ląstelių organelės. Struktūra ir funkcijos. Eukariotinės ląstelės Pirmosios eukariotinės ląstelės

Ląstelės, sudarančios gyvūnų ir augalų audinius, labai skiriasi savo forma, dydžiu ir vidine struktūra. Tačiau visi jie panašūs į pagrindinius gyvybinės veiklos, medžiagų apykaitos procesų bruožus, dirglumą, augimą, vystymąsi ir gebėjimą keistis.

Visų tipų ląstelėse yra du pagrindiniai komponentai, kurie yra glaudžiai susiję vienas su kitu - citoplazma ir branduolys. Branduolys yra atskirtas nuo citoplazmos porėta membrana, jame yra branduolio sultys, chromatinas ir branduolys. Pusiau skysta citoplazma užpildo visą ląstelę ir prasiskverbia per daugybę kanalėlių. Išorėje jis yra padengtas citoplazmine membrana. Jis specializuojasi organelių struktūros, nuolat esantys ląstelėje ir laikini dariniai - inkliuzai.Membraninės organelės : išorinė citoplazminė membrana (OCM), endoplazminis tinklas (ER), Golgi aparatas, lizosomos, mitochondrijos ir plastidai. Visų membraninių organelių struktūros pagrindas yra biologinė membrana. Visos membranos turi iš esmės vieningą struktūrinį planą ir susideda iš dvigubo fosfolipidų sluoksnio, kuriame baltymų molekulės yra panardintos iš skirtingų pusių ir skirtinguose gyliuose. Organelių membranos viena nuo kitos skiriasi tik jose esančiais baltymų rinkiniais.

Eukariotinės ląstelės sandaros diagrama. A – gyvūninės kilmės ląstelė; B – augalo ląstelė: 1 – branduolys su chromatinu ir branduoliu, 2 – citoplazminė membrana, 3 – ląstelės sienelė, 4 – ląstelės sienelės poros, per kurias susisiekia kaimyninių ląstelių citoplazma, 5 – grubus endoplazminis tinklas, b – lygus endoplazminis tinklas , 7 - pinocitinė vakuolė, 8 - Golgi aparatas (kompleksas), 9 - lizosoma, 10 - riebalų intarpai lygaus endoplazminio tinklo kanaluose, 11 - ląstelės centras, 12 - mitochondrija, 13 - laisvos ribosomos ir poliribosomos, 14 - vakuoles. , 15 - chloroplastas

citoplazminė membrana. Visose augalų ląstelėse, daugialąsčiuose gyvūnuose, pirmuoniuose ir bakterijose ląstelės membrana yra trisluoksnė: išorinis ir vidinis sluoksniai susideda iš baltymų molekulių, vidurinis sluoksnis – iš lipidų molekulių. Jis riboja citoplazmą nuo išorinės aplinkos, supa visus ląstelės organelius ir yra universali biologinė struktūra. Kai kuriose ląstelėse išorinį apvalkalą sudaro kelios membranos, kurios yra glaudžiai greta viena kitos. Tokiais atvejais ląstelės membrana tampa tanki ir elastinga ir leidžia išlaikyti ląstelės formą, kaip, pavyzdžiui, euglena ir batų blakstienų. Dauguma augalų ląstelių, be membranos, taip pat turi storą celiuliozės membraną išorėje - ląstelių sienelės. Jis aiškiai matomas įprastu šviesos mikroskopu ir atlieka atraminę funkciją dėl standaus išorinio sluoksnio, suteikiančio ląstelėms aiškią formą.

Ląstelės paviršiuje membrana formuoja pailgas ataugas – mikrovillius, klostes, išsikišimus ir išsikišimus, kurie labai padidina siurbiamąjį arba išskyrimo paviršių. Membraninių ataugų pagalba daugialąsčių organizmų audiniuose ir organuose ląstelės jungiasi viena su kita, membranų raukšlėse išsidėstę įvairūs metabolizme dalyvaujantys fermentai. Atribodama ląstelę nuo aplinkos, membrana reguliuoja medžiagų difuzijos kryptį ir kartu vykdo aktyvų jų perkėlimą į ląstelę (akumuliaciją) arba išorę (išleidimą). Dėl šių membranos savybių kalio, kalcio, magnio, fosforo jonų koncentracija citoplazmoje yra didesnė, o natrio ir chloro – mažesnė nei aplinkoje. Per išorinės membranos poras iš išorinės aplinkos į ląstelę prasiskverbia jonai, vanduo ir mažos kitų medžiagų molekulės. Į ląstelę gana didelės kietosios dalelės prasiskverbia fagocitozė(iš graikų kalbos „fago“ – ryju, „gerti“ – ląstelė). Tokiu atveju išorinė membrana sąlyčio su dalele taške susilenkia ląstelės viduje, nutempdama dalelę gilyn į citoplazmą, kur vyksta fermentinis skilimas. Panašiu būdu į ląstelę patenka skystų medžiagų lašai; jų absorbcija vadinama pinocitozė(iš graikų „pino“ – geriu, „cytos“ – ląstelė). Išorinė ląstelės membrana atlieka ir kitas svarbias biologines funkcijas.

Citoplazma 85% sudaro vanduo, 10% baltymų, likusi dalis yra lipidai, angliavandeniai, nukleorūgštys ir mineraliniai junginiai; visos šios medžiagos sudaro koloidinį tirpalą, panašų į gliceriną. Ląstelės koloidinė medžiaga, priklausomai nuo jos fiziologinės būklės ir išorinės aplinkos įtakos pobūdžio, turi ir skysto, ir elastingo, tankesnio kūno savybių. Citoplazma yra persmelkta įvairių formų ir dydžių kanalų, kurie vadinami endoplazminis Tinklelis. Jų sienelės yra membranos, kurios glaudžiai liečiasi su visomis ląstelės organelėmis ir kartu su jomis sudaro vieną funkcinę ir struktūrinę sistemą medžiagų ir energijos mainams bei medžiagų judėjimui ląstelės viduje.

Vamzdelių sienelėse yra smulkiausi grūdeliai-granulės, vadinami ribosomos. Toks kanalėlių tinklas vadinamas granuliuotu. Ribosomos gali išsidėstyti kanalėlių paviršiuje atskirai arba sudaryti penkių – septynių ar daugiau ribosomų kompleksus, vadinamus polisomos. Kituose kanalėliuose granulių nėra, jie sudaro lygų endoplazminį tinklą. Riebalų ir angliavandenių sintezėje dalyvaujantys fermentai yra ant sienelių.

Vidinė kanalėlių ertmė užpildyta ląstelės atliekomis. Intraląsteliniai kanalėliai, sudarydami sudėtingą šakojimosi sistemą, reguliuoja medžiagų judėjimą ir koncentraciją, atskiria įvairias organinių medžiagų molekules ir jų sintezės stadijas. Ant vidinio ir išorinio membranų paviršių, kuriuose gausu fermentų, sintetinami baltymai, riebalai ir angliavandeniai, kurie arba naudojami metabolizme, arba kaupiasi citoplazmoje kaip intarpai, arba išsiskiria.

Ribosomos randama visų tipų ląstelėse – nuo ​​bakterijų iki daugialąsčių organizmų ląstelių. Tai apvalūs kūnai, susidedantys iš ribonukleino rūgšties (RNR) ir baltymų beveik lygiomis dalimis. Jų sudėtyje tikrai yra magnio, kurio buvimas palaiko ribosomų struktūrą. Ribosomos gali būti susijusios su endoplazminio tinklo membranomis, su išorine ląstelės membrana arba laisvai gulėti citoplazmoje. Jie vykdo baltymų sintezę. Ribosomos, be citoplazmos, yra ląstelės branduolyje. Jie gaminami branduolyje ir tada patenka į citoplazmą.

Golgi kompleksas augalų ląstelėse atrodo kaip atskiri kūnai, apsupti membranų. Gyvūnų ląstelėse šį organoidą vaizduoja cisternos, kanalėliai ir pūslelės. Golgi komplekso membraniniai vamzdeliai iš endoplazminio tinklo kanalėlių gauna ląstelės sekrecijos produktus, kur jie chemiškai persitvarko, sutankinami, o vėliau patenka į citoplazmą ir yra naudojami pačios ląstelės arba pašalinami iš jos. Golgi komplekso rezervuaruose polisacharidai sintetinami ir sujungiami su baltymais, todėl susidaro glikoproteinai.

Mitochondrijos- nedideli strypo formos korpusai, apriboti dviem membranomis. Iš vidinės mitochondrijų membranos tęsiasi daugybė raukšlių - cristae, ant jų sienelių išsidėstę įvairūs fermentai, kurių pagalba vyksta didelės energijos medžiagos - adenozino trifosforo rūgšties (ATP) sintezė. Priklausomai nuo ląstelės aktyvumo ir išorinių poveikių, mitochondrijos gali judėti, keisti savo dydį ir formą. Ribosomos, fosfolipidai, RNR ir DNR randami mitochondrijose. DNR buvimas mitochondrijose yra susijęs su šių organelių gebėjimu daugintis susiaurėjus arba formuojant pumpurus ląstelių dalijimosi metu, taip pat su kai kurių mitochondrijų baltymų sinteze.

Lizosomos- maži ovalūs dariniai, apriboti membrana ir išsibarstę po visą citoplazmą. Aptinkama visose gyvūnų ir augalų ląstelėse. Jie atsiranda endoplazminio tinklo tęsiniuose ir Golgi komplekse, užpildomi hidroliziniais fermentais, tada atsiskiria ir patenka į citoplazmą. Normaliomis sąlygomis lizosomos virškina fagocitozės būdu į ląstelę patenkančias daleles ir mirštančių ląstelių organelius.Lizosomų produktai išsiskiria per lizosomų membraną į citoplazmą, kur įsijungia į naujas molekules Plyšus lizosomų membranai, fermentai patenka į citoplazmą. ir virškina jo turinį, sukeldamas ląstelių mirtį.

plastidai randamas tik augalų ląstelėse ir yra daugumoje žalių augalų. Organinės medžiagos sintetinamos ir kaupiamos plastiduose. Yra trijų tipų plastidai: chloroplastai, chromoplastai ir leukoplastai.

Chloroplastai -žali plastidai, turintys žalio pigmento chlorofilo. Jų yra lapuose, jaunuose stiebuose, neprinokusiuose vaisiuose. Chloroplastai yra apsupti dviguba membrana. Aukštesniuose augaluose vidinė chloroplastų dalis yra užpildyta pusiau skysta medžiaga, kurioje plokštės išdėstytos lygiagrečiai viena kitai. Plokštelių porinės membranos, susiliedamos, sudaro rietuves, kuriose yra chlorofilo (6 pav.). Kiekvienoje aukštesniųjų augalų chloroplastų krūvoje kaitaliojasi baltymų molekulių ir lipidų molekulių sluoksniai, tarp jų yra chlorofilo molekulės. Ši sluoksniuota struktūra suteikia maksimaliai laisvus paviršius ir palengvina energijos fiksavimą bei perdavimą fotosintezės metu.

Chromoplastai - plastidų, kuriuose yra augalinių pigmentų (raudonos arba rudos, geltonos, oranžinės). Jie susitelkę žiedų, stiebų, vaisių, augalų lapų ląstelių citoplazmoje ir suteikia jiems atitinkamą spalvą. Chromoplastai susidaro iš leukoplastų arba chloroplastų dėl pigmentų kaupimosi. karotinoidų.

Leukoplastai – bespalviai plastidų, esančių nedažytose augalų dalyse: stiebuose, šaknyse, svogūnėliuose ir kt.. Vienų ląstelių leukoplastuose kaupiasi krakmolo grūdeliai, kitų ląstelių leukoplastuose kaupiasi aliejai ir baltymai.

Visos plastidės kyla iš savo pirmtakų – proplastidų. Jie atskleidė DNR, kuri kontroliuoja šių organelių dauginimąsi.

ląstelių centras, arba centrosoma, vaidina svarbų vaidmenį ląstelių dalijimuisi ir susideda iš dviejų centriolių . Jis randamas visose gyvūnų ir augalų ląstelėse, išskyrus žydinčius, apatinius grybus ir kai kuriuos pirmuonis. Centrioliai besidalijančiose ląstelėse dalyvauja formuojant dalijimosi veleną ir yra jo poliuose. Dalijančioje ląstelėje pirmiausia dalijasi ląstelės centras, tuo pačiu formuojasi achromatino verpstė, orientuojanti chromosomas, kai jos išsiskiria link polių. Po vieną centriolę palieka kiekvieną dukterinę ląstelę.

Daugelis augalų ir gyvūnų ląstelių turi specialios paskirties organelės: blakstienos, atlieka judėjimo funkciją (blakstienas, kvėpavimo takų ląstelės), žvyneliai(paprasčiausios vienaląstės, vyriškos lytinės ląstelės gyvūnuose ir augaluose ir kt.). Inkliuzai - laikini elementai, atsirandantys ląstelėje tam tikru jos gyvenimo etapu dėl sintetinės funkcijos. Jie naudojami arba pašalinami iš ląstelės. Inkliuzai taip pat yra rezervinės maistinės medžiagos: augalų ląstelėse – krakmolas, riebalų lašeliai, blokeliai, eteriniai aliejai, daug organinių rūgščių, organinių ir neorganinių rūgščių druskos; gyvūnų ląstelėse - glikogenas (kepenų ląstelėse ir raumenyse), riebalų lašai (poodiniame audinyje); Kai kurie inkliuzai kaupiasi ląstelėse kaip atliekos – kristalų, pigmentų ir kt.

Vakuolės - tai ertmės, apribotos membrana; yra gerai išreikšti augalų ląstelėse ir yra pirmuoniuose. Atsiranda įvairiose endoplazminio tinklo plėtinių dalyse. Ir palaipsniui nuo jo atsiskirti. Vakuolės palaiko turgorinį slėgį, jose yra ląstelių arba vakuolių sulčių, kurių molekulės lemia jo osmosinę koncentraciją. Manoma, kad pradiniai sintezės produktai – tirpūs angliavandeniai, baltymai, pektinai ir kt. – kaupiasi endoplazminio tinklo cisternose. Šios sankaupos reiškia būsimų vakuolių pradžią.

citoskeletas . Vienas iš skiriamųjų eukariotinės ląstelės bruožų yra skeleto formacijų susidarymas jos citoplazmoje mikrotubulių ir baltymų pluoštų pluoštų pavidalu. Citoskeleto elementai yra glaudžiai susiję su išorine citoplazmine membrana ir branduoline membrana, sudarydami sudėtingus susipynimus citoplazmoje. Atraminiai citoplazmos elementai lemia ląstelės formą, užtikrina tarpląstelinių struktūrų judėjimą ir visos ląstelės judėjimą.

Šerdis ląstelė vaidina svarbų vaidmenį jos gyvenime, ją pašalinus, ląstelė nustoja veikti ir miršta. Dauguma gyvūnų ląstelių turi vieną branduolį, tačiau yra ir daugiabranduolių (žmogaus kepenys ir raumenys, grybai, blakstienas, žalieji dumbliai). Žinduolių eritrocitai išsivysto iš pirmtakų ląstelių, kuriose yra branduolys, tačiau subrendę eritrocitai jį praranda ir ilgai negyvena.

Branduolys yra apsuptas dviguba membrana, prasiskverbta porų, per kurią jis yra glaudžiai susijęs su endoplazminio tinklo ir citoplazmos kanalais. Branduolio viduje yra chromatinas- spiralizuotos chromosomų dalys. Ląstelių dalijimosi metu jos virsta lazdelės pavidalo dariniais, kurie aiškiai matomi pro šviesos mikroskopą. Chromosomos yra sudėtingas baltymų ir DNR rinkinys, vadinamas nukleoproteinas.

Branduolio funkcijos yra visų gyvybiškai svarbių ląstelės funkcijų reguliavimas, kurį ji atlieka DNR ir RNR – paveldimos informacijos nešėjų pagalba. Ruošiantis ląstelių dalijimuisi, DNR padvigubėja, mitozės metu chromosomos atsiskiria ir perkeliamos į dukterines ląsteles, užtikrinant paveldimos informacijos tęstinumą kiekvieno tipo organizmuose.

Karioplazma - skystoji branduolio fazė, kurioje branduolinių struktūrų atliekos yra ištirpusios

branduolys- izoliuota, tankiausia branduolio dalis. Branduolys susideda iš sudėtingų baltymų ir RNR, laisvų arba surištų kalio, magnio, kalcio, geležies, cinko ir ribosomų fosfatų. Branduolys išnyksta prieš prasidedant ląstelių dalijimuisi ir vėl susiformuoja paskutinėje dalijimosi fazėje.

Taigi ląstelė turi puikią ir labai sudėtingą organizaciją. Platus citoplazminių membranų tinklas ir organelių struktūros membraninis principas leidžia atskirti daugybę cheminių reakcijų, vienu metu vykstančių ląstelėje. Kiekvienas tarpląstelinis darinys turi savo sandarą ir specifinę funkciją, tačiau tik jų sąveika galimas harmoningas ląstelės gyvenimas, kurio pagrindu į ląstelę patenka medžiagos iš aplinkos, o atliekos iš jos pašalinamos į išorę. aplinka – taip vyksta medžiagų apykaita. Ląstelės struktūrinės organizacijos tobulumas galėjo atsirasti tik dėl ilgos biologinės evoliucijos, kurios metu jos atliekamos funkcijos palaipsniui komplikavosi.

Paprasčiausios vienaląstės formos yra ir ląstelė, ir organizmas su visomis gyvybiškai svarbiomis apraiškomis. Daugialąsčiuose organizmuose ląstelės sudaro vienarūšes grupes – audinius. Savo ruožtu audiniai sudaro organus, sistemas, o jų funkcijas lemia bendra viso organizmo gyvybinė veikla.

Eukariotai arba branduolinės ląstelės yra daug sudėtingesnės nei prokariotai. Eukariotinės ląstelės struktūra yra skirta tarpląsteliniam metabolizmui įgyvendinti.

plazmolema

Išorėje bet kurią ląstelę supa plona, ​​elastinga plazminė membrana, vadinama plazmolema. Plazmalemmos sudėtis apima organines medžiagas, aprašytas lentelėje.

Ryžiai. 1. Plazlemos sandara.

Virš augalo ląstelės plazmolemos yra ląstelės sienelė, kurioje yra celiuliozė. Jis išlaiko formą ir riboja ląstelės mobilumą. Gyvūno ląstelė yra padengta glikokaliksu, kurį sudaro įvairūs organiniai junginiai. Pagrindinė papildomų dangų funkcija – apsauga.

Per plazmalemą pernešamos medžiagos, o signalai perduodami per įterptus baltymus.

Šerdis

Eukariotai nuo prokariotų skiriasi tuo, kad turi branduolį, membranos struktūrą susidedantis iš trijų komponentų:

• dvi membranos, turinčios poras;
• nukleoplazma – skystis, susidedantis iš chromatino (sudėtyje yra RNR ir DNR), baltymų, nukleorūgščių, vandens;
• nucleolus - sutankinta nukleoplazmos sritis.

Ryžiai. 2. Branduolio sandara.

Branduolys kontroliuoja visus ląstelės procesus, taip pat atlieka:

TOP 4 straipsniaikurie skaitė kartu su tuo

• paveldimos informacijos saugojimas ir perdavimas;
• ribosomų susidarymas;
• nukleorūgščių sintezė.

Citoplazma

Eukariotų citoplazmoje yra įvairių organelių, kurie vykdo medžiagų apykaitą dėl nuolatinio citoplazmos judėjimo (ciklozės). Jų aprašymas pateiktas eukariotinės ląstelės sandaros lentelėje.

Augalų ląstelė pasižymi dviem specialiais organeliais, kurių nėra gyvūnams:

• vakuolė - kaupia organines medžiagas, vandenį, palaiko turgorą;
• plastidai - priklausomai nuo rūšies atlieka fotosintezę (chloroplastai), kaupia medžiagas (leukoplastai), dažo gėles ir vaisius (chromoplastai).

Gyvūnų ląstelėse (nėra augaluose) yra centrosoma (ląstelių centras), renkanti mikrovamzdelius, iš kurių vėliau susidaro dalijimosi verpstė, citoskeletas, žvyneliai ir blakstienos.

Ryžiai. 3. Augalų ir gyvūnų ląstelės.

Eukariotai dauginasi dalijimosi būdu – mitoze arba mejoze. Mitozė (netiesioginis dalijimasis) būdinga visoms somatinėms (ne lytinėms) ląstelėms ir vienaląsčiams branduoliniams organizmams. Mejozė yra lytinių ląstelių susidarymo procesas.

Ko mes išmokome?

Iš 9 klasės biologijos pamokos trumpai sužinojome apie eukariotinės ląstelės sandarą ir funkcijas. Eukariotai yra sudėtingos struktūros, susidedančios iš ląstelės membranos, citoplazmos ir branduolio. Eukariotinės ląstelės citoplazmoje yra įvairių organelių (Golgi kompleksas, ER, lizosomos ir kt.), kurios vykdo tarpląstelinį metabolizmą. Be to, augalų ląstelėms būdinga vakuolė ir plastidės, o gyvūnams – ląstelių centras.

Temos viktorina

Ataskaitos įvertinimas

Vidutinis reitingas: 4.1. Iš viso gautų įvertinimų: 300.

Ląstelių struktūra

ląstelės struktūra

prokariotinė ląstelė

prokariotai(iš lat. pro

Chromosomų sandara

Chromosomos sandaros schema vėlyvojoje fazėje – mitozės metafazėje. 1-chromatidas; 2-centromeras; 3-trumpas petys; 4 ilgio pečiai.

Chromosomos(senovės graikų χρῶμα – spalva ir σῶμα – kūnas) – nukleoproteinų struktūros eukariotinės ląstelės (ląstelėje, kurioje yra branduolys) branduolyje, kurios tampa lengvai matomos tam tikrose ląstelės ciklo fazėse (miozės ar mejozės metu). Chromosomos yra didelis chromatino, nuolat esančio ląstelės branduolyje, kondensacijos laipsnis. Iš pradžių šis terminas buvo pasiūlytas reikšti struktūras, esančias eukariotinėse ląstelėse, tačiau pastaraisiais dešimtmečiais vis dažniau kalbama apie bakterijų chromosomas. Chromosomose yra daugiausia genetinės informacijos.

Chromosomų morfologija geriausiai matoma ląstelėje metafazės stadijoje. Chromosoma susideda iš dviejų lazdelės formos kūnų – chromatidžių. Abi kiekvienos chromosomos chromatidės yra identiškos viena kitai pagal genų sudėtį.

Chromosomos yra skirtingo ilgio. Chromosomos turi centromerą arba pirminį susiaurėjimą, du telomerus ir dvi rankas. Kai kuriose chromosomose antriniai susiaurėjimai ir palydovai yra izoliuoti. Chromosomos judėjimas lemia sudėtingos struktūros centrimerą.

Centromero DNR išsiskiria būdinga nukleotidų seka ir specifiniais baltymais. Priklausomai nuo centromeros vietos, išskiriamos akrocentrinės, submetacentrinės ir metacentrinės chromosomos.

Kaip minėta aukščiau, kai kurios chromosomos turi antrinius susiaurėjimus. Jie, skirtingai nei pirminis susiaurėjimas (centromerai), netarnauja kaip veleno sriegių tvirtinimo vieta ir nevaidina jokio vaidmens chromosomų judėjime. Kai kurie antriniai susiaurėjimai yra susiję su branduolių susidarymu, tokiu atveju jie vadinami branduolio organizatoriais. Branduolių organizatoriuose yra genai, atsakingi už RNR sintezę. Kitų antrinių susiaurėjimų funkcija dar nėra aiški.

Kai kurios akrocentrinės chromosomos turi palydovus – sritis, sujungtas su likusia chromosomos dalimi plonu chromatino siūlu. Palydovo forma ir matmenys tam tikrai chromosomai yra pastovūs. Žmonės turi palydovus penkiose chromosomų porose.

Chromosomų galai, kuriuose gausu struktūrinio heterochromatino, vadinami telomerais. Telomerai neleidžia chromosomų galams sulipti po reduplikacijos ir taip prisideda prie jų vientisumo išsaugojimo. Todėl telomerai yra atsakingi už chromosomų, kaip atskirų darinių, egzistavimą.

Chromosomos, turinčios tą pačią genų eilę, vadinamos homologinėmis. Jų struktūra vienoda (ilgis, centromero vieta ir kt.). Nehomologinės chromosomos turi skirtingą genų rinkinį ir skirtingą struktūrą.

Chromosomų smulkiosios struktūros tyrimas parodė, kad jas sudaro DNR, baltymai ir nedidelis kiekis RNR. DNR molekulė neša neigiamus krūvius, paskirstytus per visą jos ilgį, o prie jos prisirišę baltymai – histonai – yra teigiamai įkrauti. Šis DNR ir baltymų kompleksas vadinamas chromatinu. Chromatinas gali turėti skirtingą kondensacijos laipsnį. Kondensuotas chromatinas vadinamas heterochromatinu, dekondensuotas chromatinas vadinamas euchromatinu. Chromatino dekondensacijos laipsnis atspindi jo funkcinę būseną. Heterochromatinės sritys yra funkciškai mažiau aktyvios nei euchromatinės, kuriose yra lokalizuota dauguma genų. Išskiriamas struktūrinis heterochromatinas, kurio kiekis įvairiose chromosomose kinta, tačiau nuolat yra pericentromerinėse srityse. Be struktūrinio heterochromatino, yra fakultatyvinis heterochromatinas, kuris atsiranda chromosomoje superspiralizuojant euchromatines sritis. Šio reiškinio egzistavimą žmogaus chromosomose patvirtina vienos X chromosomos genetinės inaktyvacijos moters somatinėse ląstelėse faktas. Jo esmė slypi tame, kad egzistuoja evoliuciškai susiformavęs antrosios X chromosomoje lokalizuotų genų dozės inaktyvavimo mechanizmas, dėl kurio, nepaisant skirtingo X chromosomų skaičiaus vyriškuose ir moteriškuose organizmuose, genų skaičius didėja. funkcionavimas juose išlyginamas. Chromatinas maksimaliai kondensuojasi mitozinio ląstelių dalijimosi metu, tada jį galima aptikti tankių chromosomų pavidalu

Chromosomų DNR molekulių matmenys yra didžiuliai. Kiekvieną chromosomą vaizduoja viena DNR molekulė. Jie gali siekti šimtus mikrometrų ir net centimetrų. Iš žmogaus chromosomų didžiausia yra pirmoji; jo DNR bendras ilgis siekia iki 7 cm Bendras vienos žmogaus ląstelės visų chromosomų DNR molekulių ilgis – 170 cm.

Nepaisant milžiniško DNR molekulių dydžio, ji gana tankiai supakuota chromosomose. Histono baltymai suteikia tokį specifinį chromosomų DNR paketą. Histonai yra išdėstyti išilgai DNR molekulės ilgio blokų pavidalu. Viename bloke yra 8 histono molekulės, sudarančios nukleozomą (darinys, susidedantis iš DNR grandinės, apvyniotos aplink histono oktamerą). Nukleosomos dydis yra apie 10 nm. Nukleosomos atrodo kaip karoliukai, suverti ant virvelės. Nukleosomos ir jas jungiantys DNR segmentai yra tankiai supakuoti spiralės pavidalu, kiekvienam tokios spiralės posūkiui po šešias nukleosomas. Taip susiformuoja chromosomos struktūra.

Paveldima organizmo informacija yra griežtai sutvarkyta pagal atskiras chromosomas. Kiekvienam organizmui būdingas tam tikras chromosomų rinkinys (skaičius, dydis ir struktūra), kuris vadinamas kariotipu. Žmogaus kariotipui atstovauja dvidešimt keturios skirtingos chromosomos (22 poros autosomų, X ir Y chromosomos). Kariotipas yra rūšies pasas. Kariotipo analizė leidžia aptikti sutrikimus, galinčius lemti vystymosi anomalijas, paveldimas ligas ar vaisiaus bei embrionų mirtį ankstyvosiose vystymosi stadijose.

Ilgą laiką buvo manoma, kad žmogaus kariotipas susideda iš 48 chromosomų. Tačiau 1956 metų pradžioje buvo paskelbta žinutė, pagal kurią žmogaus kariotipo chromosomų skaičius yra 46.

Žmogaus chromosomos skiriasi dydžiu, centromerų vieta ir antriniais susiaurėjimais. Pirmasis kariotipo padalijimas į grupes buvo atliktas 1960 metais konferencijoje Denveryje (JAV). Žmogaus kariotipo aprašymas iš pradžių buvo pagrįstas šiais dviem principais: chromosomų išsidėstymu išilgai jų ilgio; chromosomų grupavimas pagal centromeros vietą (metacentrinis, submetacentrinis, akrocentrinis).

Tikslus chromosomų skaičiaus pastovumas, jų individualumas ir struktūros sudėtingumas rodo jų atliekamos funkcijos svarbą. Chromosomos atlieka pagrindinio ląstelės genetinio aparato funkciją. Juose linijine tvarka yra genų, kurių kiekvienas chromosomoje užima griežtai apibrėžtą vietą (lokusą). Kiekvienoje chromosomoje yra daug genų, tačiau normaliam organizmo vystymuisi būtinas viso chromosomų rinkinio genų rinkinys.

DNR struktūra ir funkcijos

DNR- polimeras, kurio monomerai yra dezoksiribonukleotidai. DNR molekulės erdvinės struktūros modelį dvigubos spiralės pavidalu 1953 metais pasiūlė J. Watsonas ir F. Crickas (šiam modeliui sukurti naudojo M. Wilkinso, R. Franklino, E. Chargaff).

DNR molekulė sudarytos iš dviejų polinukleotidų grandinių, spirale susisukusių viena aplink kitą ir kartu aplink įsivaizduojamą ašį, t.y. yra dviguba spiralė (išimtis – kai kurie DNR turintys virusai turi viengrandę DNR). DNR dvigubos spiralės skersmuo yra 2 nm, atstumas tarp gretimų nukleotidų yra 0,34 nm, o viename spiralės posūkyje yra 10 nukleotidų porų. Molekulės ilgis gali siekti kelis centimetrus. Molekulinė masė – dešimtys ir šimtai milijonų. Bendras DNR ilgis žmogaus ląstelės branduolyje yra apie 2 m. Eukariotinėse ląstelėse DNR sudaro kompleksus su baltymais ir turi specifinę erdvinę konformaciją.

DNR monomeras – nukleotidas (dezoksiribonukleotidas)- susideda iš trijų medžiagų likučių: 1) azoto bazės, 2) penkių anglies monosacharido (pentozės) ir 3) fosforo rūgšties. Nukleino rūgščių azotinės bazės priklauso pirimidinų ir purinų klasėms. DNR pirimidino bazės(jų molekulėje turi vieną žiedą) – timiną, citoziną. Purino bazės(turi du žiedus) – adenino ir guanino.

DNR nukleotido monosacharidą vaizduoja dezoksiribozė.

Nukleotido pavadinimas kildinamas iš atitinkamos bazės pavadinimo. Nukleotidai ir azoto bazės žymimos didžiosiomis raidėmis.

Polinukleotidinė grandinė susidaro dėl nukleotidų kondensacijos reakcijų. Šiuo atveju tarp vieno nukleotido dezoksiribozės liekanos 3 colių anglies ir kito nukleotido fosforo rūgšties liekanos, fosfoeterio jungtis(priklauso stiprių kovalentinių ryšių kategorijai). Vienas polinukleotidinės grandinės galas baigiasi 5 "anglies galu (jis vadinamas 5" galu), kitas baigiasi 3 "anglies (3" galas).

Prieš vieną nukleotidų grandinę yra antroji grandinė. Nukleotidų išsidėstymas šiose dviejose grandinėse nėra atsitiktinis, o griežtai apibrėžtas: timinas visada yra prieš vienos grandinės adeniną kitoje grandinėje, o citozinas visada yra prieš guaniną, tarp adenino ir timino susidaro dvi vandenilinės jungtys, trys vandenilio jungtys. ryšiai tarp guanino ir citozino. Modelis, pagal kurį skirtingų DNR grandinių nukleotidai yra griežtai išdėstyti (adeninas - timinas, guaninas - citozinas) ir selektyviai jungiasi vienas su kitu, vadinamas papildomumo principas. Pažymėtina, kad J. Watsonas ir F. Crickas suprato papildomumo principą perskaitę E. Chargaffo kūrinius. E. Chargaffas, ištyręs daugybę įvairių organizmų audinių ir organų mėginių, nustatė, kad bet kuriame DNR fragmente guanino liekanų kiekis visada tiksliai atitinka citozino, o adenino – timino ( "Chargaffo taisyklė"), tačiau šio fakto paaiškinti negalėjo.

Komplementarumo principas reiškia, kad vienos grandinės nukleotidų seka lemia kitos grandinės nukleotidų seką.

DNR grandinės yra antilygiagrečios (priešingos), t.y. skirtingų grandinių nukleotidai yra priešingomis kryptimis, todėl priešais 3 "vienos grandinės galas yra 5" kitos. DNR molekulė kartais lyginama su spiraliniais laiptais. Šių kopėčių „turėklai“ yra cukraus ir fosfato pagrindas (kintamos dezoksiribozės ir fosforo rūgšties likučiai); „žingsniai“ yra viena kitą papildančios azoto bazės.

DNR funkcija- paveldimos informacijos saugojimas ir perdavimas.

Remontas („remontas“)

kompensacijas yra DNR nukleotidų sekos pažeidimo taisymo procesas. Jį atlieka specialios ląstelės fermentų sistemos ( remonto fermentai). DNR struktūros taisymo procese galima išskirti šiuos etapus: 1) DNR taisančios nukleazės atpažįsta ir pašalina pažeistą vietą, todėl DNR grandinėje susidaro plyšys; 2) DNR polimerazė užpildo šią spragą, nukopijuodama informaciją iš antrosios („gerosios“) grandinės; 3) DNR ligazė „sujungia“ nukleotidus, užbaigdama taisymą.

Labiausiai ištirti trys taisymo mechanizmai: 1) fotoreparacija, 2) akcizinis arba priešreplikacinis taisymas, 3) poreplikacinis taisymas.

DNR struktūros pokyčiai ląstelėje vyksta nuolat, veikiant reaktyviems metabolitams, ultravioletinei spinduliuotei, sunkiiesiems metalams ir jų druskoms ir kt. Todėl remonto sistemų defektai padidina mutacijos procesų greitį ir yra paveldimų ligų (kserodermos) priežastis. pigmentozė, progerija ir kt.).

RNR struktūra ir funkcijos

RNR- polimeras, kurio monomerai yra ribonukleotidai. Skirtingai nei DNR, RNR formuoja ne dvi, o viena polinukleotidų grandinė (išimtis – kai kurie RNR turintys virusai turi dvigrandę RNR). RNR nukleotidai gali sudaryti vandenilinius ryšius vienas su kitu. RNR grandinės yra daug trumpesnės nei DNR grandinės.

RNR monomeras – nukleotidas (ribonukleotidas)- susideda iš trijų medžiagų likučių: 1) azoto bazės, 2) penkių anglies monosacharido (pentozės) ir 3) fosforo rūgšties. Azotinės RNR bazės taip pat priklauso pirimidinų ir purinų klasėms.

RNR pirimidininės bazės yra uracilas, citozinas, purino bazės yra adeninas ir guaninas. RNR nukleotido monosacharidas pavaizduotas riboze.

Paskirstyti trijų tipų RNR: 1) informaciniai(matrica) RNR – mRNR (mRNR), 2) transporto RNR – tRNR, 3) ribosominės RNR – rRNR.

Visų tipų RNR yra neišsišakoję polinukleotidai, turi specifinę erdvinę konformaciją ir dalyvauja baltymų sintezės procesuose. Informacija apie visų tipų RNR struktūrą yra saugoma DNR. RNR sintezės procesas DNR šablone vadinamas transkripcija.

Perkelkite RNR paprastai turi 76 (nuo 75 iki 95) nukleotidus; molekulinė masė – 25 000–30 000. tRNR sudaro apie 10% viso RNR kiekio ląstelėje. tRNR funkcijos: 1) aminorūgščių pernešimas į baltymų sintezės vietą, į ribosomas, 2) transliacijos tarpininkas. Ląstelėje randama apie 40 tRNR tipų, kiekvienas iš jų turi tik jai būdingą nukleotidų seką. Tačiau visos tRNR turi keletą intramolekulinių komplementarių sričių, dėl kurių tRNR įgauna konformaciją, savo forma primenančią dobilo lapą. Bet kuri tRNR turi kilpą kontaktui su ribosoma (1), antikodono kilpą (2), kilpą kontaktui su fermentu (3), akceptoriaus kamieną (4) ir antikodoną (5). Amino rūgštis yra prijungta prie akceptoriaus kamieno 3' galo. Antikodonas– trys nukleotidai, „atpažįstantys“ mRNR kodoną. Reikėtų pabrėžti, kad tam tikra tRNR gali transportuoti griežtai apibrėžtą aminorūgštį, atitinkančią jos antikodoną. Aminorūgščių ir tRNR jungties specifiškumas pasiekiamas dėl fermento aminoacil-tRNR sintetazės savybių.

Ribosominė RNR turi 3000–5000 nukleotidų; molekulinė masė – 1 000 000–1 500 000. rRNR sudaro 80–85% viso RNR kiekio ląstelėje. Komplekse su ribosomų baltymais rRNR sudaro ribosomas - organelius, kurie vykdo baltymų sintezę. Eukariotinėse ląstelėse rRNR sintezė vyksta branduolyje. rRNR funkcijos: 1) būtinas ribosomų struktūrinis komponentas, taigi, užtikrinantis ribosomų funkcionavimą; 2) ribosomos ir tRNR sąveikos užtikrinimas; 3) pradinis ribosomos ir iRNR iniciatoriaus kodono surišimas ir skaitymo rėmo nustatymas, 4) ribosomos aktyvaus centro formavimas.

Informacinė RNR skyrėsi pagal nukleotidų kiekį ir molekulinę masę (nuo 50 000 iki 4 000 000). MRNR dalis sudaro iki 5% viso RNR kiekio ląstelėje. MRNR funkcijos: 1) genetinės informacijos perkėlimas iš DNR į ribosomas, 2) matrica baltymo molekulės sintezei, 3) baltymo molekulės pirminės struktūros aminorūgščių sekos nustatymas.

ATP struktūra ir funkcijos

Adenozino trifosforo rūgštis (ATP)- universalus šaltinis ir pagrindinis energijos kaupiklis gyvose ląstelėse. ATP yra visose augalų ir gyvūnų ląstelėse. ATP kiekis vidutiniškai siekia 0,04 % (nuo neapdorotos ląstelės masės), didžiausias ATP kiekis (0,2–0,5 %) randamas griaučių raumenyse.

ATP susideda iš likučių: 1) azoto bazės (adenino), 2) monosacharido (ribozės), 3) trijų fosforo rūgščių. Kadangi ATP yra ne viena, o trys fosforo rūgšties liekanos, jis priklauso ribonukleozidų trifosfatams.

Daugeliui darbo rūšių, atliekamų ląstelėse, naudojama ATP hidrolizės energija. Tuo pačiu metu, kai yra atskilusi galinė fosforo rūgšties likutis, ATP pereina į ADP (adenozino difosforo rūgštį), o kai atsiskiria antra fosforo rūgšties liekana, į AMP (adenozino monofosforo rūgštį). Laisvosios energijos išeiga šalinant tiek galinį, tiek antrąjį fosforo rūgšties likučius yra po 30,6 kJ. Trečiosios fosfatų grupės skilimą lydi tik 13,8 kJ išsiskyrimas. Ryšiai tarp galinės ir antrosios, antrosios ir pirmosios fosforo rūgšties liekanų vadinamos makroerginėmis (didelės energijos).

ATP atsargos nuolat pildomos. Visų organizmų ląstelėse ATP sintezė vyksta fosforilinimo procese, t.y. fosforo rūgšties pridėjimas prie ADP. Fosforilinimas vyksta skirtingo intensyvumo kvėpavimo (mitochondrijos), glikolizės (citoplazmos), fotosintezės (chloroplastų) metu.

ATP yra pagrindinė grandis tarp procesų, kuriuos lydi energijos išsiskyrimas ir kaupimas, ir procesų, kuriems reikia energijos. Be to, ATP kartu su kitais ribonukleozidų trifosfatais (GTP, CTP, UTP) yra RNR sintezės substratas.

Genų savybės

1. diskretiškumas – genų nesuderinamumas;
2. stabilumas – gebėjimas išlaikyti konstrukciją;
3. labilumas – gebėjimas pakartotinai mutuoti;
4. daugybinis alelizmas – populiacijoje egzistuoja daug genų įvairiomis molekulinėmis formomis;
5. alelizmas – diploidinių organizmų genotipe tik dvi geno formos;
6. specifiškumas – kiekvienas genas koduoja savo požymį;
7. pleiotropija – daugybinis geno poveikis;
8. ekspresyvumas – geno raiškos požymyje laipsnis;
9. penetrancija – geno pasireiškimo fenotipe dažnis;
10. amplifikacija – geno kopijų skaičiaus padidėjimas.

klasifikacija

1. Struktūriniai genai yra unikalūs genomo komponentai, atstovaujantys vieną seką, koduojančią specifinį baltymą arba kai kurias RNR rūšis. (Taip pat žiūrėkite straipsnį namų tvarkymo genai).
2. Funkciniai genai – reguliuoja struktūrinių genų darbą.

Genetinis kodas- metodas, būdingas visiems gyviems organizmams, skirtas koduoti baltymų aminorūgščių seką, naudojant nukleotidų seką.

DNR yra naudojami keturi nukleotidai – adeninas (A), guaninas (G), citozinas (C), timinas (T), kurie rusų kalbos literatūroje žymimi raidėmis A, G, C ir T. Šios raidės sudaro genetinio kodo abėcėlė. RNR naudojami tie patys nukleotidai, išskyrus timiną, kuris pakeičiamas panašiu nukleotidu - uracilu, kuris žymimas raide U (rusų kalbos literatūroje U). DNR ir RNR molekulėse nukleotidai išsirikiuoja į grandines ir taip gaunamos genetinių raidžių sekos.

Genetinis kodas

Gamtoje baltymų gamybai naudojama 20 skirtingų aminorūgščių. Kiekvienas baltymas yra grandinė arba kelios aminorūgščių grandinės griežtai apibrėžtoje sekoje. Ši seka lemia baltymo struktūrą, taigi ir visas jo biologines savybes. Aminorūgščių rinkinys taip pat universalus beveik visiems gyviems organizmams.

Genetinės informacijos įgyvendinimas gyvose ląstelėse (ty geno koduoto baltymo sintezė) atliekamas naudojant du matricos procesus: transkripciją (tai yra mRNR sintezę DNR šablone) ir genetinio kodo vertimą. į aminorūgščių seką (polipeptidinės grandinės sintezė ant mRNR). Užtenka trijų iš eilės einančių nukleotidų, kad būtų užkoduota 20 aminorūgščių, taip pat sustojimo signalas, reiškiantis baltymų sekos pabaigą. Trijų nukleotidų rinkinys vadinamas tripletu. Priimtos santrumpos, atitinkančios aminorūgštis ir kodonus, parodytos paveikslėlyje.

Savybės

1. Trigubai- reikšmingas kodo vienetas yra trijų nukleotidų derinys (tripletas arba kodonas).
2. Tęstinumas- tarp trynukų nėra skyrybos ženklų, tai yra, informacija skaitoma nuolat.
3. nesutampa- tas pats nukleotidas vienu metu negali būti dviejų ar daugiau tripletų dalis (nepastebėta kai kuriems persidengiantiems virusų, mitochondrijų ir bakterijų genams, koduojantiems kelis kadrų poslinkio baltymus).
4. Vienareikšmiškumas (specifiškumas)- tam tikras kodonas atitinka tik vieną aminorūgštį (tačiau UGA kodonas in Euplotes crassus koduoja dvi aminorūgštis - cisteiną ir selenocisteiną)
5. Degeneracija (redundancija) Tą pačią aminorūgštį gali atitikti keli kodonai.
6. Universalumas- genetinis kodas vienodai veikia įvairaus sudėtingumo organizmuose – nuo ​​virusų iki žmonių (tuo pagrįsti genų inžinerijos metodai; yra nemažai išimčių, pateiktų lentelėje „Standartinio genetinio kodo variantai“). “ skyrių žemiau).
7. Triukšmo atsparumas- nukleotidų pakaitų mutacijos, kurios nelemia koduojamos aminorūgšties klasės pasikeitimo, vadinamos konservatyvus; vadinamos nukleotidų pakeitimo mutacijos, dėl kurių pasikeičia koduojamos aminorūgšties klasė radikalus.

Baltymų biosintezė ir jos etapai

Baltymų biosintezė- sudėtingas daugiapakopis polipeptidinės grandinės iš aminorūgščių liekanų sintezės procesas, vykstantis gyvų organizmų ląstelių ribosomose, dalyvaujant mRNR ir tRNR molekulėms.

Baltymų biosintezę galima suskirstyti į transkripcijos, apdorojimo ir vertimo etapus. Transkripcijos metu nuskaitoma genetinė informacija, užkoduota DNR molekulėse ir ši informacija įrašoma į mRNR molekules. Per keletą nuoseklių apdorojimo etapų kai kurie fragmentai, kurie vėlesniuose etapuose yra nereikalingi, pašalinami iš mRNR ir redaguojamos nukleotidų sekos. Po to, kai kodas yra perneštas iš branduolio į ribosomas, tikroji baltymų molekulių sintezė vyksta prijungiant atskiras aminorūgščių liekanas prie augančios polipeptidinės grandinės.

Tarp transkripcijos ir transliacijos iRNR molekulė patiria eilę nuoseklių pokyčių, kurie užtikrina veikiančio šablono, skirto polipeptidinės grandinės sintezei, subrendimą. Prie 5' galo pritvirtintas dangtelis, o prie 3' galo pritvirtintas poli-A uodega, o tai padidina mRNR tarnavimo laiką. Atsiradus apdorojimui eukariotų ląstelėje, atsirado galimybė sujungti genų egzonus, kad būtų gauta didesnė baltymų, užkoduotų viena DNR nukleotidų seka, įvairovė – alternatyvus sujungimas.

Vertimas susideda iš polipeptidinės grandinės sintezės pagal informaciją, užkoduotą pasiuntinio RNR. Aminorūgščių seka išdėstyta naudojant transporto RNR (tRNR), kurios sudaro kompleksus su aminorūgštimis – aminoacil-tRNR. Kiekviena aminorūgštis turi savo tRNR, kuri turi atitinkamą antikodoną, kuris „atitinka“ mRNR kodoną. Transliacijos metu ribosoma juda išilgai mRNR, nes kaupiasi polipeptidinė grandinė. Energiją baltymų sintezei suteikia ATP.

Tada paruošta baltymo molekulė yra atskiriama nuo ribosomos ir perkeliama į reikiamą ląstelės vietą. Kai kuriems baltymams reikalinga papildoma po transliacijos modifikacija, kad jie pasiektų aktyvią būseną.

Mutacijų priežastys

Mutacijos skirstomos į spontaniškas Ir sukeltas. Spontaniškos mutacijos vyksta spontaniškai per visą organizmo gyvenimą įprastomis aplinkos sąlygomis, kurių dažnis yra apie 10–9–10–12 vienam nukleotidui per ląstelių kartą.

Sukeltos mutacijos vadinamos paveldimais genomo pokyčiais, atsirandančiais dėl tam tikro mutageninio poveikio dirbtinėmis (eksperimentinėmis) sąlygomis arba esant neigiamam aplinkos poveikiui.

Gyvoje ląstelėje vykstančių procesų metu mutacijos atsiranda nuolat. Pagrindiniai procesai, lemiantys mutacijų atsiradimą, yra DNR replikacija, sutrikęs DNR atstatymas ir genetinė rekombinacija.

Mutacijų vaidmuo evoliucijoje

Ženkliai pasikeitus egzistavimo sąlygoms, tos mutacijos, kurios anksčiau buvo žalingos, gali pasirodyti naudingos. Taigi, mutacijos yra natūralios atrankos medžiaga. Taigi melanistinius mutantus (tamsios spalvos individus) beržinių drugių populiacijose Anglijoje mokslininkai pirmą kartą aptiko tarp tipiškų šviesių individų XIX amžiaus viduryje. Tamsi spalva atsiranda dėl vieno geno mutacijos. Drugeliai dieną praleidžia ant medžių kamienų ir šakų, dažniausiai padengtų kerpėmis, nuo kurių maskuojasi šviesi spalva. Dėl pramonės revoliucijos, lydimos atmosferos taršos, žuvo kerpės, o šviesūs beržų kamienai pasidengė suodžiais. Dėl to iki XX amžiaus vidurio (50–100 kartų) pramoninėse zonose tamsioji morfija beveik visiškai pakeitė šviesiąją. Įrodyta, kad pagrindinė juodosios formos išlikimo priežastis yra paukščių plėšrūnai, kurie selektyviai ėdė šviesius drugelius užterštose vietose.

Jei mutacija paveikia „tyliąsias“ DNR dalis arba dėl jos vienas genetinio kodo elementas pakeičiamas sinonimu, tai dažniausiai ji niekaip nepasireiškia fenotipe (tokio sinoniminio pakeitimo pasireiškimas gali būti susiję su skirtingais kodono naudojimo dažniais). Tačiau tokias mutacijas galima aptikti genų analizės metodais. Kadangi mutacijos dažniausiai atsiranda dėl natūralių priežasčių, tada, darant prielaidą, kad pagrindinės išorinės aplinkos savybės nepasikeitė, paaiškėja, kad mutacijų dažnis turėtų būti maždaug pastovus. Šis faktas gali būti panaudotas tiriant filogeniją – įvairių taksonų, tarp jų ir žmonių, kilmės ir ryšių tyrimus. Taigi tylių genų mutacijos tyrėjams tarnauja kaip savotiškas „molekulinis laikrodis“. „Molekulinio laikrodžio“ teorija taip pat remiasi tuo, kad dauguma mutacijų yra neutralios, o jų kaupimosi greitis tam tikrame gene nepriklauso arba silpnai priklauso nuo natūralios atrankos veikimo, todėl ilgą laiką išlieka pastovus. Tačiau skirtingiems genams šis rodiklis skirsis.

Mitochondrijų DNR (paveldima per motinos liniją) ir Y-chromosomose (paveldima per tėvo liniją) mutacijų tyrimas plačiai taikomas evoliucinėje biologijoje tiriant rasių ir tautybių kilmę, rekonstruojant žmonijos biologinį vystymąsi.

Ląstelių struktūra

ląstelės struktūra

Visos ląstelinės gyvybės formos žemėje gali būti suskirstytos į dvi karalystes pagal jas sudarančių ląstelių struktūrą – prokariotus (ikibranduolinius) ir eukariotus (branduolinius). Prokariotinės ląstelės yra paprastesnės struktūros, matyt, jos atsirado anksčiau evoliucijos procese. Eukariotinės ląstelės – sudėtingesnės, atsirado vėliau. Ląstelės, sudarančios žmogaus kūną, yra eukariotinės.

Nepaisant formų įvairovės, visų gyvų organizmų ląstelių organizavimui taikomi vienodi struktūriniai principai.

Gyvąjį ląstelės turinį – protoplastą – nuo ​​aplinkos skiria plazminė membrana, arba plazmolema. Ląstelės viduje yra citoplazma, kurioje yra įvairių organelių ir ląstelių inkliuzų, taip pat genetinės medžiagos DNR molekulės pavidalu. Kiekviena ląstelės organelė atlieka savo ypatingą funkciją ir visos kartu lemia visos ląstelės gyvybinę veiklą.

prokariotinė ląstelė

Tipiškos prokariotinės ląstelės struktūra: kapsulė, ląstelės sienelė, plazmolema, citoplazma, ribosomos, plazmidė, pilis, žvyneliai, nukleoidas.

prokariotai(iš lat. pro- prieš, prieš ir graikiškai. κάρῠον - šerdis, riešutas) - organizmai, kurie, skirtingai nei eukariotai, neturi susiformavusio ląstelės branduolio ir kitų vidinių membranų organelių (išskyrus plokščias cisternas fotosintetinėse rūšyse, pavyzdžiui, cianobakterijose). Vienintelė didelė žiedinė (kai kuriose rūšyse – linijinė) dvigrandė DNR molekulė, kurioje yra pagrindinė ląstelės genetinės medžiagos dalis (vadinamasis nukleoidas), nesudaro komplekso su histono baltymais (vadinamuoju chromatinu). Prokariotai apima bakterijas, įskaitant melsvadumblius (melsvadumblius) ir archajas. Prokariotinių ląstelių palikuonys yra eukariotinių ląstelių organelės – mitochondrijos ir plastidai.

eukariotinė ląstelė(eukariotai) (iš graikų kalbos ευ – geras, visiškai ir κάρῠον – šerdis, riešutas) – organizmai, kurie, skirtingai nei prokariotai, turi geros formos ląstelės branduolį, nuo citoplazmos atskirtą branduolio membrana. Genetinė medžiaga yra apgaubta keliose linijinėse dvigrandėse DNR molekulėse (priklausomai nuo organizmų tipo, jų skaičius branduolyje gali svyruoti nuo dviejų iki kelių šimtų), prisitvirtinusių iš vidaus prie ląstelės branduolio membranos ir susidarančios didžiulėje erdvėje. dauguma (išskyrus dinoflagellatus) yra kompleksas su histono baltymais, vadinamas chromatinu. Eukariotinės ląstelės turi vidinių membranų sistemą, kuri, be branduolio, sudaro daugybę kitų organelių (endoplazminis tinklas, Golgi aparatas ir kt.). Be to, didžioji dauguma turi nuolatinius viduląstelinius simbiontus-prokariotus – mitochondrijas, o dumbliai ir augalai taip pat turi plastidžių.

Eukariotinės ląstelės sandara

Scheminis gyvūno ląstelės vaizdas. (Kai spustelėsite bet kurį langelio komponentų pavadinimą, būsite nukreipti į atitinkamą straipsnį.)

Mitochondrijos ir plastidai turi savo žiedinę DNR ir mažas ribosomas, dėl kurių jie patys gamina dalį savo baltymų (pusiau autonominių organelių).

Mitochondrijos dalyvauja (organinių medžiagų oksidacijoje) – tiekia ATP (energiją) ląstelės gyvybei, yra „ląstelės energijos stotys“.

Ne membranos organelės

Ribosomos- tai yra užsimezgusios organelės. Jie susideda iš dviejų subvienetų, chemiškai sudarytų iš ribosomų RNR ir baltymų. Subvienetai sintetinami branduolyje. Dalis ribosomų yra prijungtos prie ER, šis ER vadinamas grubiu (granuliuotu).

Ląstelių centras susideda iš dviejų centriolių, kurie ląstelių dalijimosi metu sudaro dalijimosi verpstę – mitozės ir mejozės.

Cilia, flagella tarnauja judėjimui.

Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Ląstelės citoplazmoje yra
1) baltymų gijos
2) blakstienos ir žvyneliai
3) mitochondrijos
4) ląstelių centras ir lizosomos

Atsakymas

Nustatykite atitiktį tarp ląstelių funkcijų ir organelių: 1) ribosomų, 2) chloroplastų. Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) esantis ant granuliuoto endoplazminio tinklo
B) baltymų sintezė
B) fotosintezė
D) susideda iš dviejų subvienetų
D) susideda iš granos su tilakoidais
E) sudaro polisomą

Atsakymas

Nustatykite atitiktį tarp ląstelės organoido ir organoido struktūros: 1) Golgi aparato, 2) chloroplasto. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) dviejų membranų organelė
B) turi savo DNR
B) turi sekrecijos aparatą
D) susideda iš membranos, pūslelių, cisternų
D) susideda iš tilakoidų gran ir stromos
E) vienos membranos organelės

Atsakymas

Nustatykite atitiktį tarp ląstelės savybių ir organelių: 1) chloroplasto, 2) endoplazminio tinklo. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) membranos suformuota kanalėlių sistema
B) organelę sudaro dvi membranos
B) transportuojančias medžiagas
D) sintetina pirmines organines medžiagas
D) apima tilakoidus

Atsakymas

1. Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Vienos ląstelės membranos komponentai
1) chloroplastai
2) vakuolės
3) ląstelių centras
4) ribosomos

Atsakymas

2. Pasirinkite tris parinktis. Kokios ląstelės organelės yra atskirtos nuo citoplazmos viena membrana?
1) Golgi kompleksas
2) mitochondrija
3) lizosoma
4) endoplazminis tinklas
5) chloroplastas
6) ribosoma

Atsakymas

Visos žemiau pateiktos savybės, išskyrus dvi, gali būti naudojamos apibūdinti ribosomų struktūros ir veikimo ypatybes. Nustatykite du ženklus, kurie „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite numerius, kuriais jie pažymėti.
1) susideda iš mikrotubulių tripletų
2) dalyvauti baltymų biosintezės procese
3) suformuoti padalijimo veleną
4) susidaro iš baltymų ir RNR
5) susideda iš dviejų subvienetų

Atsakymas

Pasirinkite du teisingus atsakymus iš penkių ir užrašykite skaičius, po kuriais jie nurodyti lentelėje. Pasirinkite dviejų membranų organelius:
1) lizosoma
2) ribosoma
3) mitochondrija
4) Golgi aparatas
5) chloroplastas

Atsakymas

Pasirinkite tris teisingus atsakymus iš šešių ir užrašykite skaičius, po kuriais jie pažymėti. Dviejų membranų augalo ląstelės organelės yra.
1) chromoplastai
2) centrioliai
3) leukoplastai
4) ribosomos
5) mitochondrijos
6) vakuolės

Atsakymas

BRANDUOLIS1-MITOCHONDRIJA1-RIBOSOMA1
Išanalizuokite lentelę. Kiekvienai raidėmis pažymėtai langeliui iš pateikto sąrašo pasirinkite atitinkamą terminą:
1) šerdis
2) ribosoma
3) baltymų biosintezė
4) citoplazma
5) oksidacinis fosforilinimas
6) transkripcija
7) lizosoma

Atsakymas

MITOCHONDRIJA2-CHROMOSOMA1-RIBOSOMA2

Išanalizuokite lentelę „Eukariotinės ląstelės struktūros“. Kiekvienai raide pažymėtai langeliui iš pateikto sąrašo pasirinkite atitinkamą terminą.
1) glikolizė
2) chloroplastai
3) transliuoti
4) mitochondrijos
5) transkripcija
6) šerdis
7) citoplazma
8) ląstelių centras

Atsakymas

LIZOSOMA1-RIBOSOMA3-CHLOROPLASTAS1


1) Golgi kompleksas
2) angliavandenių sintezė
3) viena membrana
4) krakmolo hidrolizė
5) lizosoma
6) nemembraninis

Atsakymas

LIZOSOMA2-CHLOROPLASTAS2-RIBOSOMA4

Išanalizuokite lentelę. Kiekvienai raidėmis pažymėtai langeliui iš pateikto sąrašo pasirinkite atitinkamą terminą.
1) dviguba membrana
2) endoplazminis tinklas
3) baltymų biosintezė
4) ląstelių centras
5) nemembraninis
6) angliavandenių biosintezė
7) viena membrana
8) lizosoma

Atsakymas

LIZOSOMA3-AG1-CHLOROPLASTAS3
Išanalizuokite ląstelių struktūros lentelę. Kiekvienai raide pažymėtai langeliui iš pateikto sąrašo pasirinkite atitinkamą terminą.
1) glikolizė
2) lizosoma
3) baltymų biosintezė
4) mitochondrija
5) fotosintezė
6) šerdis
7) citoplazma
8) ląstelių centras

Atsakymas

CHLOROPLAST4-AG2-RIBOSOMA5

Išanalizuokite ląstelių struktūros lentelę. Kiekvienai raide pažymėtai langeliui iš pateikto sąrašo pasirinkite atitinkamą terminą.
1) gliukozės oksidacija
2) ribosoma
3) polimerų skilimas
4) chloroplastas
5) baltymų sintezė
6) šerdis
7) citoplazma
8) dalijimosi veleno susidarymas

Atsakymas

AG3-MITOCHONDRIJA3-LIZOSOMA4

Išanalizuokite lentelę „Ląstelės organoidai“. Kiekvienai raide pažymėtai langeliui iš pateikto sąrašo pasirinkite atitinkamą terminą.
1) chloroplastas
2) endoplazminis tinklas
3) citoplazma
4) karioplazma
5) Golgi aparatas
6) biologinė oksidacija
7) medžiagų pernešimas ląstelėje
8) gliukozės sintezė

Atsakymas

1. Pasirinkite du teisingus atsakymus iš penkių ir užrašykite skaičius, po kuriais jie pažymėti lentelėje. Citoplazma ląstelėje atlieka keletą funkcijų:
1) bendrauja tarp branduolio ir organelių
2) veikia kaip angliavandenių sintezės matrica
3) tarnauja kaip branduolio ir organelių vieta
4) vykdo paveldimos informacijos perdavimą
5) tarnauja kaip chromosomų vieta eukariotinėse ląstelėse

Atsakymas

2. Iš bendro sąrašo atraskite du teisingus teiginius ir užrašykite skaičius, kuriais jie pažymėti. Atsiranda citoplazmoje
1) ribosomų baltymų sintezė
2) gliukozės biosintezė
3) insulino sintezė
4) organinių medžiagų oksidacija į neorganines
5) ATP molekulių sintezė

Atsakymas

Pasirinkite du teisingus atsakymus iš penkių ir užrašykite skaičius, po kuriais jie pažymėti. Pasirinkite nemembraninius organelius:
1) mitochondrijos
2) ribosoma
3) šerdis
4) mikrotubulas
5) Golgi aparatas

Atsakymas

Žemiau išvardyti ženklai, išskyrus du, naudojami pavaizduoto ląstelės organoido funkcijoms apibūdinti. Nustatykite du ženklus, kurie „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite numerius, kuriais jie pažymėti.
1) tarnauja kaip elektrinė
2) skaido biopolimerus į monomerus
3) suteikia medžiagų pakavimą iš ląstelės
4) sintetina ir kaupia ATP molekules
5) dalyvauja biologinėje oksidacijoje

Atsakymas

Nustatykite atitikimą tarp organoido struktūros ir jo tipo: 1) ląstelės centro, 2) ribosomos
A) susideda iš dviejų statmenai išdėstytų cilindrų
B) susideda iš dviejų subvienetų
B) sudarytas iš mikrotubulių
D) yra baltymų, užtikrinančių chromosomų judėjimą
D) yra baltymų ir nukleino rūgšties

Atsakymas

Nustatyti struktūrų išdėstymo seką augalo eukariotų ląstelėje (pradedant iš išorės)
1) plazminė membrana
2) ląstelės sienelė
3) šerdis
4) citoplazma
5) chromosomos

Atsakymas

Pasirinkite tris parinktis. Kuo mitochondrijos skiriasi nuo lizosomų?
1) turi išorinę ir vidinę membranas
2) turi daug ataugų – cristae
3) dalyvauti energijos išsiskyrimo procesuose
4) juose piruvo rūgštis oksiduojasi iki anglies dioksido ir vandens
5) juose biopolimerai suskaidomi iki monomerų
6) dalyvauti medžiagų apykaitoje

Atsakymas

1. Nustatyti atitikmenis tarp ląstelės organoido charakteristikų ir jo tipo: 1) mitochondrijos, 2) lizosomos. Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) vienos membranos organelė
B) vidinis turinys – matrica

D) cristae buvimas
D) pusiau autonominis organoidas

Atsakymas

2. Nustatyti atitikmenis tarp ląstelės savybių ir organelių: 1) mitochondrijos, 2) lizosomos. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) hidrolizinis biopolimerų skilimas
B) oksidacinis fosforilinimas
B) vienmembranė organelė
D) cristae buvimas
E) virškinimo vakuolės susidarymas gyvūnams

Atsakymas

3. Nustatyti atitiktį tarp požymio ir ląstelės organoido, kuriam jis būdingas: 1) lizosoma, 2) mitochondrija. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) dviejų membranų buvimas
B) energijos kaupimas ATP
C) hidrolizinių fermentų buvimas
D) ląstelių organelių virškinimas
D) pirmuonių virškinimo vakuolių susidarymas
E) organinių medžiagų skilimas į anglies dioksidą ir vandenį

Atsakymas

Nustatykite atitiktį tarp ląstelės organoidų: 1) ląstelės centro, 2) susitraukimo vakuolės, 3) mitochondrijų. Parašykite skaičius 1-3 teisinga tvarka.
A) dalyvauja ląstelių dalijimuisi
B) ATP sintezė
B) skysčių pertekliaus išsiskyrimas
D) „ląstelinis kvėpavimas“
E) pastovaus ląstelių tūrio palaikymas
E) dalyvauja kuriant žvynelius ir blakstienas

Atsakymas

1. Nustatyti atitikmenį tarp organelių pavadinimo ir ląstelės membranos buvimo ar nebuvimo jose: 1) membranos, 2) ne membranos. Parašykite skaičius 1 ir 2 teisinga tvarka.
A) vakuolės
B) lizosomos
B) ląstelės centras
D) ribosomos
D) plastidai
E) Golgi aparatas

Atsakymas

2. Nustatyti atitikmenis tarp ląstelių organelių ir jų grupių: 1) membraninių, 2) nemembraninių. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) mitochondrijos
B) ribosomos
B) centrioliai
D) golgi aparatas
D) endoplazminis tinklas
E) mikrovamzdeliai

Atsakymas

3. Kurios trys iš išvardytų organelių yra plėvelinės?
1) lizosomos
2) centrioliai
3) ribosomos
4) mikrovamzdeliai
5) vakuolės
6) leukoplastai

Atsakymas

1. Visos toliau išvardytos ląstelių struktūros, išskyrus dvi, neturi DNR. Nustatykite dvi ląstelių struktūras, kurios „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite skaičius, po kuriais jos nurodytos.
1) ribosomos
2) Golgi kompleksas
3) ląstelių centras
4) mitochondrijos
5) plastidai

Atsakymas

Atsakymas

3. Pasirinkite du teisingus atsakymus iš penkių. Kokiose eukariotinės ląstelės struktūrose yra lokalizuotos DNR molekulės?
1) citoplazma
2) šerdis
3) mitochondrijos
4) ribosomos
5) lizosomos

Atsakymas

Pasirinkite vieną, tinkamiausią variantą. Kur ląstelėje yra ribosomų, išskyrus ER
1) ląstelės centro centriolėse
2) Golgi aparate
3) mitochondrijose
4) lizosomose

Atsakymas

Kokios yra ribosomų struktūros ir funkcijų ypatybės? Pasirinkite tris teisingas parinktis.
1) turėti vieną membraną
2) susideda iš DNR molekulių
3) skaidyti organines medžiagas
4) susideda iš didelių ir mažų dalelių
5) dalyvauti baltymų biosintezės procese
6) susideda iš RNR ir baltymų

Atsakymas

Pasirinkite tris teisingus atsakymus iš šešių ir užrašykite skaičius, po kuriais jie pažymėti. Eukariotinės ląstelės branduolyje yra
1) chromatinas
2) ląstelės centras
3) Golgi aparatas
4) branduolys
5) citoplazma
6) karioplazma

Atsakymas

Pasirinkite tris teisingus atsakymus iš šešių ir užrašykite skaičius, po kuriais jie pažymėti. Kokie procesai vyksta ląstelės branduolyje?
1) dalijimosi veleno susidarymas
2) lizosomų susidarymas
3) DNR molekulių dubliavimas
4) iRNR molekulių sintezė
5) mitochondrijų susidarymas
6) ribosomų subvienetų susidarymas

Atsakymas

Nustatykite atitiktį tarp ląstelės organoido ir struktūros, kuriai jis priklauso: 1) vienos membranos, 2) dviejų membranų. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) lizosoma
B) chloroplastas
B) mitochondrija
D) EPS
D) golgi aparatas

Atsakymas

Nustatykite atitiktį tarp charakteristikų ir organelių: 1) chloroplastų, 2) mitochondrijų. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) grūdų krūvos buvimas
B) angliavandenių sintezė
C) disimiliacijos reakcijos
D) fotonų sužadintų elektronų pernešimas
D) organinių medžiagų sintezė iš neorganinių
E) daugybės kristų buvimas

Atsakymas

Visos toliau išvardytos savybės, išskyrus dvi, gali būti naudojamos apibūdinti paveikslėlyje parodytą ląstelės organoidą. Nustatykite du ženklus, kurie „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite numerius, kuriais jie pažymėti.
1) vienos membranos organoidas
2) turi ribosomų fragmentus
3) apvalkalas išsėtas poromis
4) turi DNR molekules
5) yra mitochondrijų

Atsakymas

Žemiau išvardyti terminai, išskyrus du, naudojami apibūdinti ląstelės organoidą, paveiksle pažymėtą klaustuku. Nurodykite du terminus, kurie „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite skaičius, kuriais jie nurodyti.
1) membraninis organoidas
2) replikacija
3) chromosomų divergencija
4) centrioliai
5) padalijimo velenas

Atsakymas

Nustatykite atitiktį tarp ląstelės organoido charakteristikų ir jo tipo: 1) ląstelės centro, 2) endoplazminio tinklo. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) transportuoti organines medžiagas
B) sudaro padalijimo veleną
B) susideda iš dviejų centriolių
D) vienos membranos organoidas
D) yra ribosomų
E) nemembraninė organelė

Atsakymas

1. Nustatyti atitikmenis tarp ląstelės savybių ir organelių: 1) branduolio, 2) mitochondrijų. Užrašykite skaičius 1 ir 2 tokia tvarka, kuri atitinka skaičius.
A) uždara DNR molekulė
B) oksidaciniai fermentai ant kristalų
C) vidinis turinys – karioplazma
D) linijinės chromosomos
E) chromatino buvimas tarpfazėje
E) sulankstyta vidinė membrana

Atsakymas

2. Nustatyti atitikmenis tarp ląstelių savybių ir organelių: 1) branduolio, 2) mitochondrijų. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) yra ATP sintezės vieta
B) yra atsakingas už ląstelės genetinės informacijos saugojimą
B) yra žiedinė DNR
D) turi kristų
D) turi vieną ar daugiau branduolių

Atsakymas

Nustatykite atitiktį tarp ląstelės ženklų ir organelių: 1) lizosomos, 2) ribosomos. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) susideda iš dviejų subvienetų
B) yra vienos membranos struktūra
C) dalyvauja polipeptidinės grandinės sintezėje
D) sudėtyje yra hidrolizinių fermentų
D) yra ant endoplazminio tinklo membranos
E) paverčia polimerus monomerais

Atsakymas

Nustatykite charakteristikų ir ląstelių organelių atitikimą: 1) mitochondrija, 2) ribosoma. Užrašykite skaičius 1 ir 2 raides atitinkančia tvarka.
A) nemembraninė organelė
B) savo DNR buvimas
C) funkcija – baltymų biosintezė
D) susideda iš didelių ir mažų subvienetų
D) cristae buvimas
E) pusiau autonominis organoidas

Atsakymas

Visi žemiau išvardyti ženklai, išskyrus du, naudojami paveikslėlyje pavaizduotai ląstelės struktūrai apibūdinti. Nustatykite du ženklus, kurie „iškrenta“ iš bendro sąrašo, ir užrašykite numerius, kuriais jie pažymėti.
1) susideda iš RNR ir baltymų
2) susideda iš trijų subvienetų
3) sintetinamas hialoplazmoje
4) vykdo baltymų sintezę
5) galima pritvirtinti prie EPS membranos

Atsakymas

© D.V. Pozdnyakovas, 2009-2019

1. Ląstelių teorijos pagrindai

2. Prokariotinės ląstelės sandaros bendrasis planas

3. Bendrasis eukariotinės ląstelės sandaros planas

1. Ląstelių teorijos pagrindai

Ląstelę pirmasis atrado ir aprašė R. Hukas (1665). XIX amžiuje T. Schwann, M. Schleiden darbuose buvo padėti pamatai ląstelių teorija organizmų struktūros. Šiuolaikinė ląstelių teorija gali būti išreikšta tokiais terminais: visi organizmai susideda iš ląstelių; ląstelė yra elementarus gyvųjų struktūrinis, genetinis ir funkcinis vienetas. Visų organizmų vystymasis prasideda nuo vienos ląstelės, todėl tai yra elementarus visų organizmų vystymosi vienetas. Daugialąsčiuose organizmuose ląstelės yra specializuotos atlikti specifines funkcijas.

Priklausomai nuo struktūrinės organizacijos, išskiriamos šios gyvybės formos: priešląstelinė (virusai) ir ląstelinė. Pro- ir eukariotinės ląstelės išskiriamos tarp ląstelių formų, remiantis ląstelinės paveldimos medžiagos organizavimo ypatumais.

Virusai- Tai labai mažo dydžio organizmai (nuo 20 iki 3000 nm). Jų gyvybinė veikla gali būti vykdoma tik šeimininko organizmo ląstelėse. Viruso kūną sudaro nukleino rūgštis (DNR arba RNR), esanti baltyminiame apvalkale - kapside, kartais kapsidas yra padengtas membrana.

2. Prokariotinės ląstelės sandaros bendrasis planas

Pagrindiniai prokariotinės ląstelės komponentai: membrana, citoplazma. Membrana susideda iš plazmalemos ir paviršiaus struktūrų (ląstelės sienelės, kapsulės, gleivinės, žvynelių, gaurelių).

plazmolema yra 7,5 nm storio ir yra suformuotas iš išorinės dalies iš baltymų molekulių sluoksnio, po kuriuo yra du fosfolipidų molekulių sluoksniai, o tada yra naujas baltymų molekulių sluoksnis. Plazmalemma turi kanalus, išklotus baltymų molekulėmis, per juos į ląstelę ir iš jos transportuojamos įvairios medžiagos.

Pagrindinis komponentas ląstelių sienelės- mureinas. Į jį gali būti įmontuoti polisacharidai, baltymai (antigeninės savybės), lipidai. Jis suteikia ląstelei formą, apsaugo nuo jos osmosinio patinimo ir plyšimo. Vanduo, jonai, mažos molekulės lengvai prasiskverbia pro poras.

Prokariotinės ląstelės citoplazma atlieka ląstelės vidinės aplinkos funkciją, joje yra ribosomų, mezosomų, inkliuzų ir DNR molekulės.

Ribosomos- pupelės formos organelės, sudarytos iš baltymų ir RNR, yra mažesnės (70S-ribosomos) nei eukariotuose. Funkcija yra baltymų sintezė.

mezosomos- intraląstelinių membranų sistema, formuojanti sulenktas invaginacijas, turinčių kvėpavimo grandinės fermentų (ATP sintezę).

Inkliuzai: lipidai, glikogenas, polifosfatai, baltymai, atsarginės maistinės medžiagos

DNR molekulė. Viena haploidinė žiedinė dvigrandė superkondensuota DNR molekulė. Užtikrina genetinės informacijos saugojimą, perdavimą ir ląstelių aktyvumo reguliavimą.

3. Bendrasis eukariotinės ląstelės sandaros planas

Tipiška eukariotinė ląstelė susideda iš trijų komponentų – membranos, citoplazmos ir branduolio. pagrindu ląstelių sienelės yra plazmalemma (ląstelių membrana) ir angliavandenių-baltymų paviršiaus struktūra.

1. Plazmalema Eukariotai skiriasi nuo prokariotų mažesniu baltymų kiekiu.

2. Angliavandenių-baltymų paviršiaus struktūra. Gyvūnų ląstelės turi nedidelį baltymų sluoksnį (glikokaliksas). Augaluose ląstelės paviršiaus struktūra yra ląstelių sienelės Jis sudarytas iš celiuliozės (pluošto).

Ląstelės membranos funkcijos: palaiko ląstelės formą ir suteikia mechaninį stiprumą, saugo ląstelę, atpažįsta molekulinius signalus, reguliuoja medžiagų apykaitą tarp ląstelės ir aplinkos, vykdo tarpląstelinę sąveiką.

Citoplazma susideda iš hialoplazmos (pagrindinės citoplazmos medžiagos), organelių ir inkliuzų. Hialoplazmoje yra 3 rūšių organelės:

dviejų membranų (mitochondrijos, plastidai);

vienos membranos (endoplazminis tinklas (ER), Golgi aparatas, vakuolės, lizosomos);

nemembraniniai (ląstelių centras, mikrovamzdeliai, mikrofilamentai, ribosomos, inkliuzai).

1. Hialoplazma yra koloidinis organinių ir neorganinių junginių tirpalas. Hialoplazma gali judėti ląstelės viduje - ciklozė. Pagrindinės hialoplazmos funkcijos: aplinka organelėms ir inkliuzams rasti, aplinka biocheminiams ir fiziologiniams procesams tekėti, sujungia visas ląstelių struktūras į vieną visumą.

2. Mitochondrijos(„ląstelių energijos stotys“). Išorinė plėvelė lygi, vidinė su raukšlėmis - cristae. Tarp išorinės ir vidinės membranos yra matrica. Mitochondrijų matricoje yra DNR molekulės, mažos ribosomos ir įvairios medžiagos.

3. Plastidai būdingas augalų ląstelėms. Yra trijų tipų plastidai : chloroplastai, chromoplastai ir leukoplastai.

aš. Chloroplastai- žaliosios plastidės, kuriose vyksta fotosintezė. Chloroplastas turi dvigubą membraną. Chloroplasto kūnas susideda iš bespalvės baltymų-lipidų stromos, prasiskverbusios vidinės membranos suformuotos plokščių maišelių (tilakoidų) sistemos.Tilakoidai sudaro graną. Stromoje yra ribosomų, krakmolo grūdelių, DNR molekulių.

II. Chromoplastai suteikti spalvą skirtingoms augalo dalims.

III. Leukoplastai saugoti maistines medžiagas. Leukoplastai gali sudaryti chromoplastus ir chloroplastus.

4. Endoplazminis tinklas yra šakota vamzdžių, kanalų ir ertmių sistema. Yra negranuliuotas (lygus) ir granuliuotas (šiurkštus) EPS. Negranuliuotame ER yra riebalų ir angliavandenių apykaitos fermentai (vyksta riebalų ir angliavandenių sintezė). Granuliuotoje ER yra ribosomos, kurios vykdo baltymų biosintezę. EPS funkcijos: mechaninės ir formavimo funkcijos; transportas; koncentracija ir izoliacija.

5. Golgi aparatas susideda iš plokščių membraninių maišelių ir pūslelių. Gyvūnų ląstelėse Golgi aparatas atlieka sekrecijos funkciją. Augaluose jis yra polisacharidų sintezės centras.

6. Vakuolės pripildytas augalų ląstelių sulčių. Vakuolių funkcijos: maistinių medžiagų ir vandens saugojimas, turgorinio slėgio palaikymas ląstelėje.

7 . Lizosomos- mažos sferinės formos organelės, sudarytos iš membranos, kurios viduje yra fermentų, hidrolizuojančių baltymus, nukleino rūgštis, angliavandenius, riebalus.

8. Ląstelės centras. Ląstelių centro funkcija yra kontroliuoti ląstelių dalijimosi procesą.

9. Mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai Kartu jie sudaro gyvūnų ląstelių skeletą.

10. Ribosomos eukariotai yra didesni (80S).

11. Inkliuzai- atsarginės medžiagos, o sekretai - tik augalų ląstelėse.

Šerdis yra svarbiausia eukariotinės ląstelės dalis. Jį sudaro branduolinė membrana, karioplazma, branduoliai, chromatinas.

1. Branduolinis apvalkalas savo struktūra panaši į ląstelės membraną, turi porų. Branduolinė membrana apsaugo genetinį aparatą nuo citoplazminių medžiagų poveikio. Kontroliuoja medžiagų transportavimą.

2. Karioplazma yra koloidinis tirpalas, kuriame yra baltymų, angliavandenių, druskų, kitų organinių ir neorganinių medžiagų. Karioplazmoje yra visos nukleorūgštys: beveik visa DNR atsarga, informacinė, transportinė ir ribosominė RNR.

3. Branduolys – rutulio formos, yra įvairių baltymų, nukleoproteinų, lipoproteinų, fosfoproteinų. Branduolio funkcija yra ribosomų embrionų sintezė.

4. Chromatinas (chromosomos). Stacionarioje būsenoje (laikas tarp dalijimosi) DNR tolygiai pasiskirsto karioplazmoje chromatino pavidalu. Dalijimosi metu chromatinas virsta chromosomomis.

Branduolio funkcijos: informacija apie paveldimas organizmo savybes telkiasi branduolyje (informacinė funkcija); chromosomos perduoda organizmo savybes iš tėvų palikuonims (paveldėjimo funkcija); branduolys koordinuoja ir reguliuoja procesus ląstelėje (reguliavimo funkcija).