Komórka każdego organizmu jest kompletna żyjący system. Składa się z trzech nierozerwalnie połączonych części: błony, cytoplazmy i jądra. Powłoka komórkowa bezpośrednio oddziałuje ze środowiskiem zewnętrznym i oddziałuje z sąsiednimi komórkami (w organizmach wielokomórkowych).
Błona komórkowa. Błona komórkowa ma złożoną strukturę. Składa się z warstwy zewnętrznej i błony plazmatycznej znajdującej się pod spodem. Komórki zwierzęce i roślinne różnią się budową warstwy zewnętrznej. U roślin, podobnie jak u bakterii, niebiesko-zielonych alg i grzybów, na powierzchni komórek znajduje się gęsta błona lub ściana komórkowa. W większości roślin składa się z błonnika. Ściana komórkowa pełni niezwykle ważną rolę: jest zewnętrzną ramką, ochronną powłoką. Poprzez Ściana komórkowa przepuszcza wodę, sole, wiele substancji organicznych.
Zewnętrzna warstwa powierzchni komórek zwierzęcych, w przeciwieństwie do ścian komórkowych roślin, jest bardzo cienka i elastyczna. Nie jest widoczny pod mikroskopem świetlnym i składa się z różnych polisacharydów i białek. Warstwa powierzchniowa komórek zwierzęcych nazywana jest glikokaliksem.
Glycocalyx pełni przede wszystkim funkcję bezpośredniego łączenia komórek zwierzęcych ze środowiskiem zewnętrznym, ze wszystkimi otaczającymi je substancjami. Mając niewielką grubość (mniej niż 1 mikron), zewnętrzna warstwa komórki zwierzęcej nie pełni roli wspierającej, co jest charakterystyczne dla ścian komórkowych roślin. Tworzenie glikokaliksu, a także ścian komórkowych roślin, następuje z powodu żywotnej aktywności samych komórek.
Membrana plazmowa. Pod glikokaliksem i ścianą komórkową roślin znajduje się błona plazmatyczna (łac. „membrana” - skóra, błona), granicząca bezpośrednio z cytoplazmą. Grubość błony plazmatycznej wynosi około 10 nm, badanie jej struktury i funkcji jest możliwe tylko za pomocą mikroskopu elektronowego.
Błona plazmatyczna zawiera białka i lipidy. Ułożone są w uporządkowany sposób i połączone ze sobą oddziaływaniami chemicznymi. Według współczesnych koncepcji cząsteczki lipidów w błonie komórkowej są ułożone w dwóch rzędach i tworzą ciągłą warstwę. Cząsteczki białek nie tworzą ciągłej warstwy, znajdują się w warstwie lipidowej, zanurzając się w nią na różnych głębokościach.
Cząsteczki białek i lipidów są ruchome, co zapewnia dynamikę błony plazmatycznej.
Błona plazmatyczna pełni wiele ważnych funkcji, których zazdrości żywotna aktywność komórek. Jedną z tych funkcji jest to, że tworzy barierę oddzielającą wewnętrzną zawartość komórki od otoczenie zewnętrzne. Ale istnieje ciągła wymiana substancji między komórkami a środowiskiem zewnętrznym. Woda, różne sole w postaci pojedynczych jonów, cząsteczki nieorganiczne i organiczne dostają się do komórki ze środowiska zewnętrznego. Dostają się do komórki przez bardzo cienkie kanały błony plazmatycznej. Produkty powstałe w komórce są uwalniane do środowiska zewnętrznego. Transport substancji jest jedną z głównych funkcji błony plazmatycznej. Produkty przemiany materii, a także substancje syntetyzowane w komórce, są usuwane z komórki przez błonę plazmatyczną. Należą do nich różnorodne białka, węglowodany, hormony, które są wytwarzane w komórkach różnych gruczołów i są wydalane do środowiska pozakomórkowego w postaci małych kropel.
Komórki tworzące różne tkanki (nabłonkowe, mięśniowe itp.) U zwierząt wielokomórkowych są ze sobą połączone błona plazmatyczna. Na styku dwóch komórek membrana każdej z nich może tworzyć fałdy lub wyrostki, które nadają połączeniom szczególną siłę.
Połączenie komórek roślinnych zapewnia tworzenie cienkich kanałów wypełnionych cytoplazmą i ograniczonych błoną plazmatyczną. Poprzez takie kanały przechodzące przez błony komórkowe, z jednej komórki do drugiej, składniki odżywcze, jony, węglowodany i inne związki.
Na powierzchni wielu komórek zwierzęcych, na przykład różnych nabłonków, znajdują się bardzo małe cienkie wyrostki cytoplazmy pokrytej błoną komórkową - mikrokosmkami. Największa liczba mikrokosmków znajduje się na powierzchni komórek jelitowych, gdzie zachodzi intensywne trawienie i wchłanianie strawionego pokarmu.
Fagocytoza. Duże cząsteczki substancji organicznych, takich jak białka i polisacharydy, cząstki pokarmu, bakterie dostają się do komórki przez fagocyty (gr. „phageo” - pożerać). Błona plazmatyczna jest bezpośrednio zaangażowana w fagocyt. W miejscu, w którym powierzchnia komórki styka się z cząsteczką jakiejś gęstej substancji, membrana ugina się, tworzy zagłębienie i otacza cząsteczkę, która w „pakiecie membranowym” zatapia się w komórce. Powstaje wakuola trawienna i substancje organiczne, które dostały się do komórki, są w niej trawione.
Cytoplazma. Cytoplazma, oddzielona od środowiska zewnętrznego przez błonę plazmatyczną, jest wewnętrznym półpłynnym środowiskiem komórek. Cytoplazma komórek eukariotycznych zawiera jądro i różne organelle. Jądro znajduje się w centralnej części cytoplazmy. Zawiera również różnorodne inkluzje - produkty aktywności komórkowej, wakuole, a także najmniejsze rurki i włókna, które tworzą szkielet komórki. Białka dominują w składzie głównej substancji cytoplazmy. Główne procesy metaboliczne zachodzą w cytoplazmie, która łączy jądro i wszystkie organelle w jedną całość, zapewnia ich interakcję, aktywność komórki jako jednego integralnego żywego systemu.
Retikulum endoplazmatyczne. Cała wewnętrzna strefa cytoplazmy jest wypełniona licznymi małymi kanałami i wnękami, których ściany są błonami o strukturze podobnej do błony plazmatycznej. Kanały te rozgałęziają się, łączą ze sobą i tworzą sieć zwaną retikulum endoplazmatycznym.
Retikulum endoplazmatyczne ma niejednorodną strukturę. Znane są dwa jego rodzaje - ziarnisty i gładki. Na membranach kanałów i wnęk sieci ziarnistej znajduje się wiele małych okrągłych ciał - rybosomów, które nadają membranom szorstki wygląd. Błony retikulum endoplazmatycznego gładkiego nie mają na swojej powierzchni rybosomów.
Retikulum endoplazmatyczne spełnia wiele różnych funkcji. Główną funkcją ziarnistej retikulum endoplazmatycznego jest udział w syntezie białek, która odbywa się w rybosomach.
Na błonach gładkiej retikulum endoplazmatycznego syntetyzowane są lipidy i węglowodany. Wszystkie te produkty syntezy gromadzą się w kanałach i jamach, a następnie są transportowane do różnych organelli komórkowych, gdzie są konsumowane lub gromadzone w cytoplazmie jako wtręty komórkowe. Retikulum endoplazmatyczne łączy główne organelle komórki.
Rybosomy. Rybosomy znajdują się w komórkach wszystkich organizmów. Są to mikroskopijne ciała o zaokrąglonym kształcie i średnicy 15-20 nm. Każdy rybosom składa się z dwóch cząstek o różnych rozmiarach, małych i dużych.
Jedna komórka zawiera wiele tysięcy rybosomów, znajdują się one albo na błonach ziarnistej retikulum endoplazmatycznego, albo leżą swobodnie w cytoplazmie. Rybosomy składają się z białek i RNA. Funkcją rybosomów jest synteza białek. Synteza białek - trudny proces, który jest wykonywany nie przez jeden rybosom, ale przez całą grupę, obejmującą nawet kilkadziesiąt połączonych rybosomów. Ta grupa rybosomów nazywana jest polisomem. Zsyntetyzowane białka są najpierw gromadzone w kanałach i jamach retikulum endoplazmatycznego, a następnie transportowane do organelli i obszarów komórki, gdzie są konsumowane. Retikulum endoplazmatyczne i znajdujące się na jego błonach rybosomy stanowią pojedynczy aparat do biosyntezy i transportu białek.
mitochondria. Cytoplazma większości komórek zwierzęcych i roślinnych zawiera małe ciała (0,2-7 mikronów) - mitochondria (greckie „mitos” - nić, „chondrion” - ziarno, granulka).
Mitochondria są wyraźnie widoczne w mikroskopie świetlnym, za pomocą którego można zobaczyć ich kształt, położenie, policzyć liczbę. Wewnętrzną strukturę mitochondriów badano za pomocą mikroskopu elektronowego. Powłoka mitochondriów składa się z dwóch błon - zewnętrznej i wewnętrznej. Błona zewnętrzna jest gładka, nie tworzy fałd i wypustek. Przeciwnie, błona wewnętrzna tworzy liczne fałdy, które są skierowane do jamy mitochondriów. Fałdy błony wewnętrznej nazywane są cristae (łac. „crista” - grzebień, wyrostek) Liczba cristae nie jest taka sama w mitochondriach różne komórki. Może ich być od kilkudziesięciu do kilkuset, a szczególnie wiele cristae występuje w mitochondriach aktywnie funkcjonujących komórek, na przykład komórek mięśniowych.
Mitochondria nazywane są „elektrowniami” komórek, ponieważ ich główną funkcją jest synteza trójfosforanu adenozyny (ATP). Kwas ten syntetyzowany jest w mitochondriach komórek wszystkich organizmów i jest uniwersalnym źródłem energii niezbędnej do realizacji procesów życiowych komórki i całego organizmu. Nowe mitochondria powstają w wyniku podziału już istniejących mitochondriów w komórce.
Plastydy. Plastydy znajdują się w cytoplazmie wszystkich komórek roślinnych. W komórkach zwierzęcych nie ma plastydów. Istnieją trzy główne rodzaje plastydów: zielony - chloroplasty; czerwony, pomarańczowy i żółty - chromoplasty; bezbarwny - leukoplasty.
Chloroplast. Te organelle znajdują się w komórkach liści i innych organów roślin zielonych, a także w różnych algach. Wielkość chloroplastów wynosi 4-6 mikronów, najczęściej mają owalny kształt. Na Wyższe rośliny w jednej komórce jest zwykle kilkadziesiąt chloroplastów. Zielony kolor chloroplasty zależy od zawartości w nich barwnika chlorofilowego. Chloroplast to główne organelle komórek roślinnych, w których zachodzi fotosynteza, czyli tworzenie substancji organicznych (węglowodanów) z substancji nieorganicznych (CO2 i H2O) przy wykorzystaniu energii światła słonecznego.
Chloroplasty są strukturalnie podobne do mitochondriów. Chloroplast jest oddzielony od cytoplazmy dwiema błonami - zewnętrzną i wewnętrzną. zewnętrzna męmbrana gładka, bez fałd i narośli, a wewnętrzna tworzy wiele pofałdowanych narośli skierowanych do wnętrza chloroplastu. Dlatego duża liczba membran koncentruje się wewnątrz chloroplastu, tworząc specjalne struktury - grana. Są ułożone jak stos monet.
Cząsteczki chlorofilu znajdują się w błonach gran, ponieważ to tutaj zachodzi fotosynteza. ATP jest również syntetyzowany w chloroplastach. Pomiędzy wewnętrznymi błonami chloroplastu znajduje się DNA, RNA i rybosomy. W związku z tym w chloroplastach, a także w mitochondriach, dochodzi do syntezy białka niezbędnego do działania tych organelli. Chloroplasty rozmnażają się przez podział.
Chromoplasty znajdują się w cytoplazmie komórek różnych części roślin: w kwiatach, owocach, łodygach, liściach. Obecność chromoplastów wyjaśnia żółty, pomarańczowy i czerwony kolor koron kwiatów, owoców, jesiennych liści.
Leukoplasty znajdują się w cytoplazmie komórek niezabarwionych części roślin, na przykład w łodygach, korzeniach, bulwach. Kształt leukoplasty jest zróżnicowany.
Chloroplasty, chromoplasty i leukoplasty są zdolne do wzajemnego przejścia w komórce. Tak więc, gdy owoce dojrzewają lub liście zmieniają kolor jesienią, chloroplasty zamieniają się w chromoplasty, a leukoplasty mogą zamienić się w chloroplasty, na przykład, gdy bulwy ziemniaka stają się zielone.
Aparat Golgiego. W wielu komórkach zwierzęcych, takich jak komórki nerwowe, przybiera postać złożonej sieci zlokalizowanej wokół jądra. W komórkach roślin i pierwotniaków aparat Golgiego jest reprezentowany przez pojedyncze ciała w kształcie sierpa lub pręta. Struktura tego organoidu jest podobna w komórkach organizmów roślinnych i zwierzęcych, pomimo różnorodności jego kształtu.
Skład aparatu Golgiego obejmuje: wnęki ograniczone membranami i rozmieszczone w grupach (po 5-10); duże i małe pęcherzyki znajdujące się na końcach wnęk. Wszystkie te elementy tworzą jeden kompleks.
Aparat Golgiego pełni wiele ważnych funkcji. Poprzez kanały retikulum endoplazmatycznego transportowane są do niej produkty syntetycznej aktywności komórki - białka, węglowodany i tłuszcze. Wszystkie te substancje najpierw się gromadzą, a następnie dostają do cytoplazmy w postaci dużych i małych pęcherzyków i są albo wykorzystywane w samej komórce podczas jej aktywności życiowej, albo usuwane z niej i wykorzystywane w organizmie. Na przykład w komórkach trzustki ssaków syntetyzowane są enzymy trawienne, które gromadzą się w jamach organoidu. Następnie tworzą się pęcherzyki wypełnione enzymami. Są wydalane z komórek do przewodu trzustkowego, skąd przepływają do jamy jelitowej. Inną ważną funkcją tego organoidu jest to, że na jego błonach syntetyzowane są tłuszcze i węglowodany (polisacharydy), które są wykorzystywane w komórce i są częścią błon. Dzięki aktywności aparatu Golgiego następuje odnowa i wzrost błony plazmatycznej.
Lizosomy. Są to małe okrągłe ciała. Każdy lizosom jest oddzielony od cytoplazmy błoną. Wewnątrz lizosomu znajdują się enzymy rozkładające białka, tłuszcze, węglowodany, kwasy nukleinowe.
Lizosomy zbliżają się do cząstki pokarmu, która dostała się do cytoplazmy, łączą się z nią i powstaje jedna wakuola trawienna, wewnątrz której znajduje się cząsteczka pokarmu otoczona enzymami lizolu. Substancje powstałe w wyniku trawienia cząsteczki pokarmu dostają się do cytoplazmy i są wykorzystywane przez komórkę.
Posiadając zdolność aktywnego trawienia składników odżywczych, lizosomy biorą udział w usuwaniu części komórek, całych komórek i narządów, które obumierają w procesie życiowej aktywności. Tworzenie nowych lizosomów zachodzi w komórce w sposób ciągły. Enzymy zawarte w lizosomach, podobnie jak inne białka, są syntetyzowane na rybosomach cytoplazmy. Następnie enzymy te wchodzą kanałami retikulum endoplazmatycznego do aparatu Golgiego, w których jamach powstają lizosomy. W tej formie lizosomy wchodzą do cytoplazmy.
Centrum komórkowe. W komórkach zwierzęcych organoid znajduje się w pobliżu jądra, które nazywa się centrum komórki. Główna część centrum komórkowego składa się z dwóch małych ciał - centrioli, znajdujących się na niewielkim obszarze zagęszczonej cytoplazmy. Każda centriola ma kształt walca o długości do 1 µm. Centriole odgrywają ważną rolę w podziale komórek; biorą udział w tworzeniu wrzeciona rozszczepienia.
Inkluzje komórkowe. DO inkluzje komórkowe obejmują węglowodany, tłuszcze i białka. Wszystkie te substancje gromadzą się w cytoplazmie komórki w postaci kropel i ziaren o różnej wielkości i kształcie. Są okresowo syntetyzowane w komórce i wykorzystywane w procesie metabolicznym.
Rdzeń. Każda komórka jednokomórkowych i wielokomórkowych zwierząt, a także roślin zawiera jądro. Kształt i rozmiar jądra zależy od kształtu i wielkości komórek. Większość komórek ma jedno jądro, a takie komórki nazywane są jednojądrzastymi. Istnieją również komórki posiadające dwa, trzy, kilkadziesiąt, a nawet setki jąder. Są to komórki wielojądrzaste. Sok jądrowy jest substancją półpłynną, która jest pod otoczka jądrowa i reprezentuje środowisko wewnętrzne jądra. Jądro przechowuje informacje o strukturze genetycznej komórki i steruje jej procesami życiowymi.
Skład chemiczny komórki. substancje nieorganiczne.
Skład atomowy i molekularny komórki. Mikroskopijna komórka zawiera kilka tysięcy substancji biorących udział w różnych reakcjach chemicznych. Procesy chemiczne zachodzące w komórce są jednym z głównych warunków jej życia, rozwoju i funkcjonowania.
Wszystkie komórki organizmów zwierzęcych i roślinnych, a także mikroorganizmy mają podobny skład chemiczny, co wskazuje na jedność świata organicznego.
Ściana komórkowa- element strukturalny komórki roślinnej, położony wzdłuż jej obwodu, poza plazmalemmą. Chroni protoplast i pomaga zachować kształt komórki. Błona komórkowa została odkryta wcześniej niż inne elementy komórki i u zarania rozwoju anatomii roślin poświęcono jej więcej uwagi niż innym strukturom komórkowym. Potem zainteresowanie jej badaniami zmalało. Jednak w XXI wieku, dzięki rozwojowi nowych metod unieszkodliwiania odpadów poprodukcyjnych drewna, wykorzystaniu celulozy, ligniny w gospodarce narodowej i medycynie, a także pojawieniu się nowych zaawansowanych metod badawczych, zainteresowanie naukowców do badania błony komórkowej ponownie wzrosła. Zwracanie uwagi na jego chemię i strukturę w naszym kursie to zadanie zawodowe. W toku technologii zakładowej, badającej warunki ekstrakcji substancji biologicznie czynnych z surowców roślinnych, niezbędne jest posiadanie informacji o fizyczno-chemicznym charakterze błony komórkowej, jej chemii, w celu określenia stopnia rozdrobnienia surowca materiałów i innych czynników wpływających na proces wydobycia.
Morfologia ściany komórkowej. Błona komórkowa składa się z błony pierwotnej (1), wtórnej (2) i blaszki środkowej (3), która skleja sąsiednie komórki (ryc. 19). Powłoka pierwotna jest bardzo elastyczna, cienka. Jest w stanie wielokrotnie rozciągać i zwiększać objętość komórki. Utrzymuje się przez całe życie komórek tkanki edukacyjnej. Obecność błony wtórnej jest cechą komórek stałych wyspecjalizowanych tkanek. Są to żywe komórki miąższowe liścia, korzenia, łodygi, są to komórki naskórka liścia itp. Przeszły etap różnicowania i mają dobrze określoną morfologię. Martwe komórki, które pełnią funkcje mechaniczne i przewodzące (włókna drzewne, naczynia, tracheidy) mają również wtórną strukturę i chemicznie zmodyfikowaną błonę komórkową. Komórki merystematyczne komunikują się przez porowate małe perforacje, a żywe wyspecjalizowane komórki przez proste pory (niepogrubione obszary błony pierwotnej, obszary, w których nie ma błony wtórnej) za pomocą plazmodesmy. Powłoka wtórna jest gwałtownie przerywana na krawędziach komory porowej, której średnica nie zmienia się na całej grubości powłoczki wtórnej. Pory tego typu nazywane są prostymi (ryc. 21, 22). W elementach przewodzących wodę - naczyniach i tracheidach - membrana wtórna często wisi nad komorą w formie sklepienia, tworząc granicę. Takie pory nazywane są porami frędzlowymi (ryc. 20, 21, 23). Torus i elastyczna strefa brzeżna zapewniają automatyczne działanie ograniczonego pora.
Skład chemiczny i budowa błony komórkowej. Skład błony komórkowej obejmuje celulozę [(Cb H 10 O 5) n] x, hemicelulozę (C 6 H 10 O 5) n, substancje pektynowe (C 6 H 10 O 7) n i białka. Skład pierwotnej otoczki zawiera 5% celulozy, 30% hemicelulozy, 40% pektyn i 12% białek. W powłoce wtórnej 80-90% głównej substancji strukturalnej celulozy.
Celuloza- polimeryczny węglowodan. Jego cząsteczka składa się z 1000 cząsteczek glukopiranozy (bezwodnika glukozy). Jest chemicznie obojętną substancją krystaliczną. Nie jest niszczony przez kwasy, zasady i enzymy. Cząsteczki celulozy nie widać nawet pod mikroskopem elektronowym. Łącząc się ze sobą do 100 cząsteczek tworzą micele - włókienka elementarne. Ich średnica wynosi około 100 A. Micele są już utrwalone za pomocą mikroskopu elektronowego. Łącząc się w wiązki, micele tworzą mikrofibryle. Są to nici o grubości do 250A. Zawierają około 2000 cząsteczek celulozy. Mikrofibryle łączą się w podłużne pasma makrofibryli, które osiągają szerokość 0,4 μm i zawierają około 500 000 cząsteczek celulozy. Powłoka wtórna włókna łykowego zawiera 2 000 000 000 cząsteczek celulozy (ryc. 24, 25).
Hemiceluloza- heterogenna grupa polisacharydów. Należą do nich ksylany, manany, galaktany i glukany. Jest łatwiej rozpuszczalny w roztworach alkalicznych i łatwiej hydrolizowany w rozcieńczonych kwasach. Kiedy kartka papieru jest traktowana stężonym H 2 SO 4, a następnie myta wodą, na jej powierzchni tworzy się amyloid (hemiceluloza) - substancja o konsystencji pasty, która tworzy na powierzchni wodoodporny film. Na tej właściwości opiera się zasada uzyskiwania pergaminu.
substancje pektynowe. Blisko spokrewnione z hemicelulozami, ale różnią się rozpuszczalnością. Występują w trzech postaciach: protopektyny, pektyny i kwasu pektynowego. Jest polimerem kwasów uronowych, są to amorficzne substancje koloidalne, plastyczne i silnie hydrofilowe.
Nie tylko blaszka środkowa składa się z substancji pektynowych, ale wraz z celulozą są częścią pierwotnej skorupy.
Ilość pektyn w błonach komórkowych komórek miąższowych (miazgi) jabłka wynosi do 25%, buraków do 30%, ziemniaków - 14%, owoców cytrusowych - do 50%.
Pektyny w dużym stopniu mogą zmieniać się w galaretowatą masę, dlatego są szeroko stosowane w przemyśle spożywczym i medycynie. Pektyny z jabłek, buraków, rabarbaru itp. to produkt dietetyczny, stosowany jako lek wypłukujący substancje toksyczne z organizmu.
Wiewiórki. W białku znajdującym się w błonie komórkowej aż 22,5% hydroksyproliny. Sądząc po obecności hydroksyproliny, białko błon komórkowych jest zbliżone do białka szkieletowego zwierząt - kolagenu. Obserwacje włączania proliny znakowanej węglem wykazały, że prolina znakowana jest szybko włączana do błon komórkowych, przekształcając się w hydroksyprolinę.
Struktura błony pektocelulozowej komórki roślinnej jest włóknista. Pomiędzy włókienkami celulozy znajduje się część amorficzna, składająca się z substancji pektynowych i hemiceluloz. Pomiędzy nimi znajdują się białka strukturalne, które decydują o stabilności włókienek celulozy. Wolne przestrzenie znajdują się w matrycy amorficznej. W muszli jest ich około 8%. Są niezbędnym elementem w budowie błon komórkowych, a szczególnie dobrze rozwijają się w błonie komórkowej włośników. Ściany jamy wyposażone są w aktywne enzymy, takie jak oksydazy askorbiny. Wolne przestrzenie biorą udział w transporcie wody z korzenia do tkanek liścia i innych organów (transport bierny) (ryc. 26).
Tworzenie ściany komórkowej związane z procesem cytokinezy (podziału komórkowego) komórek somatycznych. W komórce w telofazie płytka komórkowa zaczyna tworzyć się w środku komórki. Jest to półpłynna warstwa w postaci kropelek, bąbelków, oddzielona od struktur aparatu Golgiego. Płytka komórkowa jest barwiona barwnikami zasadowymi (błękitem metylenowym), co wskazuje na obecność substancji pektynowych pełniących rolę matrycy w procesie syntezy przyszłej błony pierwotnej. Jeszcze przed pełnym kontaktem płytki komórkowej z fragmosomem w płytce komórkowej można wyróżnić trzy warstwy: środkową płytkę i dwie jasne wąskie krawędzie - błony pierwotne. Plazmalemma dwóch komórek potomnych jest również pochodną aparatu Golgiego.
Dalszy wzrost skorupy przebiega na długość poprzez wprowadzenie cząsteczek celulozy i innych elementów składowych między istniejące. Następuje proces rozciągania, tj. wzrostu poprzez wprowadzenie wgłobienia. Jest to charakterystyczne dla muszli pierwotnych. Wzrost grubości skorupy odbywa się poprzez sukcesywne osadzanie się celulozy i innych składników i nazywa się apozycją, tj. wzrost nakładkowy. Ten rodzaj wzrostu jest charakterystyczny dla tworzenia muszli wtórnych. Powłoka pierwotna charakteryzuje się elastycznością, wtórna - elastycznością.
Modyfikacje ściany komórkowej(lignifikacja, korkowanie, kutynizacja, wyszczuplanie, mineralizacja). Lignifikacja zachodzi w wyniku nasycenia błon komórkowych ligniną (polifenol, C 57 H 60 O 10). Główny element konstrukcyjny ligniną jest alkohol oksyhydrokoniferylowy, którego prekursorem są hemicelulozy lub substancje pektynowe. Tarcica zaczyna się od płyty środkowej. Przy słabym lignizacji komórka zachowuje swoją żywotną aktywność, silnemu lignizacji towarzyszy jej śmierć (tchawice, naczynia). Lignifikacja zapewnia wytrzymałość ściany komórkowej.
Korkowanie polega na pojawieniu się warstwy suberyny pomiędzy warstwami membrany wtórnej lub pomiędzy płytką środkową a membraną wtórną. Komórki korkowe są nieprzepuszczalne dla wody i powietrza, szybko obumierają i zamieniają się w warstwę ochronną (warstwa korkowa na powierzchni młodych pędów drzew) (ryc. 27)
Kutynizacja polega na odkładaniu się na zewnętrznej powierzchni błony komórkowej substancji tłuszczopodobnej kutyny, która tworzy błonę zwaną naskórkiem. Pełni funkcję ochronną przed nadmiernym parowaniem wody. Pokrywa powierzchnię naskórka liścia, łodygi i owocu.
Śluz można zaobserwować na naskórku lnu, dyni, nasion arbuza, w liściach i korzeniach roślin okopowych, gdzie występuje śluz błon komórkowych komórek miąższowych. Powstaje w wyniku przemiany celulozy, skrobi i innych składników węglowodanowych w węglowodany o większej masie cząsteczkowej - śluz zawierający do 90% pentozanów. Pod względem właściwości fizycznych różnią się one od skrobi całkowitą rozpuszczalnością, a od pektyn brakiem właściwości żelujących. Odchudzanie przyczynia się do zachowania wilgoci i lepszego kiełkowania nasion, ochrony roślin przed działaniem nagłych wahań temperatury, przed przegrzaniem. Śluzy mają szereg właściwości leczniczych – zmniejszają kwaśność soku żołądkowego oraz stosowane są przy nieżytach błon śluzowych przewodu pokarmowego i podrażnieniach górnych dróg oddechowych. Polisacharydy z tej grupy wykazują właściwości radioprotekcyjne, wzmacniają odporność.
Mineralizację obserwuje się u wielu roślin, ale jest ona szczególnie wyraźna w skrzypach. W tym przypadku osadzają się sole wapnia (CaCO 3) i inne pierwiastki popiołu, a także z powodu inkrustacji SiO 2 (y skrzypy).
POWŁOKA KOMÓRKOWA(syn.: błona plazmatyczna, plazmolemma) - błona lipoproteinowa oddzielająca cytoplazmę komórki od środowisko.
U ludzi i zwierząt ok. to elementarna błona składająca się z podwójnej warstwy lipidowej pokrytej cząsteczkami białka (patrz Błony biologiczne). Większość błon komórkowych ma szerokość ok. 6-10 nm. Składnik białkowy O. to. (stanowiący ok. 60% suchej masy) jest reprezentowany przez białko fibrylarne o dużej masie cząsteczkowej (białko strukturalne). Składnik lipidowy średnio ok. 40% suchej masy, Ch. arr. fosfolipidy (lecytyna, cholesterol). Ponadto struktura O. do. obejmuje szereg enzymów (5 "-nukleotydaza, fosfomonoesteraza, kwaśna RNaza, fosfatazy alkalicznej i Mg-zależna ATP-aza), które odgrywają ważną rolę w realizacji aktywnego transportu jonów przez O. do. Na powierzchni komórek zwierzęcych zlokalizowane są różne wyspecjalizowane struktury. Wolna powierzchnia O. to. jest pokryta mikrokosmkami, z których może tworzyć się naskórek (nabłonek jelitowy) i zasadowa granica (nabłonek kanalików nerkowych). Połączenia sąsiednich powierzchni komórki są wykonywane przez formację inny rodzaj styki: tworząc fałdy, które wchodzą w siebie (inter-digitation), scalając zewnętrzne warstwy O. to. (strefa zamykająca, styki ciasne – zonula occludens) i styki pośrednie (zonula adhaerens). W najtrudniejszych przypadkach kontakty sąsiednich powierzchni są przeprowadzane przez wyspecjalizowane struktury metaplazmatyczne - desmosomy (patrz). U bezkręgowców zewnętrzne warstwy O. mogą się łączyć z. W tym przypadku powstają prawdziwe mosty (desmosomy z przegrodami). W komórkach nabłonkowych na powierzchni podstawnej pojawiają się liczne fałdy, wystające do cytoplazmy (błędnik podstawny).
Jedna z głównych funkcji komórki jest związana z błoną komórkową - przepuszczalność (patrz), dzięki przecięciu, wymianie substancji z otoczeniem i utrzymaniu fiziolu, w komórce zachodzi homeostaza (patrz). Transport substancji przez O. do w tym przypadku odbywa się poprzez pasywny transfer (dyfuzję) i transfer wbrew gradientowi stężenia - transport aktywny, który wymaga kosztów energii (patrz Transport jonów). Oprócz tego istnieją inne mechanizmy wchłaniania przez komórkę zarówno substancji gęstych (patrz Fagocytoza), jak i płynnych (patrz Pinocytoza).
O. to. ma specjalny system receptorów (patrz), zdolny do wychwytywania zmian w środowisku i wpływu niektórych fizjologicznie aktywnych cząsteczek (hormonów, mediatorów itp.), Które powodują odpowiedź komórkową. Działanie wielu hormonów odbywa się poprzez zmianę aktywności enzymu związanego z receptorami komórkowymi, cyklazy adenylanowej. Cyklaza adenylanowa katalizuje syntezę cyklicznego kwasu adenozynomonofosforowego (cAMP), który jest bezpośrednim przekaźnikiem działania hormonu na procesy wewnątrzkomórkowe. Mechanizm działania neuroprzekaźników na komórkę jest podobny. Zdolność komórek do aktywność silnika, tworzenie pseudopodiów i falujących błon (blaszkowate wyrostki cytoplazmy, które wytwarzają ruchy oscylacyjne) itp. Procesy niszczenia i syntezy O. do. częstym zjawiskiem przy absorpcji (endocytozie) i alokacji (egzocytozie) obcych substancji oraz przy wydzielaniu i wydalaniu fiziolu.
Błona komórkowa roślin ma szereg specyficznych cech, które ją odróżniają komórka zwierzęca. Cytoplazma komórki roślinnej jest otoczona błoną plazmatyczną podobną do błony komórki zwierzęcej. Jednak na zewnątrz znajduje się również system błon - pierwszorzędowych, drugorzędowych i trzeciorzędowych, tworzących gęstą ścianę komórkową. Substancja międzykomórkowa, łącząca błony sąsiednich komórek, zapewnia tkankom wysoką stabilność. W okresie wzrostu komórka roślinna otoczony pierwotną skorupą, co nie zapobiega jego powiększaniu się. Ta skorupa ma niewielką grubość i zawiera głównie polisacharydy - celulozę, hemicelulozę i pektynę. W komórkach, które przestały rosnąć w wyniku osadzania się różne substancje(lignina, suberyna, kutyny, różne sole mineralne) pojawi się dodatkowa powłoka. Ma znaczną grubość i może być poddany lignifikacji lub korkowi. Jej wewnętrzna warstwa, sąsiadująca z plazmalemmą, jest czasami wyróżniana jako skorupa trzeciorzędowa. Przez ścianę komórkową przechodzą kanaliki plazmatyczne, za pomocą których połączona jest cytoplazma sąsiednich komórek, następuje przenoszenie podrażnień i ruch substancji plastycznych między komórkami.
Bibliografia: Vasiliev Yu. M. i Malenkov A. G. Powierzchnia komórkowa i reakcje komórkowe, L., 1968, bibliogr.; JI Eninger A. Biochemistry, tłum. z angielskiego, M., 1976; T r i N do iw z J. Od komórek do ciał, pas z angielskim. z angielskiego, M., 1972; Troshin A. S. Problem przepuszczalności komórek, M. - JI., 1956, bibliogr.; Finean J., Colman R. i Mi-chel R. Błony i ich funkcje w komórce, przeł. z angielskiego, M., 1977; Q u inn P. J. Biologia molekularna błon komórkowych, L., 1976; Robertson JD Ultrastruktura błon komórkowych i ich pochodne, w: Struktura i funkcja składników subkomórkowych, wyd. do widzenia. M. Crook, str. 3, Cambridge, 1959.