Eukarióta sejt, fő szerkezeti komponensek, felépítésük és funkcióik: organellumok, citoplazma, zárványok. Prokarióta és eukarióta sejtek Az eukarióta szervezetek funkciói

Olvassuk az információkat .

Sejt- komplex rendszer, amely a felszíni apparátus három szerkezeti és funkcionális alrendszeréből, a citoplazmából az organellumokkal és a sejtmagból áll.

Eukarióták(nukleáris) - sejtek, amelyek a prokariótáktól eltérően kialakult sejtmaggal rendelkeznek, amelyet a citoplazmától egy nukleáris membrán korlátoz.

Az eukarióta sejtek közé tartoznak az állatok, az emberek, a növények és a gombák sejtjei.

Az eukarióta sejtek szerkezete

Autolízis(autolízis) - az élő sejtek és szövetek önfeloldása saját hidrolitikus enzimjeik hatására, amelyek elpusztítják a szerkezeti molekulákat. A szervezetben élettani folyamatok során fordul elő: metamorfózis, autotómia, halál után is.

Xantofill- növényi pigment, amely sárga és barna színt ad a növényi részeknek (sárga levelek, piros sárgarépa, paradicsom). A karotinoidok csoportjába tartozik.

karotinoidok- növényi pigmentek csoportja - nagy molekulatömegű szénhidrogének. Felhalmozódnak a kloroplasztiszokban és főleg a kromoplasztokban. Ebbe a csoportba tartoznak a karotinok és a xantofillok; az utóbbiak közül a legelterjedtebb a zeaxantin, a kapxantin, a xantin, a likopin és a lutein. Vegyen részt a fotoszintézis folyamatában, energiát nyeljen el a napspektrum kék részéből; Virágokat, gyümölcsöket, magvakat, gyökereket, ősszel pedig leveleket színeznek.

Szöveti turgor- élő sejtben belső hidrosztatikus nyomás, ami feszültséget okoz a sejtmembránban.

Mitotikus orsó(osztódási orsó) - olyan szerkezet, amely az eukarióta sejtekben a nukleáris osztódás (mitózis) során keletkezik. Nevét alakjának egy orsóhoz való homályos hasonlósága miatt kapta.

Citoszkeleton- élő sejt citoplazmájában elhelyezkedő sejtváz vagy váz. Mind az eukarióták, mind a prokarióták minden sejtjében jelen van. Mikrotubulusokból és mikrofilamentumokból képződik. Megőrzi a sejt alakját és mozgását.

Fagocitózis- olyan folyamat, amelyben a vér- és szövetsejtek (fagociták) felfogják és megemésztik a fertőző betegségek kórokozóit és az elhalt sejteket.

A fagociták a sejtek általános neve: a vérben - szemcsés leukociták (granulociták), szövetekben - makrofágok. A folyamatot I. I. Mechnikov fedezte fel 1882-ben.

A fagocitózis a szervezet egyik védekező reakciója.

Pinocytosis- 1. folyadék felfogása a benne lévő anyagokkal a sejtfelszín által. 2. a makromolekulák felszívódásának és intracelluláris pusztulásának folyamata. A nagy molekulatömegű vegyületek sejtbe való behatolásának egyik fő mechanizmusa, különösen a fehérjék és a szénhidrát-fehérje komplexek.

Használt könyvek:

1.Biológia: teljes kézikönyv az egységes államvizsgára való felkészüléshez. / G.I. Lerner. - M.: AST: Astrel; Vladimir; VKT, 2009

2.Biológia: tankönyv. általános műveltség 11. évfolyamos tanulói számára. Intézmények: Alapfok / Szerk. prof. I. N. Ponomareva. - 2. kiadás, átdolgozva. - M.: Ventana-Graf, 2008.

3.Biológia egyetemekre jelentkezőknek. Intenzív tanfolyam / G.L.Bilich, V.A.Kryzhanovsky. - M.: Onyx Kiadó, 2006.

4. Általános biológia: tankönyv. 11. osztály számára Általános oktatás intézmények / V.B.Zakharov, S.G.Sonin. - 2. kiadás, sztereotípia. - M.: Túzok, 2006.

5. Biológia. Általános biológia. 10-11. osztály: tankönyv. általános műveltségre intézmények: alapszint / D. K. Belyaev, P. M. Borodin, N. N. Vorontsov és mások, szerk. D. K. Beljajeva, G. M. Dymshitsa; Ross. akad. Tudományok, Ross. akad. oktatás, kiadó "Enlightenment". - 9. kiadás - M.: Oktatás, 2010.

6. Biológia: tankönyv / kézikönyv / A.G. Lebegyev. M.: AST: Astrel. 2009.

7. Biológia. Az általános középiskola teljes kurzusa: tankönyv iskolásoknak és jelentkezőknek / M.A. Valovaya, N.A. Sokolova, A.A. Kamensky. - M.: Vizsga, 2002.

Felhasznált internetes források:

Wikipédia. Sejtszerkezet

Az eukarióta sejtek jellemzői

Az eukarióta sejt átlagos mérete körülbelül 13 mikron. A sejtet a belső membránok különböző kompartmentekre (reakcióterekre) osztják. Háromféle organellum világosan elhatárolja a protoplazma (citoplazma) többi részétől két membránból álló héj: a sejtmag, a mitokondriumok és a plasztidok. A plasztidok elsősorban a fotoszintézist, a mitokondriumok pedig az energiatermelést szolgálják. Minden réteg tartalmaz DNS-t, mint genetikai információ hordozóját.

Citoplazma különféle organellumokat tartalmaz, köztük riboszómákat, amelyek a plasztidokban és a mitokondriumokban is megtalálhatók. Minden organellum a mátrixban található.

A prokarióta sejtek jellemzői

A prokarióta sejtek átlagos mérete 5 mikron. A belső membránnyúlványokon és a plazmamembránon kívül nincs más belső membránjuk. A sejtmag helyett egy nukleoid van, amely héjtól mentes, és egyetlen DNS-molekulából áll. Ezenkívül a baktériumok DNS-t tartalmazhatnak apró plazmidok formájában, hasonlóan az eukarióták extranukleáris DNS-éhez.

BAN BEN prokarióta sejtek, fotoszintézisre képes (kék-zöld algák, zöld és lila baktériumok), vannak változatos szerkezetű nagy membránnyúlványok - tilakoidok, melyek funkciójukban megfelelnek az eukarióták plasztidjainak A prokariótákra jellemző a muréna zsák jelenléte - a a sejtfal mechanikailag erős eleme.

Az eukarióta sejt alapvető összetevői. Felépítésük és funkcióik.

Héj szükségszerűen plazmamembránt tartalmaz. Rajta kívül a növényeknek és gombáknak sejtfaluk, az állatoknak pedig glikokalixuk van.

A növényekben és a gombákban vannak protoplaszt– a sejt teljes tartalma, kivéve a sejtfalat.

Citoplazma a sejt belső félfolyékony környezete. Hialoplazmából, zárványokból és organellumokból áll. A citoplazma exoplazmát (kérgi réteg, közvetlenül a membrán alatt fekszik, nem tartalmaz organellákat) és endoplazmát (a citoplazma belső része) tartalmaz.

Hyaloplasma(citoszol) a citoplazma fő anyaga, nagyméretű szerves molekulák kolloid oldata, amely biztosítja a sejt összes összetevőjének összekapcsolását

Alapvető anyagcsere-folyamatok mennek végbe benne, például glikolízis.

Zárványok- Ezek a cella opcionális összetevői, amelyek a cella állapotától függően megjelenhetnek és eltűnhetnek. Például: zsírcseppek, keményítőszemcsék, fehérjeszemcsék.

Organoidok Van membrán és nem membrán.

A membránszervecskék egymembránúak (EPS, AG, lizoszómák, vakuolák) ill. kettős membrán(plasztiszok, mitokondriumok).

NAK NEK nem membrán az organellumok közé tartoznak a riboszómák és a sejtközpont.

Az eukarióta sejt szervei, szerkezetük és funkcióik.

Endoplazmatikus retikulum- egymembrán organellum. Ez egy olyan membránrendszer, amely „ciszternákat” és csatornákat képez, amelyek egymáshoz kapcsolódnak, és egyetlen belső teret határolnak le - az EPS üregeket. Kétféle EPS létezik: 1) érdes, felületén riboszómákat tartalmazó, és 2) sima, amelynek membránjai nem hordoznak riboszómákat.

Funkciók: 1) anyagok szállítása a sejt egyik részéből a másikba, 2) a sejt citoplazmájának kompartmentekre ("kompartmentekre") való felosztása, 3) szénhidrátok és lipidek szintézise (sima ER), 4) fehérjeszintézis (durva ER)

Golgi készülék- egymembrán organellum. Kiszélesedett szélű, lapított „ciszternák” halmokból áll. Hozzájuk kapcsolódik egy kis egymembrán hólyagok (Golgi-vezikulák) rendszere. Mindegyik verem általában 4-6 „tankból” áll, a Golgi-készülék szerkezeti és funkcionális egysége, és ezt diktioszómának nevezik.

A Golgi-készülék funkciói: 1) fehérjék, lipidek, szénhidrátok felhalmozódása, 2) fehérjék, lipidek, szénhidrátok „becsomagolása” membrán vezikulákba, 4) fehérjék, lipidek, szénhidrátok szekréciója, 5) szénhidrátok és lipidek szintézise, ​​6) lizoszómák képződésének helye .

Lizoszómák- egymembrán organellumok. Kis buborékok, amelyek hidrolitikus enzimeket tartalmaznak. Az enzimek a durva ER-en szintetizálódnak, és a Golgi-készülékbe kerülnek, ahol módosulnak, és membránvezikulákba csomagolják őket, amelyek a Golgi-készüléktől való elválasztás után maguk is lizoszómákká válnak. Az anyagok enzimek segítségével történő lebontását lízisnek nevezzük.

A lizoszómák funkciói: 1) szerves anyagok intracelluláris emésztése, 2) szükségtelen sejtes és nem sejtes struktúrák elpusztítása, 3) részvétel a sejtújjászervezési folyamatokban.

Vacuolák- az egymembrán organellumok szerves és szervetlen anyagok vizes oldatával töltött „tartályok”, a növényi vakuolumot kitöltő folyadékot sejtnedvnek nevezzük.

A vakuólum funkciói: 1) víz felhalmozódása és tárolása, 2) víz-só anyagcsere szabályozása, 3) turgornyomás fenntartása, 4) vízben oldódó metabolitok, tartalék tápanyagok felhalmozása, 5) virágok és gyümölcsök színezése, ezáltal a beporzók és magszórók vonzása.

Mitokondriumok két membrán korlátozza. A mitokondriumok külső membránja sima, a belső számos redőt képez - cristas. A Cristae növeli a belső membrán felületét, amelyen az ATP molekulák szintézisében részt vevő multienzim rendszerek találhatók. A mitokondriumok belső tere tele van mátrixszal. A mátrix körkörös DNS-t, specifikus mRNS-t, prokarióta típusú riboszómákat és Krebs-ciklus enzimeket tartalmaz.

A mitokondriumok funkciói: 1) ATP szintézis, 2) szerves anyagok oxigén lebontása.

Plasztidok csak a növényi sejtekre jellemző. A plasztidoknak három fő típusa van: leukoplasztok - színtelen plasztiszok a növény színtelen részeinek sejtjeiben, kromoplasztok - színes plasztiszok, általában sárga, piros és narancssárga, kloroplasztok - zöld plasztiszok.

Kloroplasztok. A magasabb rendű növények sejtjeiben a kloroplasztiszok bikonvex lencse alakúak. A kloroplasztokat két membrán határolja. A külső membrán sima, a belső összetett, hajtogatott szerkezetű. A legkisebb redőt tilakoidnak nevezik. A tilakoidok egy csoportját, amelyek úgy vannak elrendezve, mint egy érmehalmaz, gránának nevezzük. A tilakoid membránok fotoszintetikus pigmenteket és enzimeket tartalmaznak, amelyek biztosítják az ATP szintézist. A fő fotoszintetikus pigment a klorofill, amely meghatározza a kloroplasztiszok zöld színét.

A kloroplasztiszok belső tere ki van töltve stroma. A stroma körkörös DNS-t, riboszómákat, Calvin-ciklus enzimeket és keményítőszemcséket tartalmaz.

Kloroplaszt funkció: fotoszintézis.

A leukoplasztok funkciója: tartalék tápanyagok szintézise, ​​felhalmozódása és tárolása.

Kromoplasztok. A stroma körkörös DNS-t és pigmenteket - karotinoidokat - tartalmaz, amelyek sárga, piros vagy narancssárga színt adnak a kromoplasztoknak.

A kromoplasztok funkciói: színezi a virágokat és a gyümölcsöket, és ezáltal vonzza a beporzókat és a magvak szétszóródását.

Riboszómák- nem membrán organellumok, körülbelül 20 nm átmérőjű. A riboszómák két alegységből állnak - nagy és kicsi. A riboszómák kémiai összetétele fehérjék és rRNS. Az rRNS-molekulák a riboszóma tömegének 50-63%-át teszik ki, és alkotják szerkezeti vázát. A fehérje bioszintézis során a riboszómák önállóan „dolgozhatnak”, vagy komplexekké – poliriboszómákká (poliszómák) – egyesülhetnek. ) . Az ilyen komplexekben egyetlen mRNS-molekula köti őket egymáshoz. Az alegységek teljes riboszómává való kombinációja a citoplazmában történik, általában a fehérje bioszintézis során.

A riboszómák funkciói: polipeptid lánc összeállítása (fehérjeszintézis).

Citoszkeleton mikrotubulusok és mikrofilamentumok alkotják. A mikrotubulusok hengeres, el nem ágazó szerkezetek. A fő kémiai komponens a tubulin fehérje. A mikrotubulusokat a kolhicin elpusztítja. A mikrofilamentumok az aktin fehérjéből készült filamentumok. A mikrotubulusok és mikrofilamentumok komplex szövedékeket alkotnak a citoplazmában.

A citoszkeleton funkciói: 1) a sejt alakjának meghatározása, 2) az organellumok támogatása, 3) az orsó kialakítása, 4) a sejtmozgásokban való részvétel, 5) a citoplazmatikus áramlás megszervezése.

Sejtközpont két centriolt és egy centroszférát foglal magában. A centriol egy henger, amelynek falát három összeolvadt mikrotubulus kilenc csoportja alkotja. A centriolok párban egyesülnek, ahol egymásra merőlegesen helyezkednek el. A sejtosztódás előtt a centriolák ellentétes pólusokra váltanak, és mindegyikük közelében megjelenik egy-egy leány centriól. Osztódási orsót alkotnak, amely hozzájárul a genetikai anyag egyenletes eloszlásához a leánysejtek között.

Funkciók: 1) a kromoszómák sejtpólusokhoz való divergenciájának biztosítása mitózis vagy meiózis során, 2) a citoszkeleton szerveződési központja.

Eukarióta sejtek a legegyszerűbb élőlényektől a magasabbrendű növények és emlősök sejtjeiig a szerkezet összetettsége és sokfélesége különbözteti meg őket. Tipikus Eukarióta sejt nem létezik, de több ezer sejttípusból azonosíthatók a közös jellemzők. Minden egyes Eukarióta sejt citoplazmából és sejtmagból áll.

Szerkezet Eukarióta sejt.

Plasmalemma(sejtmembrán) az állati sejtek kívülről 10-20 nm vastag glikokalix réteggel borított membránból áll. Plasmalemma határoló, gát, szállító és receptor funkciókat lát el. A szelektív permeabilitás tulajdonsága miatt a plazmalemma szabályozza a sejt belső környezetének kémiai összetételét. A plazmalemma receptormolekulákat tartalmaz, amelyek szelektíven felismernek bizonyos biológiailag aktív anyagokat (hormonokat). Rétegekben és rétegekben a szomszédos sejteket összetartják a különböző típusú érintkezők jelenléte miatt, amelyeket a plazmalemma speciális szerkezetű szakaszai képviselnek. A kortikális réteg belülről szomszédos a membránnal citoplazma vastagsága 0,1-0,5 mikron.

Citoplazma. A citoplazma számos olyan kialakult struktúrát tartalmaz, amelyek a sejt életének különböző időszakaiban rendszeres szerkezeti és viselkedési jellemzőkkel rendelkeznek. Ezen struktúrák mindegyikének sajátos funkciója van. Innen ered az egész szervezet szerveivel való összehasonlításuk, ezért kapták a nevet sejtszervecskék, vagy organoidok. Különféle anyagok rakódnak le a citoplazmában - zárványok (glikogén, zsírcseppek, pigmentek). A citoplazmát membránok hatják át endoplazmatikus retikulum.

Endoplazmatikus retikulum (EDR). Az endoplazmatikus retikulum csatornák és üregek elágazó hálózata a sejt citoplazmájában, amelyet membránok alkotnak. A csatornák membránján számos enzim található, amelyek biztosítják a sejt létfontosságú tevékenységét. Kétféle EMF membrán létezik - sima és durva. Membránokon sima endoplazmatikus retikulum Vannak enzimrendszerek, amelyek részt vesznek a zsír- és szénhidrátanyagcserében. Fő funkció durva endoplazmikus retikulum- fehérjeszintézis, amely a membránokhoz kapcsolódó riboszómákban megy végbe. Endoplazmatikus retikulum- ez az általános intracelluláris keringési rendszer, melynek csatornáin keresztül az anyagok a sejten belül és sejtről sejtre szállítódnak.

Riboszómák ellátja a fehérjeszintézis funkcióját. A riboszómák 15-35 nm átmérőjű gömb alakú részecskék, amelyek 2 különböző méretű alegységből állnak, és körülbelül azonos mennyiségű fehérjét és RNS-t tartalmaznak. A citoplazmában található riboszómák az endoplazmatikus retikulum membránjainak külső felületén helyezkednek el, vagy ahhoz kapcsolódnak. A szintetizált fehérje típusától függően a riboszómák komplexekké kombinálhatók - poliriboszómák. A riboszómák minden sejttípusban jelen vannak.

Golgi komplexus. Fő szerkezeti elem Golgi komplexus egy sima membrán, amely lapított ciszternákból vagy nagy vakuolákból vagy kis hólyagokból álló csomagokat képez. A Golgi komplex ciszternái az endoplazmatikus retikulum csatornáihoz kapcsolódnak. Az endoplazmatikus retikulum membránjain szintetizálódó fehérjék, poliszacharidok, zsírok a komplexbe szállítódnak, struktúráiban kondenzálódnak és váladék formájában „becsomagolják”, felszabadulásra készen, vagy élete során magában a sejtben hasznosulnak.

Mitokondriumok. A mitokondriumok univerzális eloszlása ​​az állat- és növényvilágban jelzi annak fontos szerepét mitokondriumok egy ketrecben játszik. Mitokondriumok gömb alakú, ovális és hengeres testűek, és lehetnek fonalasok. A mitokondriumok mérete 0,2-1 mikron átmérőjű, legfeljebb 5-7 mikron hosszúságú. A fonalas formák hossza eléri a 15-20 mikront. A különböző szövetek sejtjeiben a mitokondriumok száma nem azonos, több van belőlük, ahol intenzívek a szintetikus folyamatok (máj), vagy magas az energiaköltség. A mitokondriális fal 2 membránból áll - külső és belső. A külső membrán sima, és a septa - gerincek vagy cristae - a belső membránból az organoidba nyúlnak. A cristae membránjai számos enzimet tartalmaznak, amelyek részt vesznek az energia-anyagcserében. A mitokondriumok fő funkciója - ATP szintézis.

Lizoszómák- körülbelül 0,4 µm átmérőjű kis ovális testek, amelyeket egy háromrétegű membrán vesz körül. A lizoszómák körülbelül 30 enzimet tartalmaznak, amelyek képesek lebontani a fehérjéket, nukleinsavakat, poliszacharidokat, lipideket és más anyagokat. Az anyagok enzimek segítségével történő lebontását ún lízis, ezért kapta az organoid nevét lizoszóma. Úgy gondolják, hogy a lizoszómák a Golgi komplex szerkezetéből vagy közvetlenül az endoplazmatikus retikulumból képződnek. A lizoszómák funkciói : a tápanyagok sejten belüli emésztése, magának a sejtnek a szerkezetének megsemmisülése, amikor az embrionális fejlődés során elpusztul, amikor az embrionális szövetek állandóra cserélődnek, és számos más esetben.

Centrioles. A sejtközép 2 nagyon kicsi hengeres testből áll, amelyek egymásra merőlegesen helyezkednek el. Ezeket a testeket ún centriolák. A centriole fala 9 pár mikrotubulusból áll. A centriolok képesek önszerveződni, és a citoplazma önreplikálódó organellumáihoz tartoznak. A centriolok fontos szerepet játszanak a sejtosztódásban: beindítják az osztódási orsót alkotó mikrotubulusok növekedését.

Mag. A sejtmag a sejt legfontosabb alkotóeleme. DNS-molekulákat tartalmaz, ezért két fő funkciót lát el: 1) a genetikai információ tárolását és reprodukálását, 2) a sejtben előforduló anyagcsere-folyamatok szabályozását. Elveszett sejt mag, nem létezhet. A mag sem képes önálló létezésre. A legtöbb sejtnek egy magja van, de egy sejtben 2-3 sejtmag is megfigyelhető, például a májsejtekben. Több tucatnyi magszámú többmagvú sejtek ismertek. A sejtmagok alakja a sejt alakjától függ. A magok gömb alakúak és többkaréjosak. A magot két membránból álló héj veszi körül, amelyek a szokásos háromrétegű szerkezettel rendelkeznek. A külső magmembránt riboszómák borítják, a belső membrán sima. A mag életében a fő szerepet a sejtmag és a citoplazma közötti anyagcsere játssza. A mag tartalma magába foglalja a magnedvet vagy a karioplazmát, a kromatint és a magot. A nukleáris nedv összetétele különféle fehérjéket tartalmaz, beleértve a legtöbb nukleáris enzimet, szabad nukleotidokat, aminosavakat, a nukleolus aktivitásának termékeit és a kromatint, amelyek a sejtmagból a citoplazmába mozognak. Kromatin DNS-t, fehérjéket tartalmaz, és a kromoszómák spiralizált és tömörített szakaszait képviseli. Nucleolus Ez egy sűrű, kerek test, amely a nukleáris lében található. A nukleolusok száma 1 és 5-7 vagy több között van. A magvak csak a nem osztódó magokban vannak jelen, a mitózis során eltűnnek, majd az osztódás befejezése után újra kialakulnak. A nucleolus nem független sejtszervecskék, nincs membránja, és a kromoszóma azon régiója körül képződik, amelyben az rRNS szerkezete kódolódik. A sejtmagban riboszómák képződnek, amelyek azután a citoplazmába költöznek. Kromatin csomóknak, szemcséknek és a sejtmag hálózatszerű struktúráinak nevezzük, amelyek bizonyos festékekkel intenzíven festettek, és alakjukban különböznek a magtól.

A legtöbb esetben az eukarióta sejtek többsejtű élőlények részét képezik. A természetben azonban jelentős számú egysejtű eukarióta létezik, amelyek szerkezetileg egy sejt, fiziológiailag pedig egy egész szervezet. Az eukarióta sejtek viszont, amelyek egy többsejtű szervezet részét képezik, nem képesek önálló létezésre. Általában növényi, állati és gombás sejtekre oszthatók. Mindegyiknek megvannak a maga sajátosságai, és saját sejtaltípusai vannak, amelyek különböző szöveteket alkotnak.

Sokféleségük ellenére minden eukarióta közös őse van, amely feltehetően a folyamat során jelent meg.

Az egysejtű eukarióták (protozoák) sejtjeiben olyan szerkezeti képződmények találhatók, amelyek sejtszinten látják el a szervi funkciókat. Így a csillósoknak sejtes szájuk és garatuk, poruk, emésztő- és összehúzódó vakuólumuk van.

Minden eukarióta sejtben izoláltak, el vannak határolva a külső környezettől. A citoplazmában különféle sejtszervecskék találhatók, amelyeket membránjuk már elhatárol tőle. A mag tartalmazza a magot, a kromatint és a maglevet. A citoplazma számos (a prokariótáknál nagyobb) különféle zárványt tartalmaz.

Az eukarióta sejteket erősen rendezett belső tartalom jellemzi. Ilyen rekeszezés a sejt membránok általi részekre osztásával érhető el. Ily módon a biokémiai folyamatok szétválása valósul meg a sejtben. A membránok molekuláris összetétele és a felületükön lévő anyagok és ionok halmaza eltérő, ami meghatározza funkcionális specializációjukat.

A citoplazma enzimfehérjéket tartalmaz a glikolízishez, a cukrok, nitrogénbázisok, aminosavak és lipidek metabolizmusához. A mikrotubulusok bizonyos fehérjékből állnak össze. A citoplazma egyesítő és állványozó funkciókat lát el.

A zárványok a citoplazma viszonylag instabil komponensei, amelyek tápanyagtartalékokat, szekréciós granulátumokat (a sejtből való kiválasztódáshoz szükséges termékeket), ballasztot (számos pigmentet) képviselnek.

Az organellumok állandóak és létfontosságú funkciókat látnak el. Köztük vannak általános jelentőségű organellumok (riboszómák, poliszómák, mikrofibrillumok, centriolok és mások) és speciális sejtszervecskék (mikrovillusok, csillók, szinaptikus vezikulák stb.).

Az állati eukarióta sejt szerkezete

Az eukarióta sejtek endocitózisra (a citoplazmatikus membrán általi tápanyagfelvételre) képesek.

Az eukarióták (ha vannak) más kémiai természetűek, mint a prokarióták. Ez utóbbiban alapja a murein. Növényekben főleg cellulóz, gombákban kitin.

Az eukarióták genetikai anyaga a sejtmagban található, és kromoszómákba van csomagolva, amelyek DNS és fehérjék (főleg hisztonok) komplexei.

Az eukarióták közé tartoznak a növények, állatok és gombák birodalmai.

Az eukarióták alapvető jellemzői.

1. A sejt citoplazmára és sejtmagra oszlik.
2. A DNS nagy része a sejtmagban koncentrálódik. Ez a nukleáris DNS, amely a sejt életfolyamatainak többségéért és az öröklődés leánysejtekre való átviteléért felelős.
3. A nukleáris DNS olyan szálakra oszlik, amelyek nincsenek gyűrűkbe zárva.
4. A DNS-szálak lineárisan megnyúltak a kromoszómákon belül, és jól láthatóak a mitózis során. A szomatikus sejtek magjában található kromoszómák halmaza diploid.
5. Kifejlesztették a külső és belső membránok rendszerét. A belsőek a cellát külön rekeszekre - rekeszekre osztják. Vegyen részt a sejtszervecskék kialakításában.
6. Sok organellum van. Egyes organellumokat kettős membrán vesz körül: mag, mitokondrium, kloroplasztiszok. A sejtmagban, a membránnal és a maglével együtt megtalálhatók a mag és a kromoszómák. A citoplazmát a fő anyag (mátrix, hialoplazma) képviseli, amelyben a zárványok és organellumok eloszlanak.
7. Számos organellát egyetlen membrán korlátoz (lizoszómák, vakuolák stb.)
8. Az eukarióta sejtben általános és különleges jelentőségű organellumokat különböztetnek meg. Például: általános jelentés – mag, mitokondrium, EPS stb.; különös jelentőséggel bírnak a bélhámsejt abszorpciós felületének mikrobolyhjai, a légcső és a hörgők hámjának csillói.
9. A mitózis a genetikailag hasonló sejtek generációiban jellemző szaporodási mechanizmus.
10. A szexuális folyamat jellemzője. Valódi nemi sejtek – ivarsejtek – keletkeznek.
11. Nem képes a szabad nitrogén megkötésére.
12. Az aerob légzés a mitokondriumokban történik.
13. A fotoszintézis membránokat tartalmazó kloroplasztiszokban megy végbe, amelyek általában gránában helyezkednek el.
14. Az eukarióták egysejtűek, fonalas és valóban többsejtűek.

Az eukarióta sejt fő szerkezeti összetevői

organoidok

Mag. Felépítés és funkciók.

A sejtnek magja és citoplazmája van. Sejtmag membránból, sejtmagból, magból és kromatinból áll. Funkcionális szerep sejtmag egy eukarióta sejt genetikai anyagának (kromoszómáinak) izolálása a citoplazmából, számos metabolikus reakciójával, valamint a sejtmag és a citoplazma közötti kétoldalú kölcsönhatások szabályozása. A magburok két membránból áll, amelyeket perinukleáris tér választ el egymástól. Ez utóbbi képes kommunikálni a citoplazmatikus retikulum tubulusaival.

A nukleáris burkot egy 80-90 nm átmérőjű pórus hatol át. A körülbelül 120 nm átmérőjű pórusrégió vagy póruskomplex egy bizonyos szerkezettel rendelkezik, amely az anyagok és szerkezetek sejtmag-citoplazmatikus mozgásának szabályozására szolgáló összetett mechanizmust jelez. A pórusok száma a sejt funkcionális állapotától függ. Minél nagyobb a szintetikus aktivitás a sejtben, annál nagyobb a számuk. Becslések szerint alacsonyabb rendű gerincesekben, eritroblasztokban, ahol a hemoglobin intenzíven képződik és felhalmozódik, a magmembrán 1 μm 2 -én körülbelül 30 pórus található. Ezen állatok érett vörösvértestében, amelyek megtartják a magjukat, legfeljebb öt pórus marad 1 μg membránonként, pl. 6-szor kevesebb.

A tollkomplexum területén az ún sűrű lemez - a nukleáris burok teljes belső membránja alatti fehérjeréteg. Ez a szerkezet elsősorban támasztó funkciót tölt be, hiszen jelenlétében a mag alakja akkor is megmarad, ha a magburok mindkét membránja tönkremegy. Feltételezhető továbbá, hogy a sűrű lamina anyagával való rendszeres kapcsolat elősegíti a kromoszómák rendezett elrendeződését az interfázisú magban.

Az alap atomlé, vagy mátrix, fehérjéket alkotnak. A magnedv képezi a sejtmag belső környezetét, ezért fontos szerepet játszik a genetikai anyag normális működésének biztosításában. A nukleáris lé tartalmaz fonalas, vagy fibrilláris, fehérjék, amellyel a támogató funkció teljesítése társul: a mátrix tartalmazza a genetikai információ elsődleges transzkripciós termékeit is - heteronukleáris RNS-eket (hn-RNS-ek), amelyek szintén itt dolgoznak fel, m-RNS-vé alakulnak (lásd 3.4.3.2).

Nucleolus azt a szerkezetet képviseli, amelyben a kialakulás és az érés megtörténik riboszómális RNS (rRNS). Az rRNS-gének egy vagy több kromoszóma (emberben 13-15 és 21-22 pár) bizonyos szakaszait foglalják el (az állat típusától függően) - nukleoláris szervezők, amelyek területén nukleolusok képződnek. A metafázisú kromoszómák ilyen területei szűkületnek tűnnek, és ún másodlagos szűkületek. VAL VEL Elektronmikroszkóp segítségével a nukleolusban fonalas és szemcsés komponenseket azonosítanak. A fonalas (fibrilláris) komponenst fehérje és óriás RNS-prekurzor molekulák komplexei képviselik, amelyekből az érett rRNS kisebb molekulái képződnek. Az érési folyamat során a rostok ribonukleoprotein szemcsékké (granulátumokká) alakulnak, amelyek a szemcsés komponenst képviselik.

Kromatin szerkezetek csomók formájában, a nukleoplazmában szétszórva a sejtkromoszómák interfázisú létezési formája

citoplazma

BAN BEN citoplazma különbséget tenni a fő anyag (mátrix, hialoplazma), zárványok és organellumok között. A citoplazma alapanyaga kitölti a plazmalemma, a nukleáris burok és más intracelluláris struktúrák közötti teret. Egy közönséges elektronmikroszkóp semmilyen belső szerveződést nem tár fel benne. A hialoplazma fehérje összetétele változatos. A legfontosabb fehérjéket a glikolízis, a cukrok, nitrogénbázisok, aminosavak és lipidek metabolizmusának enzimei képviselik. Számos hialoplazmatikus fehérje alegységként szolgál, amelyekből struktúrák, például mikrotubulusok épülnek fel.

A citoplazma fő anyaga alkotja a sejt valódi belső környezetét, amely egyesíti az összes intracelluláris struktúrát és biztosítja azok egymás közötti kölcsönhatását. A mátrix egyesítő és állványozó funkciója összefüggésbe hozható egy mikrotrabekuláris hálózattal, amelyet nagy teljesítményű elektronmikroszkóppal detektálnak, és amelyet 2-3 nm vastag vékony fibrillák alkotnak, és behatolnak a teljes citoplazmába. Az anyagok és struktúrák jelentős mennyiségű intracelluláris mozgása a hialoplazmán keresztül történik. A citoplazma fő anyagát ugyanúgy kell tekinteni, mint egy komplex kolloid rendszert, amely képes szolszerű (folyékony) állapotból gélszerű állapotba átmenni. Az ilyen átmenetek folyamatában munka történik. Az ilyen átmenetek funkcionális jelentőségéről lásd a részt. 2.3.8.

Zárványok(2.5. ábra) a citoplazma viszonylag instabil komponenseinek nevezzük, amelyek tartalék tápanyagként (zsír, glikogén), a sejtből eltávolítandó termékekként (szekréciós szemcsék) és ballasztanyagként (egyes pigmentek) szolgálnak.

Sejtszervecskék - Ezek a citoplazma állandó struktúrái, amelyek létfontosságú funkciókat látnak el a sejtben.

Az organellumok izoláltak általános jelentéseÉs különleges. Ez utóbbiak jelentős mennyiségben vannak jelen egy-egy meghatározott funkció ellátására specializálódott sejtekben, de kis mennyiségben más típusú sejtekben is megtalálhatóak. Ide tartoznak például a bélhámsejt abszorpciós felületének mikrobolyhjai, a légcső és a hörgők hámjának csillói, szinaptikus vezikulák, olyan anyagokat szállítanak, amelyek idegi izgalmat szállítanak egyik idegsejtből a másikba vagy a munkaszerv sejtjébe, myofibrillumok, amelyektől az izomösszehúzódás függ. A speciális organellumok részletes vizsgálata a szövettani tanfolyam része.

Az általános jelentőségű organellák közé tartoznak a tubuláris és vakuoláris rendszer elemei durva és sima citoplazmatikus retikulum, lamelláris komplexum, mitokondriumok, riboszómák és poliszómák, lizoszómák, peroxiszómák, mikrofibrillumok és mikrotubulusok, a sejtközpont centrioljai formájában. A növényi sejtek kloroplasztokat is tartalmaznak, amelyekben fotoszintézis megy végbe.

KanaltsevayaÉs vakuoláris rendszer kommunikáló vagy különálló csőszerű vagy lapított (ciszterna) üregek alkotják, melyeket membránok határolnak és szétterjednek a sejt citoplazmájában. A tankok gyakran buborékszerű tágulásúak. A nevezett rendszerben vannak durvaÉs sima citoplazmatikus retikulum(lásd a 2.3. ábrát) A durva hálózat szerkezeti jellemzője a poliszómák kötődése a membránokhoz. Emiatt olyan fehérjék egy bizonyos kategóriájának szintetizálásának funkcióját látja el, amelyeket túlnyomórészt eltávolítanak a sejtből, például a mirigysejtek által kiválasztott fehérjéket. A durva hálózat területén a citoplazma membránok fehérjéi és lipidjei képződnek, valamint összeállnak. A durva hálózat réteges szerkezetben sűrűn összepakolt ciszternái a legaktívabb fehérjeszintézis helyszínei és ún. ergastoplasma.

A sima citoplazmatikus retikulum membránjai mentesek a poliszómáktól. Funkcionálisan ez a hálózat a szénhidrátok, zsírok és más nem fehérje anyagok, például szteroid hormonok anyagcseréjéhez kapcsolódik (az ivarmirigyekben, a mellékvesekéregben). A tubulusokon és ciszternákon keresztül az anyagok, különösen a mirigysejt által kiválasztott anyagok, a szintézis helyéről a granulátumokká csomagolási zónába jutnak. A májsejtek sima hálózati struktúrákban gazdag területein a káros mérgező anyagok és egyes gyógyszerek (barbiturátok) elpusztulnak és semlegesítenek. A harántcsíkolt izmok sima hálózatának hólyagjaiban és tubulusaiban kalciumionok raktározódnak (lerakódnak), amelyek fontos szerepet játszanak az összehúzódási folyamatban.

Riboszóma - ez egy kerek, 20-30 nm átmérőjű ribonukleoprotein részecske. Kis és nagy alegységekből áll, amelyek kombinációja hírvivő RNS (mRNS) jelenlétében következik be. Egy mRNS-molekula általában több riboszómát köt össze, mint egy gyöngysort. Ezt a szerkezetet ún poliszóma. A poliszómák szabadon helyezkednek el a citoplazma fő anyagában, vagy a durva citoplazmatikus retikulum membránjaihoz kapcsolódnak. Mindkét esetben az aktív fehérjeszintézis helyszínéül szolgálnak. Egyrészt az embrionális differenciálatlan és tumorsejtekben, másrészt egy felnőtt szervezet speciális sejtjeiben a szabad és a membránhoz kötődő poliszómák számának összehasonlítása arra a következtetésre vezetett, hogy a fehérjék a hyaloplasma poliszómákon képződnek. az adott sejt saját szükségleteire ("otthoni" felhasználásra), míg a granuláris hálózat poliszómáin fehérjék szintetizálódnak, amelyek a sejtből eltávolítva a szervezet szükségleteihez (pl. emésztőenzimek, anyatej) hasznosulnak. fehérjék).

Golgi lamellás komplexum több tíztől (általában körülbelül 20-tól) több százig vagy akár több ezerig terjedő diktoszómák gyűjteménye alkotja sejtenként.

Dictyosome(2.6. ábra, A) 3-12 lapított korong alakú ciszternából álló halom képviseli, amelyek széleiből hólyagok (vezikulák) csipkézik. A ciszternák egy bizonyos területre korlátozódó (helyi) tágulása nagyobb hólyagokat (vakuolákat) eredményez. A gerincesek és az emberek differenciált sejtjeiben a diktioszómákat általában a citoplazma perinukleáris zónájában gyűjtik össze. A lamellás komplexben szekréciós vezikulák vagy vakuolák képződnek, amelyek tartalma fehérjék és egyéb vegyületek, amelyeket el kell távolítani a sejtből. Ebben az esetben a szintéziszónából a diktioszómába belépő váladék (prosecret) prekurzora bizonyos kémiai átalakulásokon megy keresztül. Ugyancsak izolálva (elkülönülve) „adagok” formájában, amelyeket szintén membránhéj borít. A lamellás komplexben lizoszómák képződnek. A diktoszómák poliszacharidokat szintetizálnak, valamint fehérjékkel (glikoproteinekkel) és zsírokkal (glikolipidekkel) képzett komplexeiket, amelyek aztán a sejtmembrán glikokalixében találhatók.

A mitokondriális héj két membránból áll, amelyek kémiai összetételében, enzimkészletében és funkcióiban különböznek egymástól. A belső membrán levél alakú (cristae) vagy csőszerű (tubulusok) invaginációkat képez. A belső membrán által határolt tér az mátrix sejtszervecskék. Elektronmikroszkóp segítségével 20-40 nm átmérőjű szemcséket mutatnak ki benne. Kalcium- és magnéziumionokat, valamint poliszacharidokat, például glikogént halmoznak fel.

A mátrix tartalmazza az organellum saját fehérje bioszintézis apparátusát. Ezt egy körkörös DNS-molekula 2 másolata képviseli, amelyek mentesek hisztonoktól (mint a prokariótákban), riboszómák, transzfer RNS-ek (tRNS-ek), DNS-replikációhoz, transzkripcióhoz és az örökletes információk transzlációjához szükséges enzimek. Alapvető tulajdonságait tekintve: a riboszómák mérete és szerkezete, saját örökítőanyagának felépítése, ez az apparátus hasonló a prokariótákéhoz és különbözik az eukarióta sejt citoplazmájában lévő fehérje bioszintézis apparátusától (ami megerősíti a szimbiotikust hipotézis a mitokondriumok eredetéről, lásd § 1.5.) Saját DNS-ük génjei a mitokondriális rRNS és tRNS nukleotid szekvenciáit, valamint az organellum egyes fehérjéinek aminosavszekvenciáit kódolják, főleg a belső membránját. A legtöbb mitokondriális fehérje aminosavszekvenciáját (elsődleges szerkezetét) a sejtmag DNS-e kódolja, és az organellumon kívül, a citoplazmában képződik.

A mitokondriumok fő funkciója bizonyos vegyi anyagok enzimatikus kinyerése (oxidációjukkal) és az energia biológiailag hasznosítható formában történő tárolása (adenozin-trifoszfát -ATP molekulák szintetizálásával). Általában ezt a folyamatot ún oxidatív(feloszlatása. A mátrix komponensek és a belső membrán aktívan részt vesz a mitokondriumok energiafunkciójában. Ehhez a membránhoz kapcsolódik az elektrontranszport lánc (oxidáció) és az ATP-szintetáz, amely katalizálja az ADP oxidációval összefüggő foszforilációját ATP-vé. A mitokondrium mellékfunkciói közé tartozik a szteroid hormonok és egyes aminosavak (glutamin) szintézisében való részvétel.

Lizoszómák(2.6. ábra, BAN BEN) általában 0,2-0,4 μm átmérőjű buborékok, amelyek egy sor savas hidroláz enzimet tartalmaznak, amelyek alacsony pH-érték mellett katalizálják a nukleinsavak, fehérjék, zsírok és poliszacharidok hidrolitikus (vizes környezetben) lebomlását. A héjukat egyetlen membrán alkotja, amelyet kívülről néha rostos fehérjeréteg borít (az elektrondiffrakciós mintázatokban „szegélyezett” buborékok vannak). A lizoszómák funkciója a különböző kémiai vegyületek és szerkezetek intracelluláris emésztése.

Elsődleges lizoszómák(100 nm átmérőjű) inaktív organellumoknak nevezzük, másodlagos - organellumok, amelyekben az emésztési folyamat végbemegy. A másodlagos lizoszómák az elsődlegesekből képződnek. Osztva vannak heterolizoszómák(fagolizoszómák) és autolizoszómák(citolizoszómák). Először is (2.6. ábra, G) a sejtbe kívülről bejutó anyag pinocitózison és fagocitózison keresztül emésztődik, másodsorban pedig a sejt saját, funkcióját befejező struktúrái tönkremennek. Másodlagos lizoszómák, amelyekben az emésztési folyamat befejeződött, az úgynevezett maradék testek(telolizoszómák). Hiányoznak bennük a hidrolázok, és emésztetlen anyagot tartalmaznak.

A mikrotestek az organellumok kollektív csoportját alkotják. Ezek 0,1-1,5 μm átmérőjű vezikulák, amelyeket egy membrán határol, finomszemcsés mátrixszal és gyakran kristályos vagy amorf fehérjezárványokkal. Ebbe a csoportba tartozik különösen peroxiszómák. Oxidáz enzimeket tartalmaznak, amelyek katalizálják a hidrogén-peroxid képződését, amely mérgező lévén a peroxidáz enzim hatására elpusztul. Ezek a reakciók különböző metabolikus ciklusokban vesznek részt, például a húgysav cseréjében a máj- és vesesejtekben. Egy májsejtben a peroxiszómák száma eléri a 70-100-at.

Az általános jelentőségű organellumok közé tartozik a citoplazma néhány állandó struktúrája is, amelyekből hiányzik a membrán. Mikrotubulusok(2.6. ábra, D) - különböző hosszúságú csőszerű képződmények, amelyek külső átmérője 24 nm, lumenszélessége 15 nm és falvastagsága körülbelül 5 nm. Szabad állapotban a sejtek citoplazmájában vagy a flagellák, csillók, mitotikus orsók és centriolák szerkezeti elemeiként találhatók meg. A szabad mikrotubulusok és a csillók, flagellák és centriolák mikrotubulusai eltérően ellenállnak a pusztító hatásoknak, például vegyi anyagoknak (kolchicin). A mikrotubulusok sztereotip fehérje alegységekből épülnek fel polimerizációjuk révén. Élő sejtben a polimerizációs folyamatok a depolimerizációs folyamatokkal egyidejűleg mennek végbe. Ezen folyamatok aránya határozza meg a mikrotubulusok számát. A mikrotubulusok szabad állapotban támasztó funkciót látnak el, meghatározzák a sejtek alakját, és az intracelluláris komponensek irányított mozgásának tényezői is.

Mikrofilamentumok(2.6. ábra, E) hosszú, vékony struktúráknak nevezik, amelyek néha kötegeket alkotnak, és az egész citoplazmában megtalálhatók. Számos különböző típusú mikrofilament létezik. Aktin mikrofilamentumok a bennük lévő kontraktilis fehérjék (aktin) miatt olyan struktúráknak tekintik őket, amelyek sejtes mozgásformákat biztosítanak, például az amőboid. Emellett állványszerepet is tulajdonítanak nekik, és részt vesznek az organellumok és a hialoplazma területek intracelluláris mozgásának megszervezésében.

A plazmalemma alatti sejtek perifériáján, valamint a perinukleáris zónában 10 nm vastag mikrofilamentumok találhatók - közbenső filstentek. A hám-, ideg-, glia-, izomsejtekben, fibroblasztokban különböző fehérjékből épülnek fel. A közbenső szálak láthatóan mechanikus, állványozó funkciót látnak el.

Az aktin mikrofibrillumok és a közbenső filamentumok, mint a mikrotubulusok, alegységekből épülnek fel. Emiatt mennyiségük a polimerizációs és depolimerizációs folyamatok arányától függ.

Állati sejtekre, növényi sejtrészekre, gombákra és algákra jellemző sejtközpont, amely centriolokat tartalmaz. Centriole(elektronmikroszkóp alatt) körülbelül 150 nm átmérőjű és 300-500 nm hosszúságú „üreges” hengernek tűnik. Falát 27 mikrotubulus alkotja, amelyek 9 hármasba csoportosulnak. A centriolok funkciója magában foglalja a mitotikus orsószálak kialakítását, amelyeket szintén mikrotubulusok képeznek. A centriolok polarizálják a sejtosztódás folyamatát, biztosítva a testvérkromatidák (kromoszómák) szétválását a mitózis anafázisában.

Az eukarióta sejtnek intracelluláris rostokból (gyűrűkből) álló sejtváza (citoszkeletonja) van – a XX. század elején, 1970 végén fedezték fel újra. Ez a szerkezet lehetővé teszi a sejtnek, hogy saját alakot kapjon, néha megváltoztatva azt. A citoplazma mozgásban van. A citoszkeleton részt vesz az organellumok átvitelének folyamatában, és részt vesz a sejtregenerációban.

A mitokondriumok összetett képződmények kettős membránnal (0,2-0,7 µm) és különböző formájúak. A belső membránon cristae van. A külső membrán szinte minden vegyszer számára áteresztő, a belső membrán csak az aktív transzport számára áteresztő. A membránok között van a mátrix. A mitokondriumok ott találhatók, ahol energiára van szükség. A mitokondriumoknak van egy riboszómarendszere, egy DNS-molekula. Mutációk fordulhatnak elő (több mint 66 betegség). Általában az elégtelen ATP-energiához kapcsolódnak, és gyakran kardiovaszkuláris elégtelenséghez és patológiákhoz kapcsolódnak. A mitokondriumok száma eltérő (egy tripanoszóma sejtben 1 mitokondrium található). A mennyiség függ az életkortól, a funkciótól, a szövetek aktivitásától (máj - több mint 1000).

A lizoszómák elemi membránnal körülvett testek. 60 enzimet tartalmaz (40 lizoszómális, hidrolitikus). A lizoszómán belül semleges környezet van. Alacsony pH-érték hatására aktiválódnak, bejutva a citoplazmába (önemésztés). A lizoszóma membránok megvédik a citoplazmát és a sejtet a pusztulástól. A Golgi-komplexumban keletkeznek (intracelluláris gyomor; képesek újrahasznosítani az elhasználódott sejtstruktúrákat). 4 típusa van. 1-elsődleges, 2-4 – másodlagos. Az endocitózison keresztül egy anyag bejut a sejtbe. A primer lizoszóma (tároló granulátum) enzimkészlettel felszívja az anyagot, és emésztési vakuólum képződik (teljes emésztéssel kis molekulatömegű vegyületekké bomlik). Az emésztetlen maradványok a maradék testekben maradnak, amelyek felhalmozódhatnak (lizoszómális raktározási betegségek). Az embrionális időszakban felhalmozódó maradványtestek gargaleizmushoz, deformitásokhoz és mukopoliszacharidózisokhoz vezetnek. Az autofágia lizoszómák elpusztítják a sejt saját struktúráit (felesleges struktúrákat). Tartalmazhat mitokondriumokat, a Golgi komplexum részeit. Gyakran böjt közben alakul ki. Előfordulhat, ha más sejtekkel (vörösvértestekkel) érintkezik.