotydy są składnikami koenzymów; jako takie wiążą się z pewnymi enzymami, dla których działania są niezbędne. Ale funkcja nukleotydów, którą zajmiemy się w tym rozdziale, polega na tym, że działają one jako monomery kwasów nukleinowych. Rybonukleotydy polimeryzują ze sobą, tworząc kwas rybonukleinowy, podczas gdy dezoksyrybonukleotydy polimeryzują, tworząc kwas dezoksyrybonukleinowy.

Reakcja polimeryzacji wymaga obecności trifosforanów nukleotydów jako substratów. Jednakże, gdy tworzy się wiązanie między dwoma nukleotydami, ten zawarty w łańcuchu traci dwa zewnętrzne fosforany. Zatem po utworzeniu polimerów składają się one z monofosforanowych łańcuchów nukleotydowych.

Nukleotydy są połączone ze sobą wiązaniami fosfodiestrowymi. Wiązania te powstają w reakcji grupy hydroksylowej przyłączonej do węgla w pozycji 3 rybozy pierwszego nukleotydu z grupą fosforanową przyłączoną do węgla w pozycji 5 nadchodzącego nukleotydu. Dlatego dwa końce łańcucha są różne: pierwszy nukleotyd łańcucha ma wolną grupę fosforanową w pozycji 5', podczas gdy ostatni ma wolną grupę hydroksylową w pozycji 3'.

Znajdują się w cytoplazmie. Kwas dezoksyrybonukleinowy. Nukleotydy tego samego łańcucha są połączone mostkami fosfodiestrowymi. Ponadto oba łańcuchy zderzają się ze swoimi zasadami, które tworzą między nimi mostki wodorowe. Pary zasad, które tworzą się, gdy zderzają się łańcuchy, nie robią tego przypadkowo, ale zawsze mają sparowane zasady pyrica i pyrimidica; dokładniej: adenina z tyminą i cytozyna z guaniną. To specyficzne parowanie występuje z dwóch powodów: dla uwięzienia sterycznego i dla składu podstawowego.

Dodając zasadę pirymidową, szerokość pary zasad i całej cząsteczki jest stała. Dzięki temu konstrukcja jest bardziej stabilna. Ponadto zarówno adenina i tymina z jednej strony, jak i cytozyna i guanina z drugiej strony mają podstawniki w odpowiednich pozycjach do tworzenia wiązań wodorowych. Między adeniną a tyminą tworzą się dwa wiązania wodorowe, a między cytozyną a guaniną trzy wiązania wodorowe. Ta zasada komplementarności zasad określa, że ​​podstawowy skład łańcucha jest absolutnie podporządkowany składowi drugiego łańcucha, który tworzy cząsteczkę; oba łańcuchy są komplementarne.

Jak zobaczymy, fakt ten jest niezbędny dla mechanizmów samopowielania i transkrypcji. Jeśli chodzi o kolejność podstaw łańcucha, nie ma ograniczeń: podstawy mogą występować w dowolnej kolejności. Dwie antyrównoległe i dopełniające się nici przybierają w przestrzeni prawoskrętną spiralną strukturę, tak jakby były owinięte wokół wyimaginowanego cylindra. Poręcz będzie reprezentowana przez poprzeczne osie łańcuchów, sekwencje pentozowe i fosforanowe połączone mostkami fosfodiestrowymi. Pomiędzy dwiema „szynami” par podstawowych znajdowałyby się stopnie prostopadłe do osi.

Tego typu układ, w którym pentozy i fosforany są odsłonięte na zewnątrz, a zasady schowane wewnątrz podwójnej helisy, jest odpowiedzią na zachowanie tych cząsteczek w środowisku wodnym. Zasadniczo pentoza i fosforan są hydrofilowe, podczas gdy zasady są hydrofobowe. Ze względu na rotację cząsteczki każda para zasad ma obrót o 36º w stosunku do poprzedniej.

Dane te zostały uzyskane przez Rosalind Franklin i Maurice'a Wilkinsa, którzy zwrócili na nie uwagę Watsona i Cricka, gdy prowadzili swoje badania. Z ich pomocą próbowali złożyć trójwymiarową strukturę molekularną, która jest zgodna z właściwościami chemicznymi, zachowaniem wody i geometrią tych bloków, a także z wcześniejszymi danymi. Poznanie budowy tej molekuły, sprowadzonej już do roli materiału genetycznego, było konsekwencją przyspieszonego rozwoju biologii molekularnej, jaki nastąpił od tamtego czasu.

Pod koniec podziału komórki każda komórka potomna otrzymuje parę centrioli. Centriole dają początek rzęskom i wici, ruchomym wypustkom obecnym w niektórych typach komórek. Błona jądrowa jest podtrzymywana przez strukturę włókien pośrednich, blaszkę jądrową. Otoczka jądrowa ma częściowo zamknięte pory z kompleksem białkowym, porowatym kompleksem jądrowym. Poprzez te kompleksy działa kontrola substancji wchodzących do jądra lub opuszczających cytoplazmę. Wewnątrz jądra znajduje się sok jądrowy, który jest płynną częścią jądra, równoważną cytosolu.

Nukleotydy i kwasy nukleinowe. Niektóre części sekwencji genomu to geny; inne części to regiony międzygenowe. Geny obejmują fragmenty zawierające informacje potrzebne do wytworzenia białka. . Istnieją jednak strefy sygnalizacyjne w obrębie genów, które nie podlegają transkrypcji. Działają jak znaki interpunkcyjne, oznaczając początek i koniec genu. Chociaż regiony te nie są kopiowane, są niezbędne do transkrypcji reszty genu. Komórki regulują ekspresję swoich genów; nie dokonują transkrypcji i translacji wszystkich swoich genów w tym samym czasie.

Matryca lub „rusztowanie” utworzone przez białka przechodzi przez nukleoplazmę i wspiera chromatynę. Włókna chromatyny mają różne stopnie zgięcia, co skutkuje bardziej zwartą strukturą. Najwyższy stopień zgięcia uzyskuje się podczas podziału komórki. Chromatyna prowadzi następnie do powstania struktur wyraźnie widocznych pod mikroskopem optycznym, chromosomów. Liczba i rodzaj chromosomów są stałe dla każdego gatunku; ludzkie komórki mają 46 chromosomów. Jądro jest utworzone przez zbieżność kilku pętli chromatyny w sektorze nukleoplazmy.

Istnieją sekwencje w genomie, które działają jako regulatory. Są to regiony niekodujące, ponieważ nie niosą informacji potrzebnej do tworzenia innych cząsteczek lub transkrypcji, ale pełnią funkcję regulowania momentu i szybkości transkrypcji genów. Aby regulować transkrypcję, sekwencje regulatorowe muszą wiązać się z białkami regulatorowymi znanymi jako specyficzne czynniki transkrypcyjne. Sekwencje międzygenowe są sekwencjami niekodującymi.

Nigdy nie są przepisywane i chociaż istnieją różne hipotezy na temat ich znaczenia, ich funkcja jest nieznana. Wiele z nich to elementy transpozycyjne lub transpozycyjne, które mogą zmieniać pozycję w genomie. W ludzkim genomie stanowią około 50% całej sekwencji.

Z kolei białka z cytozolu gromadzą się w jąderku. Po zbudowaniu są kierowane do cytosolu. Jądro jest najbardziej widoczną strukturą w komórce, zarówno ze względu na swoją wielkość, jak i funkcję. Jądro jest niezbędne do utrzymania i reprodukcji komórek. Jeśli komórka traci jądro, szybko umiera. Nawet jeśli utrata jądra jest zaprogramowana jako część procesu dojrzewania, tak jak w przypadku erytrocytów, komórka przeżywa bardzo krótko i jest oczywiste, że nigdy się nie rozmnaża.

Kalia i wici to ruchome przedłużenia cytoplazmy pokryte błoną plazmatyczną, które występują w niektórych typach komórek. Kiliya - krótkie i liczne wyrostki; wici są przedłużeniami o większej długości i występuje jeden lub więcej na komórkę. W ludzkim ciele jedynymi komórkami komórkowymi są plemniki. Wić tworzy ogon, który wpycha plemniki do nasienia i do żeńskich narządów płciowych. Jednakże, gdy komórki rzęsate są częścią tkanki, rzęski są wykorzystywane do generowania prądów w środowisku.

Osoba prezentuje komórki rzęskowe w nabłonku dróg oddechowych; tam ruch rzęsek powoduje przemieszczenie na zewnątrz warstwy śluzu, gdzie uwięzione są cząsteczki, które dostają się do powietrza. W jajowodach ruch rzęsek służy do przyciągania jaja uwolnionego z jajnika do jamy brzusznej. Jednak struktura rzęsek i wici jest taka sama. Oba są otoczone przedłużeniem błony plazmatycznej, która przyjmuje nazwę aksolemu. Wewnątrz znajduje się aksonem utworzony przez mikrotubule, które są ułożone w dziewięć obwodowych dubletów oraz parę centralnych mikrotubul.

Inne białka związane z mikrotubulami pomagają im w utrzymaniu tej charakterystycznej organizacji. Z każdego dubletu obwodowego dodatkowo dwa ramiona utworzone przez dyneinę rzęskową projektują w regularnych odstępach białko związane ze wspomnianą dyneiną cytoplazmatyczną działającą jako białko motoryczne. U podstawy rzęsek lub wici znajduje się ciało podstawowe utworzone przez dziewięć trojaczków jajowodów. Jego struktura jest znana jako 9 0. Struktura ciała podstawowego jest równa budowie centrioli.

Centriole i ciała podstawowe mogą pochodzić od siebie. Kilia i wici wyrastają z ciała podstawowego. Natura i przepływ informacji genetycznej. Nukleotyd powstaje z połączenia trzech cząsteczek: zasady azotowej, pentozy i kwasu fosforowego. Nukleotydy należą do dwóch różnych grup, w zależności od rodzaju zawartej w nich pentozy: te zawierające rybozę to rybonukleotydy, a te zawierające dezoksyrybozę to dezoksyrybonukleotydy. Z kolei istnieją dwie grupy zasad azotowych: puryny, utworzone przez dwa pierścienie węgla i azotu oraz pirymidy, mniejsze niż poprzednie, ponieważ składają się z jednego pierścienia.

Zasady purynowe to adenina i guanina, a pirymidy to cytozyna, tymina i uracyl. Połączenie zasady azotowej z pentozą tworzy nukleozyd. Do tego można dodać 1, 2 lub 3 cząsteczki kwasu fosforowego. W ten sposób otrzymuje się nukleotydy, które nazywane są monofosforanem, difosforanem lub trifosforanem nukleozydu.

Wszystkie zaangażowane związki są wytwarzane w reakcjach kondensacji. Fosforany są połączone ze sobą wiązaniami bezwodnikowymi. Wiązania typu bezwodnika między grupami fosforanowymi są typu wysokoenergetycznego. Są tak nazwane, ponieważ przechowują więcej energii niż inne wiązania kowalencyjne. Dzieje się tak, ponieważ grupy fosforanowe mają tendencję do oddawania protonów, uzyskując ładunki ujemne, które odpychają się nawzajem; dlatego, aby do nich dołączyć, należy pokonać siłę odpychania, to znaczy dostarczyć więcej energii.

I odwrotnie, gdy te wiązania ulegają hydrolizie, uwalniana jest energia. Ze względu na obecność wiązań wysokoenergetycznych difosforany i trifosforany nukleozydów są wykorzystywane jako nośniki energii: magazynują lub oddają pewną ilość energii poprzez utworzenie lub hydrolizę jednego wiązania.

Oprócz tego, że służą jako półprodukty energetyczne wykonywane głównie przez rybonukleotydy adeninowe, wolne nukleotydy są składnikami koenzymów; jako takie wiążą się z pewnymi enzymami, dla których działania są niezbędne. Ale funkcja nukleotydów, którą zajmiemy się w tym rozdziale, polega na tym, że działają one jako monomery kwasów nukleinowych. Rybonukleotydy polimeryzują ze sobą, tworząc kwas rybonukleinowy, podczas gdy dezoksyrybonukleotydy polimeryzują, tworząc kwas dezoksyrybonukleinowy.

Reakcja polimeryzacji wymaga obecności trifosforanów nukleotydów jako substratów. Jednakże, gdy tworzy się wiązanie między dwoma nukleotydami, ten zawarty w łańcuchu traci dwa zewnętrzne fosforany. Zatem po utworzeniu polimerów składają się one z monofosforanowych łańcuchów nukleotydowych.

Nukleotydy są połączone ze sobą wiązaniami fosfodiestrowymi. Wiązania te powstają w reakcji grupy hydroksylowej przyłączonej do węgla w pozycji 3 rybozy pierwszego nukleotydu z grupą fosforanową przyłączoną do węgla w pozycji 5 nadchodzącego nukleotydu. Dlatego dwa końce łańcucha są różne: pierwszy nukleotyd łańcucha ma wolną grupę fosforanową w pozycji 5', podczas gdy ostatni ma wolną grupę hydroksylową w pozycji 3'.

Znajdują się w cytoplazmie. Kwas dezoksyrybonukleinowy. Nukleotydy tego samego łańcucha są połączone mostkami fosfodiestrowymi. Ponadto oba łańcuchy zderzają się ze swoimi zasadami, które tworzą między nimi mostki wodorowe. Pary zasad, które tworzą się, gdy zderzają się łańcuchy, nie robią tego przypadkowo, ale zawsze mają sparowane zasady pyrica i pyrimidica; dokładniej: adenina z tyminą i cytozyna z guaniną. To specyficzne parowanie występuje z dwóch powodów: dla uwięzienia sterycznego i dla składu podstawowego.

Dodając zasadę pirymidową, szerokość pary zasad i całej cząsteczki jest stała. Dzięki temu konstrukcja jest bardziej stabilna. Ponadto zarówno adenina i tymina z jednej strony, jak i cytozyna i guanina z drugiej strony mają podstawniki w odpowiednich pozycjach do tworzenia wiązań wodorowych. Między adeniną a tyminą tworzą się dwa wiązania wodorowe, a między cytozyną a guaniną trzy wiązania wodorowe. Ta zasada komplementarności zasad określa, że ​​podstawowy skład łańcucha jest absolutnie podporządkowany składowi drugiego łańcucha, który tworzy cząsteczkę; oba łańcuchy są komplementarne.