Célula eucariótica, principais componentes estruturais, sua estrutura e funções: organelos, citoplasma, inclusões. Células procarióticas e eucarióticas Funções dos organismos eucarióticos

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Célula- um sistema complexo que consiste em três subsistemas estruturais e funcionais do aparelho de superfície, o citoplasma com organelas e o núcleo.

eucariontes(nuclear) - células que, ao contrário dos procariontes, possuem um núcleo celular formado, limitado do citoplasma pela membrana nuclear.

As células eucarióticas incluem células animais, humanas, vegetais e fúngicas.

A estrutura das células eucarióticas

autólise(autólise) - autodissolução de células e tecidos vivos sob a ação de suas próprias enzimas hidrolíticas que destroem moléculas estruturais. Ocorre no corpo durante processos fisiológicos: metamorfose, autotomia, também após a morte.

Xantofila- um pigmento vegetal que dá cores amarelas e marrons às partes das plantas (folhas amarelas, cenouras vermelhas, tomates). Pertence ao grupo dos carotenóides.

Carotenóides- um grupo de pigmentos vegetais - hidrocarbonetos de alto peso molecular. Acumulam-se nos cloroplastos e, principalmente, nos cromoplastos. Este grupo inclui carotenos e xantofilas; destes últimos, zeaxantina, capxantina, xantina, licopeno e luteína são os mais comuns. Participar do processo de fotossíntese, absorvendo a energia da parte azul do espectro solar; flores coloridas, frutas, sementes, raízes e no outono - folhas.

Turgor tecidual- pressão hidrostática interna em uma célula viva, causando tensão na membrana celular.

fuso mitótico(fuso) - uma estrutura que ocorre nas células eucarióticas durante a divisão nuclear (mitose). Recebeu esse nome pela distante semelhança da forma com o fuso.

citoesqueleto- a estrutura celular ou esqueleto localizado no citoplasma de uma célula viva. Está presente em todas as células, tanto em eucariotas como em procariotas. Formado por microtúbulos e microfilamentos. Mantém a forma e o movimento da célula.

Fagocitose- um processo no qual as células do sangue e dos tecidos (fagócitos) capturam e digerem patógenos de doenças infecciosas e células mortas.

Os fagócitos são o nome comum das células: no sangue - leucócitos granulares (granulócitos), nos tecidos - macrófagos. O processo foi descoberto por I.I. Mechnikov em 1882.

A fagocitose é uma das reações protetoras do corpo.

pinocitose- 1. captação pela superfície celular do líquido com as substâncias nele contidas. 2. o processo de absorção e destruição intracelular de macromoléculas. Um dos principais mecanismos de penetração de compostos macromoleculares na célula, em particular proteínas e complexos de carboidratos-proteínas.

Livros usados:

1. Biologia: um guia completo para se preparar para o exame. /G.I. Lerner. - M.: AST: Astrel; Vladimir; VKT, 2009

2. Biologia: livro didático. para alunos do 11.º ano do ensino geral. Instituições: Nível Básico / Ed. prof. I.N. Ponomareva. - 2ª ed., revista. - M.: Ventana-Graf, 2008.

3. Biologia para candidatos a universidades. Curso intensivo / G.L. Bilich, V.A. Kryzhanovsky. - M.: Editora Onyx, 2006.

4. Biologia geral: manual. para 11 células. Educação geral instituições / V.B. Zakharov, S.G. Sonin. - 2ª ed., estereótipo. - M.: Abetarda, 2006.

5. Biologia. Biologia geral. Graus 10-11: livro didático. para educação geral instituições: nível básico / D.K. Belyaev, P.M. Borodin, N.N. Vorontsov e outros, ed. D.K.Belyaeva, G.M.Dymshits; Ros. acad. Ciências, Ros. acad. educação, editora "Iluminismo". - 9ª ed. - M.: Educação, 2010.

6. Biologia: guia de estudo / A.G. Lebedev. M.: AST: Astrel. 2009.

7. Biologia. Curso completo do ensino médio: livro didático para alunos e candidatos / M.A.Valovaya, N.A.Sokolova, A.A. Kamensky. - M.: Exame, 2002.

Recursos da Internet usados:

Wikipédia. Estrutura celular

Caracterização de células eucarióticas

O tamanho médio de uma célula eucariótica é de cerca de 13 mícrons. A célula é dividida por membranas internas em diferentes compartimentos (espaços de reação). Três tipos de organelas claramente separado do resto do protoplasma (citoplasma) por um invólucro de duas membranas: o núcleo da célula, mitocôndrias e plastídios. Os plastídeos servem principalmente para a fotossíntese e as mitocôndrias para a produção de energia. Todas as camadas contêm DNA como portador de informação genética.

Citoplasma contém várias organelas, incluindo ribossomos, que também são encontrados em plastídios e mitocôndrias. Todas as organelas estão na matriz.

Caracterização de células procarióticas

O tamanho médio das células procarióticas é de 5 mícrons. Eles não possuem membranas internas além de saliências das membranas internas e da membrana plasmática. Em vez de um núcleo celular, existe um nucleóide, desprovido de invólucro e constituído por uma única molécula de DNA. Além disso, as bactérias podem conter DNA na forma de minúsculos plasmídeos semelhantes ao DNA extranuclear eucariótico.

EM células procarióticas, capazes de fotossíntese (algas verde-azuladas, bactérias verdes e roxas), existem grandes saliências da membrana estruturadas de forma variada - tilacóides, em sua função correspondendo a plastídeos eucarióticos. elemento da parede celular.

Principais componentes de uma célula eucariótica. Sua estrutura e funções.

Concha necessariamente contém uma membrana plasmática. Além dela, plantas e fungos possuem uma parede celular e os animais possuem um glicocálice.

Plantas e fungos secretam protoplasto- todo o conteúdo da célula, exceto a parede celular.

Citoplasmaé o ambiente semilíquido interno da célula. Consiste em hialoplasma, inclusões e organelas. No citoplasma, o exoplasma é isolado (a camada cortical fica diretamente sob a membrana, não contém organelas) e o endoplasma (a parte interna do citoplasma).

hialoplasma(citosol) é a principal substância do citoplasma, uma solução coloidal de grandes moléculas orgânicas. Fornece a relação de todos os componentes da célula

Nela, ocorrem os principais processos metabólicos, por exemplo, a glicólise.

Inclusões são componentes opcionais da célula que podem aparecer e desaparecer dependendo do estado da célula. Por exemplo: gotas de gordura, grânulos de amido, grãos de proteína.

Organelas Existem membranas e não membranas.

As organelas da membrana são de membrana única (EPS, AG, lisossomos, vacúolos) e membrana dupla(plastídios, mitocôndrias).

PARA não membrana organelas incluem ribossomos e um centro celular.

Organelas das células eucarióticas, sua estrutura e funções.

Retículo endoplasmático- organela de membrana única. É um sistema de membranas que formam "tanques" e canais, conectados entre si e limitando um único espaço interno - cavidades de EPS. Existem dois tipos de EPS: 1) rugoso, contendo ribossomos em sua superfície, e 2) liso, cujas membranas não carregam ribossomos.

Funções: 1) transporte de substâncias de uma parte da célula para outra, 2) divisão do citoplasma celular em compartimentos ("compartimentos"), 3) síntese de carboidratos e lipídios (RE liso), 4) síntese de proteínas (RE rugoso)

Aparelho de Golgi- organela de membrana única. É uma pilha de "tanques" achatados com bordas alargadas. Um sistema de pequenas vesículas de membrana única (vesículas de Golgi) está associado a eles. Cada pilha geralmente consiste em 4-6 "tanques", é uma unidade estrutural e funcional do aparelho de Golgi e é chamada de dictiossoma.

Funções do aparelho de Golgi: 1) acúmulo de proteínas, lipídios, carboidratos, 2) “empacotamento” de proteínas, lipídios, carboidratos em vesículas de membrana, 4) secreção de proteínas, lipídios, carboidratos, 5) síntese de carboidratos e lipídios, 6) local de formação de lisossomos .

Lisossomos- organelas de membrana única. São pequenas vesículas contendo um conjunto de enzimas hidrolíticas. As enzimas são sintetizadas no RE rugoso, movem-se para o aparelho de Golgi, onde são modificadas e acondicionadas em vesículas de membrana, que, após separação do aparelho de Golgi, tornam-se os lisossomos propriamente ditos. A quebra de substâncias por enzimas é chamada de lise.

Funções dos lisossomos: 1) digestão intracelular de substâncias orgânicas, 2) destruição de estruturas celulares e não celulares desnecessárias, 3) participação nos processos de reorganização celular.

vacúolos- organelas de membrana única são "tanques" cheios de soluções aquosas de substâncias orgânicas e inorgânicas.O líquido que preenche o vacúolo da planta é chamado de seiva celular.

Funções do vacúolo: 1) acúmulo e armazenamento de água, 2) regulação do metabolismo água-sal, 3) manutenção da pressão de turgor, 4) acúmulo de metabólitos solúveis em água, reserva de nutrientes, 5) coloração de flores e frutos e, assim, atração de polinizadores e dispersores de sementes

Mitocôndria limitada por duas membranas. A membrana externa da mitocôndria é lisa, a interna forma numerosas dobras - cristas. As cristas aumentam a área de superfície da membrana interna, que hospeda sistemas multienzimáticos envolvidos na síntese de moléculas de ATP. O espaço interno da mitocôndria é preenchido com matriz. A matriz contém DNA circular, mRNA específico, ribossomos do tipo procariótico, enzimas do ciclo de Krebs.

Funções mitocondriais: 1) Síntese de ATP, 2) quebra de oxigênio de substâncias orgânicas.

plastídios característico apenas das células vegetais. Existem três tipos principais de plastídeos: leucoplastos - plastídeos incolores nas células de partes não pintadas de plantas, cromoplastos - plastídeos coloridos, geralmente amarelo, vermelho e laranja, cloroplastos - plastídeos verdes.

Cloroplastos. Nas células das plantas superiores, os cloroplastos têm a forma de uma lente biconvexa. Os cloroplastos são limitados por duas membranas. A membrana externa é lisa, a interna tem uma estrutura dobrada complexa. A menor dobra é chamada de tilacoide. Um grupo de tilacóides empilhados como uma pilha de moedas é chamado de grana. As membranas tilacóides contêm pigmentos fotossintéticos e enzimas que fornecem síntese de ATP. O principal pigmento fotossintético é a clorofila, que determina a cor verde dos cloroplastos.

O espaço interno dos cloroplastos é preenchido estroma. O estroma contém DNA circular, ribossomos, enzimas do ciclo de Calvin, grãos de amido.

Função dos cloroplastos: fotossíntese.

A função dos leucoplastos: síntese, acumulação e armazenamento de nutrientes de reserva.

Cromoplastos. O estroma contém DNA circular e pigmentos - carotenóides, que conferem aos cromoplastos uma cor amarela, vermelha ou laranja.

Função dos cromoplastos: coloração de flores e frutos e, assim, atraindo polinizadores e dispersores de sementes.

ribossomos- organelas não membranares, com cerca de 20 nm de diâmetro. Os ribossomos são compostos de duas subunidades, grandes e pequenas. A composição química dos ribossomos - proteínas e rRNA. As moléculas de rRNA compõem 50-63% da massa do ribossomo e formam sua estrutura estrutural. Durante a biossíntese de proteínas, os ribossomos podem "trabalhar" isoladamente ou combinar-se em complexos - polirribossomos (polissomos ) . Em tais complexos, eles estão ligados uns aos outros por uma única molécula de mRNA. A associação de subunidades em um ribossomo inteiro ocorre no citoplasma, via de regra, durante a biossíntese de proteínas.

Função do ribossomo: montagem da cadeia polipeptídica (síntese de proteínas).

citoesqueleto formado por microtúbulos e microfilamentos. Os microtúbulos são estruturas cilíndricas não ramificadas. O principal componente químico é a proteína tubulina. Os microtúbulos são destruídos pela colchicina. Os microfilamentos são filamentos formados pela proteína actina. Microtúbulos e microfilamentos formam emaranhados complexos no citoplasma.

Funções do citoesqueleto: 1) determinação da forma da célula, 2) suporte para organelas, 3) formação de um fuso de divisão, 4) participação nos movimentos celulares, 5) organização do fluxo do citoplasma.

Centro de celular Contém dois centríolos e uma centrosfera. O centríolo é um cilindro cuja parede é formada por nove grupos de três microtúbulos fundidos. Os centríolos são emparelhados, onde estão localizados em ângulos retos entre si. Antes da divisão celular, os centríolos divergem para pólos opostos e um centríolo filho aparece próximo a cada um deles. Elas formam um fuso de divisão, que contribui para a distribuição uniforme do material genético entre as células-filhas.

Funções: 1) garantindo a divergência dos cromossomos para os pólos da célula durante a mitose ou meiose, 2) o centro de organização do citoesqueleto.

células eucarióticas desde os organismos mais simples até as células de plantas superiores e mamíferos, diferem em complexidade e diversidade de estrutura. típica célula eucariótica não existe, mas características comuns podem ser distinguidas de milhares de tipos de células. Cada célula eucarióticaé constituído por citoplasma e núcleo.

Estrutura célula eucariótica.

plasmalema(parede celular) das células animais é formada por uma membrana coberta externamente por uma camada de glicocálix de 10-20 nm de espessura. plasmalema desempenha funções de delimitação, barreira, transporte e receptor. Devido à propriedade de permeabilidade seletiva, o plasmalema regula a composição química do ambiente interno da célula. O plasmalema contém moléculas receptoras que reconhecem seletivamente certas substâncias biologicamente ativas (hormônios). Em camadas e camadas, as células vizinhas são retidas devido à presença de vários tipos de contatos, representados por seções do plasmalema que possuem uma estrutura especial. Por dentro, a camada cortical (cortical) se une à membrana citoplasma 0,1-0,5 µm de espessura.

Citoplasma. No citoplasma existe uma série de estruturas formalizadas que possuem características regulares de estrutura e comportamento em diferentes períodos da vida da célula. Cada uma dessas estruturas tem uma função específica. Daí surgiu sua comparação com os órgãos de todo o organismo, em conexão com os quais receberam o nome organelas, ou organelas. Várias substâncias são depositadas no citoplasma - inclusões (glicogênio, gotas de gordura, pigmentos). O citoplasma é permeado por membranas retículo endoplasmático.

Retículo Endoplasmático (EMF). O retículo endoplasmático é uma rede ramificada de canais e cavidades no citoplasma de uma célula, formada por membranas. Nas membranas dos canais existem inúmeras enzimas que garantem a atividade vital da célula. Existem 2 tipos de membranas EMF - lisas e ásperas. Em membranas retículo endoplasmático liso existem sistemas enzimáticos envolvidos no metabolismo de gorduras e carboidratos. função principal retículo endoplasmatico rugoso- síntese de proteínas, que é realizada em ribossomos ligados a membranas. Retículo endoplasmático- este é um sistema circulatório intracelular comum, através dos canais pelos quais as substâncias são transportadas dentro da célula e de célula para célula.

ribossomos realizar a função de síntese de proteínas. Os ribossomos são partículas esféricas com um diâmetro de 15-35 nm, consistindo em 2 subunidades de tamanhos desiguais e contendo quantidades aproximadamente iguais de proteínas e RNA. Os ribossomos no citoplasma estão localizados ou ligados à superfície externa das membranas do retículo endoplasmático. Dependendo do tipo de proteína sintetizada, os ribossomos podem ser combinados em complexos - polirribossomos. Os ribossomos estão presentes em todos os tipos celulares.

Complexo de Golgi. O principal elemento estrutural complexo de Golgié uma membrana lisa que forma pacotes de cisternas achatadas, ou grandes vacúolos, ou pequenas vesículas. As cisternas do complexo de Golgi estão conectadas aos canais do retículo endoplasmático. Proteínas, polissacarídeos, gorduras sintetizadas nas membranas do retículo endoplasmático são transportadas para o complexo, condensadas dentro de suas estruturas e "empacotadas" na forma de um segredo pronto para liberação, ou utilizadas na própria célula durante sua vida.

Mitocôndria. A distribuição geral das mitocôndrias no mundo animal e vegetal indica o importante papel que mitocôndria jogar em uma gaiola. Mitocôndria têm a forma de corpos esféricos, ovais e cilíndricos, podem ser filamentosos. O tamanho da mitocôndria é de 0,2-1 µm de diâmetro, até 5-7 µm de comprimento. O comprimento das formas filamentosas atinge 15-20 mícrons. O número de mitocôndrias nas células de diferentes tecidos não é o mesmo, há mais delas onde os processos de síntese são intensivos (fígado) ou os custos de energia são altos. A parede da mitocôndria consiste em 2 membranas - externa e interna. A membrana externa é lisa e as partições - cristas ou cristas partem do interior do organoide. Nas membranas das cristas estão numerosas enzimas envolvidas no metabolismo energético. A principal função das mitocôndrias - Síntese de ATP.

Lisossomos- pequenos corpos ovais com um diâmetro de cerca de 0,4 mícrons, rodeados por uma membrana de três camadas. Os lisossomos contêm cerca de 30 enzimas capazes de quebrar proteínas, ácidos nucléicos, polissacarídeos, lipídios e outras substâncias. A quebra de substâncias por enzimas é chamada lise, portanto o organoide é denominado lisossoma. Acredita-se que os lisossomos sejam formados a partir das estruturas do complexo de Golgi ou diretamente do retículo endoplasmático. Funções dos lisossomos : digestão intracelular de nutrientes, destruição da estrutura da própria célula durante sua morte durante o desenvolvimento embrionário, quando os tecidos embrionários são substituídos por tecidos permanentes e em vários outros casos.

Centríolos. O centro da célula consiste em 2 corpos cilíndricos muito pequenos localizados em ângulos retos entre si. Esses corpos são chamados centríolos. A parede do centríolo consiste em 9 pares de microtúbulos. Os centríolos são capazes de se auto-montar e são organelas auto-reprodutoras do citoplasma. Os centríolos desempenham um papel importante na divisão celular: eles iniciam o crescimento dos microtúbulos que formam o fuso da divisão.

Essencial. O núcleo é o componente mais importante da célula. Ele contém moléculas de DNA e, portanto, desempenha duas funções principais: 1) armazenamento e reprodução da informação genética, 2) regulação dos processos metabólicos que ocorrem na célula. Celular que perdeu essencial, não pode existir. O núcleo também é incapaz de existência independente. A maioria das células tem um núcleo, mas 2-3 núcleos podem ser observados em uma célula, por exemplo, nas células do fígado. Células multinucleadas conhecidas com o número de núcleos em algumas dezenas. A forma dos núcleos depende da forma da célula. Os núcleos são esféricos, multilobulados. O núcleo é circundado por uma membrana que consiste em duas membranas com a estrutura usual de três camadas. A membrana nuclear externa é coberta por ribossomos, a membrana interna é lisa. O papel principal na atividade vital do núcleo é desempenhado pelo metabolismo entre o núcleo e o citoplasma. O conteúdo do núcleo inclui suco nuclear, ou carioplasma, cromatina e nucléolo. A composição do suco nuclear inclui várias proteínas, incluindo a maioria das enzimas nucleares, nucleotídeos livres, aminoácidos, produtos do nucléolo e cromatina, movendo-se do núcleo para o citoplasma. Cromatina contém DNA, proteínas e é uma seção espiralizada e compactada de cromossomos. nucléoloÉ um corpo arredondado denso localizado no suco nuclear. O número de nucléolos varia de 1 a 5-7 ou mais. Existem nucléolos apenas em núcleos que não se dividem, durante a mitose eles desaparecem e, após a conclusão da divisão, eles são formados novamente. O nucléolo não é uma organela celular independente; é desprovido de membrana e é formado ao redor da região cromossômica na qual a estrutura do rRNA é codificada. Os ribossomos são formados no nucléolo, que então se movem para o citoplasma. cromatina chamadas protuberâncias, grânulos e estruturas semelhantes a redes do núcleo, intensamente coradas com alguns corantes e com formato diferente do nucléolo.

Na maioria dos casos, as células eucarióticas fazem parte de organismos multicelulares. No entanto, na natureza existe um número considerável de eucariontes unicelulares, que são estruturalmente uma célula e fisiologicamente - um organismo inteiro. Por sua vez, as células eucarióticas, que fazem parte de um organismo multicelular, não são capazes de existência independente. Eles geralmente são divididos em células de plantas, animais e fungos. Cada um deles tem suas próprias características e possui seus próprios subtipos de células que formam diferentes tecidos.

Apesar da diversidade, todos os eucariotos têm um ancestral comum, presumivelmente surgido no processo.

Nas células dos eucariotos unicelulares (protozoários), existem formações estruturais que desempenham as funções dos órgãos no nível celular. Assim, os ciliados têm boca e faringe celulares, vacúolos pulverulentos, digestivos e contráteis.

Todas as células eucarióticas são isoladas, delimitadas do ambiente externo. No citoplasma existem várias organelas celulares já delimitadas por suas membranas. O núcleo contém o nucléolo, a cromatina e o suco nuclear. Numerosas (maiores do que em procariotos) várias inclusões estão presentes no citoplasma.

As células eucarióticas são caracterizadas por uma alta ordem do conteúdo interno. Tal compartimentação conseguida dividindo a célula em partes por membranas. Assim, a separação dos processos bioquímicos é conseguida na célula. A composição molecular das membranas, o conjunto de substâncias e íons em sua superfície é diferente, o que determina sua especialização funcional.

No citoplasma existem proteínas-enzimas da glicólise, metabolismo de açúcares, bases nitrogenadas, aminoácidos e lipídios. Os microtúbulos são montados a partir de certas proteínas. O citoplasma desempenha funções unificadoras e estruturais.

As inclusões são componentes relativamente instáveis ​​​​do citoplasma, que são reservas de nutrientes, grânulos de secreção (produtos para remoção da célula), lastro (vários pigmentos).

As organelas são permanentes e desempenham funções vitais. Entre eles existem organelas de importância geral (, ribossomos, polissomos, microfibrilas e, centríolos, e outros) e especiais em células especializadas (microvilosidades, cílios, vesículas sinápticas, etc.).

A estrutura de uma célula eucariótica animal

As células eucarióticas são capazes de endocitose (absorção de nutrientes pela membrana citoplasmática).

Os eucariotos (se houver) são de natureza química diferente dos procariontes. Neste último, é baseado em mureína. Nas plantas, é principalmente celulose e, nos fungos, é a quitina.

O material genético dos eucariotos está contido no núcleo e é empacotado nos cromossomos, que são um complexo de DNA e proteínas (principalmente histonas).

Os eucariotos incluem os reinos das plantas, animais e fungos.

As principais características dos eucariontes.

1. A célula é dividida em citoplasma e núcleo.
2. A maior parte do DNA está concentrada no núcleo. É o DNA nuclear o responsável pela maioria dos processos vitais da célula e pela transmissão da hereditariedade às células-filhas.
3. O DNA nuclear é dissecado em filamentos que não são fechados em anéis.
4. As fitas de DNA são linearmente alongadas dentro dos cromossomos, claramente visíveis durante a mitose. O conjunto de cromossomos nos núcleos das células somáticas é diplóide.
5. O sistema de membranas externas e internas é desenvolvido. Interno divide a célula em compartimentos separados - compartimentos. Eles participam da formação de organelas celulares.
6. Existem muitas organelas. Algumas organelas são cercadas por uma membrana dupla: núcleo, mitocôndrias, cloroplastos. No núcleo, junto com a casca e o suco nuclear, encontram-se o nucléolo e os cromossomos. O citoplasma é representado pela substância principal (matriz, hialoplasma) na qual estão distribuídas inclusões e organelas.
7. Um grande número de organelas está limitado a uma única membrana (lisossomos, vacúolos, etc.)
8. Em uma célula eucariótica, são distinguidas organelas de significado geral e especial. Por exemplo: significado geral - núcleo, mitocôndria, RE, etc.; de especial importância - microvilosidades da superfície de sucção das células epiteliais do intestino, cílios do epitélio da traquéia e brônquios.
9. A mitose é um mecanismo característico de reprodução em gerações de células geneticamente semelhantes.
10. O processo sexual é característico. As verdadeiras células sexuais são formadas - gametas.
11. Não é capaz de fixar nitrogênio livre.
12. A respiração aeróbica ocorre nas mitocôndrias.
13. A fotossíntese ocorre em cloroplastos contendo membranas, que geralmente são dispostas em grana.
14. Os eucariotos são representados por formas unicelulares, filamentosas e verdadeiramente multicelulares.

Os principais componentes estruturais de uma célula eucariótica

organelas

Essencial. Estrutura e funções.

A célula possui núcleo e citoplasma. Núcleo celular consiste em uma membrana, suco nuclear, nucléolo e cromatina. papel funcional envelope nuclear consiste na separação do material genético (cromossomos) da célula eucariótica do citoplasma com suas inúmeras reações metabólicas, bem como na regulação das interações bilaterais entre o núcleo e o citoplasma. O envelope nuclear consiste em duas membranas separadas por um espaço perinuclear (perinuclear). Este último pode se comunicar com os túbulos do retículo citoplasmático.

O envelope nuclear é perfurado por um peitoril com um diâmetro de 80-90nm. A região de poros ou complexo de poros com diâmetro de cerca de 120 nm possui uma certa estrutura, o que indica um mecanismo complexo para a regulação dos movimentos citoplasmáticos nucleares de substâncias e estruturas. O número de poros depende do estado funcional da célula. Quanto maior a atividade sintética na célula, maior o seu número. Estima-se que nos vertebrados inferiores nos eritroblastos, onde a hemoglobina é intensamente formada e acumulada, existam cerca de 30 poros por 1 μm 2 da membrana nuclear. Nos eritrócitos maduros desses animais que retêm núcleos, permanecem até cinco poros por 1 μg de membrana, ou seja, 6 vezes menos.

Na região do complexo de penas, o chamado placa densa - uma camada de proteína subjacente a todo o comprimento da membrana interna do envelope nuclear. Essa estrutura desempenha principalmente uma função de suporte, pois em sua presença a forma do núcleo é preservada, mesmo que ambas as membranas do envelope nuclear sejam destruídas. Supõe-se também que a conexão regular com a substância da placa densa contribui para o arranjo ordenado dos cromossomos no núcleo interfásico.

base suco nuclear, ou matriz, compõem as proteínas. O suco nuclear forma o ambiente interno do núcleo e, portanto, desempenha um papel importante para garantir o funcionamento normal do material genético. A composição do suco nuclear contém filamentoso, ou fibrilares, proteínas, com o qual está associada a implementação da função de suporte: a matriz também contém os produtos primários da transcrição da informação genética - RNA heteronuclear (hnRNA), que são processados ​​​​aqui, transformando-se em mRNA (ver 3.4.3.2).

nucléoloé a estrutura na qual ocorre a formação e a maturação ribossomal RNA (rRNA). Os genes rRNA ocupam determinadas áreas (dependendo do tipo de animal) de um ou mais cromossomos (em humanos, 13-15 e 21-22 pares) - organizadores nucleolares, na área em que os nucléolos são formados. Essas regiões nos cromossomos metafásicos parecem constrições e são chamadas de trechos secundários. COM Usando um microscópio eletrônico, componentes filamentosos e granulares são revelados no nucléolo. O componente filamentoso (fibrilar) é representado por complexos de proteínas e moléculas gigantes precursoras de RNA, a partir das quais são formadas moléculas menores de rRNA maduro. No processo de maturação, as fibrilas são transformadas em grãos de ribonucleoproteínas (grânulos), que representam o componente granular.

Estruturas da cromatina na forma de grumos, espalhados no nucleoplasma, são uma forma de interfase da existência de cromossomos celulares

citoplasma

EM citoplasma distinguir entre a substância principal (matriz, hialoplasma), inclusões e organelas. A principal substância do citoplasma preenche o espaço entre o plasmalema, membrana nuclear e outras estruturas intracelulares. Um microscópio eletrônico comum não revela nenhuma organização interna nele. A composição proteica do hialoplasma é diversa. As mais importantes das proteínas são representadas por enzimas de haicólise, metabolismo de açúcares, bases nitrogenadas, aminoácidos e lipídios. Várias proteínas hialoplasmáticas servem como subunidades a partir das quais estruturas como os microtúbulos são montadas.

A substância principal do citoplasma forma o verdadeiro ambiente interno da célula, que une todas as estruturas intracelulares e garante sua interação entre si. O cumprimento das funções unificadoras e de andaime pela matriz pode ser associado à rede microtrabecular detectada por meio de um microscópio eletrônico superpotente, formado por fibrilas finas de 2 a 3 nm de espessura e penetrando todo o citoplasma. Através do hialoplasma, uma quantidade significativa de movimentos intracelulares de substâncias e estruturas é realizada. A substância principal do citoplasma deve ser considerada da mesma forma que um sistema coloidal complexo capaz de passar de um estado semelhante a um sol (líquido) para um semelhante a um gel. No processo de tais transições, o trabalho é feito. Para o significado funcional de tais transições, veja a Seção 2.3.8.

inclusões(Fig. 2.5) são chamados de componentes relativamente instáveis ​​do citoplasma, que servem como nutrientes de reserva (gordura, glicogênio), produtos a serem removidos da célula (grânulos secretos), substâncias de lastro (alguns pigmentos).

Organelas - Estas são estruturas permanentes do citoplasma que desempenham funções vitais na célula.

Isolar organelas Significado geral E especial. Estes últimos estão presentes em quantidade significativa em células especializadas para realizar determinada função, mas em pequena quantidade também podem ser encontrados em outros tipos de células. Estes incluem, por exemplo, microvilosidades da superfície de sucção da célula epitelial intestinal, cílios do epitélio da traquéia e brônquios, vesículas sinápticas que transportam substâncias que transportam a excitação nervosa de uma célula nervosa para outra ou uma célula do órgão de trabalho, miofibrilas, das quais depende a contração muscular. Uma consideração detalhada de organelas especiais está incluída na tarefa do curso de histologia.

As organelas de importância geral incluem elementos do sistema tubular e vacuolar na forma de um retículo citoplasmático rugoso e liso, um complexo lamelar, mitocôndrias, ribossomos e polissomos, lisossomos, peroxissomos, microfibrilas e microtúbulos, centríolos do centro celular. Os cloroplastos também são isolados em células vegetais, nas quais ocorre a fotossíntese.

tubular E sistema vacuolar formado por cavidades tubulares ou achatadas (cisternas) comunicantes ou separadas, limitadas por membranas e espalhadas por todo o citoplasma da célula. Freqüentemente, os tanques têm extensões semelhantes a bolhas. Neste sistema, existem duro E retículo citoplasmático liso(Ver Fig. 2.3.) Uma característica da estrutura de uma rede rugosa é que os polissomos estão ligados às suas membranas. Por isso, cumpre a função de sintetizar uma determinada categoria de proteínas que são principalmente retiradas da célula, por exemplo, secretadas pelas células glandulares. Na área da rede rugosa, ocorre a formação de proteínas e lipídios das membranas citoplasmáticas, bem como sua montagem. Densamente compactadas em uma estrutura em camadas, as cisternas de uma rede grosseira são os locais de síntese de proteínas mais ativas e são chamadas de ergastoplasma.

As membranas do retículo citoplasmático liso são desprovidas de polissomos. Funcionalmente, essa rede está associada ao metabolismo de carboidratos, gorduras e outras substâncias não protéicas, como hormônios esteróides (nas gônadas, córtex adrenal). Através dos túbulos e cisternas, as substâncias se movem, em particular, o material secretado pela célula glandular, desde o local de síntese até a área de empacotamento em grânulos. Em áreas das células hepáticas ricas em estruturas de rede lisas, substâncias tóxicas nocivas e algumas drogas (barbitúricos) são destruídas e tornadas inofensivas. Nas vesículas e túbulos da rede lisa de músculos estriados, os íons de cálcio são armazenados (depositados), que desempenham um papel importante no processo de contração.

ribossomo - é uma partícula de ribonucleoproteína arredondada com um diâmetro de 20-30nm. Consiste em subunidades pequenas e grandes, cuja combinação ocorre na presença de RNA mensageiro (mensageiro) (mRNA). Uma molécula de mRNA geralmente combina vários ribossomos como um colar de contas. Tal estrutura é chamada polissomo. Os polissomos estão livremente localizados na substância fundamental do citoplasma ou ligados às membranas do retículo citoplasmático rugoso. Em ambos os casos, eles servem como um local para a síntese de proteínas ativas. A comparação da proporção entre o número de polissomos livres e ligados à membrana em células embrionárias indiferenciadas e tumorais, por um lado, e em células especializadas de um organismo adulto, por outro lado, levou à conclusão de que as proteínas são formadas em células hialoplasmáticas polissomos para suas próprias necessidades (para uso "doméstico") desta célula, enquanto nos polissomos da rede granular são sintetizadas proteínas que são retiradas da célula e utilizadas para as necessidades do corpo (por exemplo, enzimas digestivas, leite materno proteínas).

complexo lamelar de Golgi formado por uma coleção de dictiossomos variando de várias dezenas (geralmente cerca de 20) a várias centenas e até milhares por célula.

Dictiossomo(Fig. 2.6, A) é representado por uma pilha de 3-12 cisternas achatadas em forma de disco, das bordas das quais as vesículas (vesículas) são atadas. Limitada a uma certa área (local) a expansão dos tanques dá bolhas maiores (vacúolos). Em células diferenciadas de vertebrados e humanos, os dictiossomos geralmente são montados na zona perinuclear do citoplasma. No complexo lamelar, formam-se vesículas secretoras ou vacúolos, cujo conteúdo são proteínas e outros compostos a serem removidos da célula. Ao mesmo tempo, o precursor do segredo (prosecret), que entra no dictiossoma da zona de síntese, sofre algumas transformações químicas nele. Também separa (segrega) na forma de "porções", que aqui são revestidas por uma bainha de membrana. Os lisossomos são formados no complexo lamelar. Nos dictiossomos são sintetizados polissacarídeos e seus complexos com proteínas (glicoproteínas) e gorduras (glicolipídios), que podem ser encontrados no glicocálix da membrana celular.

A casca da mitocôndria consiste em duas membranas que diferem em composição química, um conjunto de enzimas e funções. A membrana interna forma invaginações em forma de folha (crista) ou tubular (túbulos). O espaço delimitado pela membrana interna é matriz organelas. Usando um microscópio eletrônico, grãos com diâmetro de 20-40 nm são detectados nele. Eles acumulam íons de cálcio e magnésio, bem como polissacarídeos, como o glicogênio.

A matriz contém seu próprio aparato de biossíntese de proteínas organelas. É representado por 2 cópias de uma molécula de DNA circular e sem histonas (como nos procariontes), ribossomos, um conjunto de RNA transportador (tRNA), enzimas para replicação do DNA, transcrição e tradução de informações hereditárias. Em termos de suas principais propriedades: o tamanho e a estrutura dos ribossomos, a organização de seu próprio material hereditário, esse aparato é semelhante ao dos procariontes e difere do aparato de biossíntese de proteínas no citoplasma de uma célula eucariótica (o que confirma a simbiose hipótese da origem das mitocôndrias, ver § 1.5) Os genes do DNA próprio codificam sequências de nucleotídeos rRNA e tRNA mitocondrial, bem como as sequências de aminoácidos de algumas proteínas da organela, principalmente de sua membrana interna. As sequências de aminoácidos (estrutura primária) da maioria das proteínas mitocondriais são codificadas no DNA do núcleo da célula e são formadas fora da organela no citoplasma.

A principal função das mitocôndrias é extrair enzimaticamente a energia de certos produtos químicos (oxidando-os) e armazenar energia em uma forma biologicamente utilizável (sintetizando moléculas de adenosina trifosfato-ATP). Em geral, esse processo é chamado oxidativo(dissolução. Os componentes da matriz e da membrana interna estão ativamente envolvidos na função energética das mitocôndrias. É com essa membrana que a cadeia transportadora de elétrons (oxidação) e a ATP sintetase estão conectadas, catalisando a fosforilação relacionada à oxidação de ADP em ATP. Entre as funções colaterais das mitocôndrias, pode-se citar a participação na síntese de hormônios esteróides e alguns aminoácidos (glutamina).

Lisossomos(Fig. 2.6, EM) são bolhas com diâmetro geralmente de 0,2-0,4 μm, que contêm um conjunto de enzimas hidrolase ácidas que catalisam a clivagem hidrolítica (em meio aquoso) de ácidos nucléicos, proteínas, gorduras, polissacarídeos em baixos valores de pH. Sua casca é formada por uma única membrana, às vezes coberta externamente por uma camada de proteína fibrosa (nos padrões de difração de elétrons "bordados" vesículas). A função dos lisossomos é a digestão intracelular de vários compostos e estruturas químicas.

lisossomos primários(diâmetro 100nm) são chamados de organelas inativas, secundário - organelas onde ocorre a digestão. Os lisossomos secundários são formados a partir dos primários. Eles são subdivididos em heterolisossomas(fagolisossomos) e autolisossomas(citolisossomos). No primeiro (Fig. 2.6, G) o material que entra na célula do lado de fora é digerido por pinocitose e fagocitose e, em segundo lugar, as próprias estruturas da célula que completaram sua função são destruídas. Os lisossomos secundários, nos quais o processo de digestão é concluído, são chamados corpos residuais(telolissomos). Eles carecem de hidrolases e contêm material não digerido.

Microcorpos constituem um grupo de organelas. Estas são vesículas com um diâmetro de 0,1-1,5 μm limitadas por uma membrana com uma matriz de grão fino e muitas vezes inclusões de proteínas amorfas ou cristaloides. Este grupo inclui, em particular, peroxissomos. Contêm enzimas oxidases que catalisam a formação de peróxido de hidrogênio que, por ser tóxico, é então destruído pela ação da enzima peroxidase. Essas reações estão incluídas em vários ciclos metabólicos, por exemplo, na troca de ácido úrico nas células do fígado e rins. Na célula hepática, o número de peroxissomos atinge 70-100.

As organelas de importância geral também incluem algumas estruturas permanentes do citoplasma, desprovidas de membranas. microtúbulos(fig.2.6, D) - formações tubulares de vários comprimentos com um diâmetro externo de 24 nm, uma largura de lúmen de 15 nm e uma espessura de parede de cerca de 5 nm. Eles são encontrados no estado livre no citoplasma das células ou como elementos estruturais de flagelos, cílios, fuso mitótico, centríolos. Microtúbulos livres e microtúbulos de cílios, flagelos e centríolos têm diferentes resistências a efeitos danosos, como os químicos (colchicina). Os microtúbulos são construídos a partir de subunidades estereotipadas de proteínas por polimerização. Em uma célula viva, os processos de polimerização ocorrem simultaneamente com os processos de despolimerização. A proporção desses processos determina o número de microtúbulos. No estado livre, os microtúbulos desempenham uma função de suporte, determinando a forma das células e também são fatores no movimento direcionado de componentes intracelulares.

Microfilamentos(Fig. 2.6, E) são chamadas de formações longas e finas, às vezes formando feixes e encontradas em todo o citoplasma. Existem vários tipos diferentes de microfilamentos. microfilamentos de actina devido à presença de proteínas contráteis (actina) neles, são considerados estruturas que fornecem formas celulares de movimento, por exemplo, amebóides. Eles também são creditados com um papel de estrutura e participação na organização de movimentos intracelulares de organelas e seções de hialoplasma.

Ao longo da periferia das células sob o plasmalema, bem como na zona perinuclear, são encontrados feixes de microfilamentos com 10 nm de espessura - filtros intermediários. Em células epiteliais, nervosas, gliais, musculares, fibroblastos, eles são construídos a partir de diferentes proteínas. Os filamentos intermediários aparentemente desempenham uma função mecânica de estrutura.

Microfibrilas de actina e filamentos intermediários, como microtúbulos, são construídos a partir de subunidades. Por causa disso, seu número depende da proporção dos processos de polimerização e despolimerização.

Para células animais, partes de células vegetais, fungos e algas, centro celular, que contém centríolos. centríolo(sob o microscópio eletrônico) parece um cilindro "oco" com um diâmetro de cerca de 150 nm e um comprimento de 300-500 nm. Sua parede é formada por 27 microtúbulos agrupados em 9 tripletos. A função dos centríolos é a formação dos filamentos do fuso mitótico, que também são formados por microtúbulos. Os centríolos polarizam o processo de divisão celular, garantindo a separação das cromátides irmãs (cromossomos) na anáfase da mitose.

A célula eucariótica possui um esqueleto celular (citoesqueleto) de fibras intracelulares (Koltsov) - início do século 20, foi redescoberto no final de 1970. Essa estrutura permite que a célula tenha sua forma, às vezes alterando-a. O citoplasma está em movimento. O citoesqueleto está envolvido no processo de transferência de organelas, está envolvido na regeneração celular.

As mitocôndrias são formações complexas com uma membrana dupla (0,2-0,7 mícrons) e formas diferentes. A membrana interna tem cristas. A membrana externa é permeável a quase todos os produtos químicos, enquanto a membrana interna é permeável apenas ao transporte ativo. Entre as membranas está a matriz. As mitocôndrias estão localizadas onde a energia é necessária. As mitocôndrias possuem um sistema de ribossomos, uma molécula de DNA. Podem ocorrer mutações (mais de 66 doenças). Via de regra, estão associados a energia ATP insuficiente, muitas vezes associada a insuficiência cardiovascular, patologias. O número de mitocôndrias é diferente (em uma célula tripanossômica - 1 mitocôndria). A quantidade depende da idade, função, atividade do tecido (fígado - mais de 1000).

Os lisossomos são corpos envoltos por uma membrana elementar. Contém 60 enzimas (40 lisossômicas, hidrolíticas). Dentro do lisossomo existe um ambiente neutro. Eles são ativados por baixos valores de pH, deixando o citoplasma (autodigestão). As membranas lisossômicas protegem o citoplasma e as células da destruição. Eles são formados no complexo de Golgi (estômago intracelular, eles podem processar células que elaboraram suas estruturas). Existem 4 tipos. 1-primário, 2-4 - secundário. A substância entra na célula por endocitose. O lisossomo primário (grânulo de armazenamento) com um conjunto de enzimas absorve a substância e forma-se um vacúolo digestivo (com a digestão completa, a divisão ocorre em compostos de baixo peso molecular). Resíduos não digeridos permanecem em corpos residuais, que podem se acumular (doenças de depósito lisossômico). Corpos residuais que se acumulam no período embrionário levam a gargalos, deformidades e mucopolissacaridoses. Os lisossomos autofágicos destroem as próprias estruturas da célula (estruturas desnecessárias). Pode conter mitocôndrias, partes do complexo de Golgi. Frequentemente formado durante a fome. Pode ocorrer quando exposto a outras células (eritrócitos).