organelas celulares. Estrutura e funções. Células eucarióticas Primeiras células eucarióticas

As células que formam os tecidos de animais e plantas variam consideravelmente em forma, tamanho e estrutura interna. No entanto, todos eles apresentam semelhanças nas principais características dos processos de atividade vital, metabolismo, irritabilidade, crescimento, desenvolvimento e capacidade de mudança.

Células de todos os tipos contêm dois componentes principais que estão intimamente relacionados entre si - o citoplasma e o núcleo. O núcleo é separado do citoplasma por uma membrana porosa e contém a seiva nuclear, a cromatina e o nucléolo. O citoplasma semilíquido preenche toda a célula e é penetrado por numerosos túbulos. Externamente, é coberto por uma membrana citoplasmática. Tem especialização estruturas de organelas, permanentemente presentes na célula, e formações temporárias - inclusões.Organelas da membrana : membrana citoplasmática externa (OCM), retículo endoplasmático (RE), aparelho de Golgi, lisossomos, mitocôndrias e plastídios. A base da estrutura de todas as organelas da membrana é a membrana biológica. Todas as membranas têm um plano estrutural fundamentalmente unificado e consistem em uma dupla camada de fosfolipídios, na qual as moléculas de proteína são imersas de diferentes lados e em diferentes profundidades. As membranas das organelas diferem umas das outras apenas nos conjuntos de proteínas incluídas nelas.

Diagrama da estrutura de uma célula eucariótica. A - uma célula de origem animal; B - célula vegetal: 1 - núcleo com cromatina e nucléolo, 2 - membrana citoplasmática, 3 - parede celular, 4 - poros na parede celular por onde se comunica o citoplasma das células vizinhas, 5 - retículo endoplasmático rugoso, b - retículo endoplasmático liso , 7 - vacúolo pinocítico, 8 - aparelho de Golgi (complexo), 9 - lisossomo, 10 - inclusões gordurosas nos canais do retículo endoplasmático liso, 11 - centro celular, 12 - mitocôndria, 13 - ribossomos livres e polirribossomos, 14 - vacúolo , 15 - cloroplasto

Membrana citoplasmática. Em todas as células vegetais, animais multicelulares, protozoários e bactérias, a membrana celular é de três camadas: as camadas externa e interna consistem em moléculas de proteína, a camada intermediária consiste em moléculas lipídicas. Limita o citoplasma do ambiente externo, envolve todas as organelas da célula e é uma estrutura biológica universal. Em algumas células, a casca externa é formada por várias membranas que são bem adjacentes umas às outras. Nesses casos, a membrana celular torna-se densa e elástica e permite manter a forma da célula, como, por exemplo, em euglena e ciliados de sapato. A maioria das células vegetais, além da membrana, também possui uma espessa membrana de celulose do lado de fora - parede celular. É claramente visível em um microscópio de luz convencional e desempenha uma função de suporte devido a uma camada externa rígida que dá às células uma forma clara.

Na superfície celular, a membrana forma protuberâncias alongadas - microvilosidades, dobras, saliências e saliências, o que aumenta muito a sucção ou a superfície excretora. Com a ajuda de excrescências de membrana, as células são conectadas umas às outras nos tecidos e órgãos de organismos multicelulares; várias enzimas envolvidas no metabolismo estão localizadas nas dobras das membranas. Delimitando a célula do ambiente, a membrana regula a direção da difusão de substâncias e simultaneamente realiza sua transferência ativa para dentro da célula (acumulação) ou para fora (liberação). Devido a essas propriedades da membrana, a concentração de íons de potássio, cálcio, magnésio e fósforo no citoplasma é maior e a concentração de sódio e cloro é menor do que no ambiente. Através dos poros da membrana externa do ambiente externo, íons, água e pequenas moléculas de outras substâncias penetram na célula. A penetração na célula de partículas sólidas relativamente grandes é realizada por fagocitose(do grego "fago" - eu devoro, "bebo" - uma cela). Nesse caso, a membrana externa no ponto de contato com a partícula se dobra para dentro da célula, arrastando a partícula para o interior do citoplasma, onde sofre clivagem enzimática. Gotas de substâncias líquidas entram na célula de maneira semelhante; sua absorção é chamada pinocitose(do grego "pino" - eu bebo, "cytos" - uma célula). A membrana celular externa também desempenha outras funções biológicas importantes.

Citoplasma 85% consiste em água, 10% em proteínas, o restante são lipídios, carboidratos, ácidos nucléicos e compostos minerais; todas essas substâncias formam uma solução coloidal semelhante em consistência à glicerina. A substância coloidal de uma célula, dependendo de seu estado fisiológico e da natureza da influência do ambiente externo, possui propriedades tanto de um líquido quanto de um corpo elástico e mais denso. O citoplasma é permeado por canais de várias formas e tamanhos, chamados retículo endoplasmático. Suas paredes são membranas que estão em contato próximo com todas as organelas da célula e, juntamente com elas, formam um único sistema funcional e estrutural para a troca de substâncias e energia e o movimento de substâncias dentro da célula.

Nas paredes dos túbulos estão os menores grãos-grânulos, chamados ribossomos. Essa rede de túbulos é chamada granular. Os ribossomos podem estar localizados na superfície dos túbulos separadamente ou formar complexos de cinco a sete ou mais ribossomos, denominados polissomos. Outros túbulos não contêm grânulos, eles formam um retículo endoplasmático liso. Enzimas envolvidas na síntese de gorduras e carboidratos estão localizadas nas paredes.

A cavidade interna dos túbulos é preenchida com produtos residuais da célula. Os túbulos intracelulares, formando um complexo sistema de ramificação, regulam o movimento e a concentração de substâncias, separam várias moléculas de substâncias orgânicas e seus estágios de síntese. Nas superfícies interna e externa das membranas ricas em enzimas, proteínas, gorduras e carboidratos são sintetizados, que são usados ​​​​no metabolismo ou se acumulam no citoplasma como inclusões ou são excretados.

ribossomos encontrado em todos os tipos de células - de bactérias a células de organismos multicelulares. Estes são corpos redondos, consistindo de ácido ribonucleico (RNA) e proteínas em proporções quase iguais. Sua composição certamente inclui magnésio, cuja presença mantém a estrutura dos ribossomos. Os ribossomos podem estar associados com as membranas do retículo endoplasmático, com a membrana celular externa, ou encontram-se livremente no citoplasma. Eles realizam a síntese de proteínas. Os ribossomos, além do citoplasma, são encontrados no núcleo da célula. Eles são produzidos no nucléolo e depois entram no citoplasma.

complexo de Golgi nas células vegetais, parece corpos individuais cercados por membranas. Nas células animais, esse organoide é representado por cisternas, túbulos e vesículas. Os tubos de membrana do complexo de Golgi dos túbulos do retículo endoplasmático recebem os produtos de secreção da célula, onde são quimicamente rearranjados, compactados e depois passam para o citoplasma e são usados ​​pela própria célula ou removidos dela. Nos tanques do complexo de Golgi, os polissacarídeos são sintetizados e combinados com proteínas, resultando na formação de glicoproteínas.

Mitocôndria- pequenos corpos em forma de bastão, limitados por duas membranas. Numerosas dobras - cristas - se estendem da membrana interna da mitocôndria, várias enzimas estão localizadas em suas paredes, com a ajuda das quais é realizada a síntese de uma substância de alta energia - o ácido trifosfórico de adenosina (ATP). Dependendo da atividade da célula e das influências externas, as mitocôndrias podem se mover, mudar de tamanho e forma. Ribossomos, fosfolipídios, RNA e DNA são encontrados nas mitocôndrias. A presença de DNA nas mitocôndrias está associada à capacidade dessas organelas de se reproduzirem por formação de constrição ou brotamento durante a divisão celular, bem como à síntese de algumas proteínas mitocondriais.

Lisossomos- pequenas formações ovais limitadas pela membrana e espalhadas pelo citoplasma. Encontrado em todas as células de animais e plantas. Eles surgem nas extensões do retículo endoplasmático e no complexo de Golgi, são preenchidos com enzimas hidrolíticas e depois se separam e entram no citoplasma. Em condições normais, os lisossomos digerem partículas que entram na célula por fagocitose e organelas de células moribundas. Os produtos lisossômicos são excretados através da membrana lisossômica para o citoplasma, onde são incorporados a novas moléculas. e digerir seu conteúdo, causando a morte celular.

plastídiosé encontrado apenas em células vegetais e é encontrado na maioria das plantas verdes. As substâncias orgânicas são sintetizadas e acumuladas nos plastídios. Existem três tipos de plastídeos: cloroplastos, cromoplastos e leucoplastos.

Cloroplastos - plastídios verdes contendo o pigmento verde clorofila. Eles são encontrados em folhas, caules jovens, frutas verdes. Os cloroplastos são envoltos por uma membrana dupla. Nas plantas superiores, a parte interna dos cloroplastos é preenchida com uma substância semilíquida, na qual as placas são colocadas paralelas umas às outras. As membranas emparelhadas das placas, fundindo-se, formam pilhas contendo clorofila (Fig. 6). Em cada pilha de cloroplastos de plantas superiores, camadas de moléculas de proteína e moléculas de lipídios se alternam, e as moléculas de clorofila estão localizadas entre elas. Esta estrutura em camadas fornece superfícies livres máximas e facilita a captura e transferência de energia durante a fotossíntese.

Cromoplastos - plastídeos, que contêm pigmentos vegetais (vermelho ou marrom, amarelo, laranja). Eles estão concentrados no citoplasma das células das flores, caules, frutos, folhas das plantas e dão a eles a cor apropriada. Os cromoplastos são formados a partir de leucoplastos ou cloroplastos como resultado do acúmulo de pigmentos. carotenóides.

Leucoplastos - incolor plastídeos localizados nas partes não pintadas das plantas: em caules, raízes, bulbos, etc. Grãos de amido se acumulam nos leucoplastos de algumas células, óleos e proteínas se acumulam nos leucoplastos de outras células.

Todos os plastídeos surgem de seus predecessores - os proplastídeos. Eles revelaram o DNA que controla a reprodução dessas organelas.

centro celular, ou centrossoma, desempenha um papel importante na divisão celular e consiste em dois centríolos . É encontrado em todas as células de animais e plantas, exceto nas flores, fungos inferiores e alguns protozoários. Os centríolos nas células em divisão participam da formação do fuso de divisão e estão localizados em seus pólos. Em uma célula em divisão, o centro da célula se divide primeiro, ao mesmo tempo em que um fuso de acromatina é formado, orientando os cromossomos quando eles divergem em direção aos pólos. Um centríolo deixa cada célula filha.

Muitas células vegetais e animais possuem organelas de propósito especial: cílios, realizando a função de movimento (ciliados, células do trato respiratório), flagelo(as células germinativas masculinas unicelulares mais simples em animais e plantas, etc.). Inclusões - elementos temporários que surgem em uma célula em um determinado estágio de sua vida como resultado de uma função sintética. Eles são usados ​​ou removidos da célula. As inclusões também são nutrientes de reserva: nas células vegetais - amido, gotículas de gordura, blocos, óleos essenciais, muitos ácidos orgânicos, sais de ácidos orgânicos e inorgânicos; em células animais - glicogênio (nas células do fígado e músculos), gotas de gordura (no tecido subcutâneo); Algumas inclusões se acumulam nas células como resíduos - na forma de cristais, pigmentos, etc.

Vacúolos - são cavidades delimitadas por uma membrana; são bem expressos em células vegetais e estão presentes em protozoários. Surgem em diferentes partes das extensões do retículo endoplasmático. E gradualmente se separe dele. Os vacúolos mantêm a pressão de turgor, contêm suco celular ou vacuolar, cujas moléculas determinam sua concentração osmótica. Acredita-se que os produtos iniciais da síntese - carboidratos solúveis, proteínas, pectinas, etc. - se acumulem nas cisternas do retículo endoplasmático. Essas acumulações representam o início de futuros vacúolos.

citoesqueleto . Uma das características distintivas de uma célula eucariótica é o desenvolvimento em seu citoplasma de formações esqueléticas na forma de microtúbulos e feixes de fibras proteicas. Os elementos do citoesqueleto estão intimamente ligados à membrana citoplasmática externa e à membrana nuclear, formando entrelaçamentos complexos no citoplasma. Os elementos de suporte do citoplasma determinam a forma da célula, garantem o movimento das estruturas intracelulares e o movimento de toda a célula.

Essencial célula desempenha um papel importante em sua vida, com sua remoção, a célula cessa suas funções e morre. A maioria das células animais tem um núcleo, mas também existem células multinucleadas (fígado e músculos humanos, fungos, ciliados, algas verdes). Os eritrócitos de mamíferos se desenvolvem a partir de células progenitoras contendo um núcleo, mas os eritrócitos maduros o perdem e não vivem muito.

O núcleo é circundado por uma membrana dupla penetrada por poros, através dos quais está intimamente ligado aos canais do retículo endoplasmático e do citoplasma. Dentro do núcleo está cromatina- seções espiraladas de cromossomos. Durante a divisão celular, eles se transformam em estruturas em forma de bastão que são claramente visíveis ao microscópio de luz. Os cromossomos são um conjunto complexo de proteínas e DNA chamado nucleoproteína.

As funções do núcleo consistem na regulação de todas as funções vitais da célula, que ele realiza com a ajuda de DNA e RNA - portadores de material hereditário. Na preparação para a divisão celular, o DNA é duplicado, durante a mitose, os cromossomos se separam e são transferidos para as células-filhas, garantindo a continuidade das informações hereditárias em cada tipo de organismo.

carioplasma - a fase líquida do núcleo, na qual os produtos residuais das estruturas nucleares estão na forma dissolvida

nucléolo- parte isolada e mais densa do núcleo. O nucléolo consiste em proteínas complexas e RNA, fosfatos livres ou ligados de potássio, magnésio, cálcio, ferro, zinco e ribossomos. O nucléolo desaparece antes do início da divisão celular e se reconstitui na última fase da divisão.

Assim, a célula tem uma organização fina e muito complexa. Uma extensa rede de membranas citoplasmáticas e o princípio da membrana da estrutura das organelas tornam possível distinguir entre muitas reações químicas que ocorrem simultaneamente na célula. Cada uma das formações intracelulares tem sua própria estrutura e função específica, mas somente com sua interação é possível a vida harmoniosa da célula. Com base nessa interação, as substâncias do meio ambiente entram na célula e os resíduos são removidos dela para o exterior ambiente - é assim que ocorre o metabolismo. A perfeição da organização estrutural da célula só poderia surgir como resultado de uma longa evolução biológica, durante a qual as funções por ela desempenhadas foram se tornando cada vez mais complicadas.

As formas unicelulares mais simples são tanto uma célula quanto um organismo com todas as suas manifestações vitais. Em organismos multicelulares, as células formam grupos homogêneos - tecidos. Por sua vez, os tecidos formam órgãos, sistemas e suas funções são determinadas pela atividade vital geral de todo o organismo.

Os eucariotos ou células nucleares são muito mais complexos que os procariotos. A estrutura da célula eucariótica visa a implementação do metabolismo intracelular.

plasmalema

Do lado de fora, qualquer célula é cercada por uma membrana plasmática fina e elástica chamada plasmalema. A composição do plasmalema inclui substâncias orgânicas descritas na tabela.

Arroz. 1. A estrutura do plasmalema.

Acima do plasmalema de uma célula vegetal está uma parede celular, que inclui celulose. Mantém a forma e limita a mobilidade da célula. A célula animal é coberta com glicocálice, que consiste em vários compostos orgânicos. A principal função dos revestimentos adicionais é a proteção.

Através do plasmalema, as substâncias são transportadas e os sinais são transmitidos por meio de proteínas incorporadas.

Essencial

Os eucariotos diferem dos procariotos por terem um núcleo, uma estrutura de membrana composta por três componentes:

• duas membranas com poros;
• nucleoplasma - um líquido que consiste em cromatina (contém RNA e DNA), proteína, ácidos nucléicos, água;
• nucléolo - área compactada do nucleoplasma.

Arroz. 2. A estrutura do núcleo.

O núcleo controla todos os processos da célula e também realiza:

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• armazenamento e transmissão de informações hereditárias;
• a formação de ribossomos;
• síntese de ácidos nucléicos.

Citoplasma

No citoplasma dos eucariotos existem várias organelas que realizam o metabolismo devido ao movimento constante do citoplasma (ciclose). Sua descrição é apresentada na tabela da estrutura da célula eucariótica.

A célula vegetal é caracterizada por duas organelas especiais que estão ausentes nos animais:

• vacúolo - acumula matéria orgânica, água, mantém o turgor;
• plastídios - dependendo da espécie, realizam fotossíntese (cloroplastos), acumulam substâncias (leucoplastos), colorem flores e frutos (cromoplastos).

Nas células animais (ausente nas plantas), existe um centrossoma (centro celular) que recolhe os microtúbulos, a partir dos quais se formam o fuso de divisão, o citoesqueleto, os flagelos e os cílios.

Arroz. 3. Células vegetais e animais.

Os eucariotos se reproduzem por divisão - mitose ou meiose. A mitose (divisão indireta) é característica de todas as células somáticas (não sexuais) e organismos nucleares unicelulares. A meiose é o processo de formação dos gametas.

O que aprendemos?

Na aula de biologia do 9º ano, aprendemos brevemente sobre a estrutura e as funções da célula eucariótica. Os eucariotos são estruturas complexas que consistem em uma membrana celular, citoplasma e núcleo. No citoplasma de uma célula eucariótica, existem várias organelas (complexo de Golgi, RE, lisossomos, etc.) que realizam o metabolismo intracelular. Além disso, as células vegetais são caracterizadas por um vacúolo e plastídios, enquanto as animais possuem um centro celular.

Questionário sobre tópicos

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Estrutura celular

estrutura celular

célula procariótica

procariontes(do lat. pró

A estrutura dos cromossomos

Diagrama da estrutura do cromossomo na prófase tardia - metáfase da mitose. 1-cromátide; 2-centrômero; 3- ombro curto; 4 ombros longos.

cromossomos(grego antigo χρῶμα - cor e σῶμα - corpo) - estruturas nucleoproteicas no núcleo de uma célula eucariótica (uma célula contendo um núcleo), que se tornam facilmente visíveis em certas fases do ciclo celular (durante a mitose ou meiose). Os cromossomos são um alto grau de condensação da cromatina, constantemente presente no núcleo da célula. O termo foi originalmente proposto para se referir a estruturas encontradas em células eucarióticas, mas nas últimas décadas, os cromossomos bacterianos têm sido cada vez mais falados. Os cromossomos contêm a maior parte da informação genética.

A morfologia cromossômica é melhor observada em uma célula no estágio de metáfase. O cromossomo consiste em dois corpos em forma de bastonete - cromátides. Ambas as cromátides de cada cromossomo são idênticas entre si em termos de composição gênica.

Os cromossomos são diferenciados em comprimento. Os cromossomos têm um centrômero ou constrição primária, dois telômeros e dois braços. Em alguns cromossomos, constrições secundárias e satélites são isolados. O movimento do cromossomo determina o Centrômero, que possui uma estrutura complexa.

O DNA do centrômero se distingue por uma sequência de nucleotídeos característica e proteínas específicas. Dependendo da localização do centrômero, os cromossomos acrocêntricos, submetacêntricos e metacêntricos são diferenciados.

Como mencionado acima, alguns cromossomos têm constrições secundárias. Eles, ao contrário da constrição primária (centrômeros), não servem como local de fixação para os fios do fuso e não desempenham nenhum papel no movimento dos cromossomos. Algumas constrições secundárias estão associadas à formação de nucléolos, caso em que são chamadas de organizadores nucleolares. Os organizadores nucleolares contêm os genes responsáveis ​​pela síntese de RNA. A função de outras constrições secundárias ainda não está clara.

Alguns cromossomos acrocêntricos possuem satélites - regiões conectadas ao restante do cromossomo por um fino filamento de cromatina. A forma e as dimensões do satélite são constantes para um determinado cromossomo. Os seres humanos têm satélites em cinco pares de cromossomos.

As extremidades dos cromossomos ricos em heterocromatina estrutural são chamadas de telômeros. Os telômeros impedem que as extremidades dos cromossomos grudem após a reduplicação e, assim, contribuem para a preservação de sua integridade. Portanto, os telômeros são responsáveis ​​pela existência dos cromossomos como formações individuais.

Os cromossomos que possuem a mesma ordem de genes são chamados de homólogos. Eles têm a mesma estrutura (comprimento, localização do centrômero, etc.). Os cromossomos não homólogos têm um conjunto de genes diferente e uma estrutura diferente.

O estudo da estrutura fina dos cromossomos mostrou que eles são compostos de DNA, proteína e uma pequena quantidade de RNA. A molécula de DNA carrega cargas negativas distribuídas ao longo de todo o seu comprimento, e as proteínas ligadas a ela - histonas - são carregadas positivamente. Este complexo de DNA e proteína é chamado de cromatina. A cromatina pode ter diferentes graus de condensação. A cromatina condensada é chamada de heterocromatina, a cromatina descondensada é chamada de eucromatina. O grau de descondensação da cromatina reflete seu estado funcional. As regiões heterocromáticas são funcionalmente menos ativas do que as regiões eucromáticas, nas quais a maioria dos genes está localizada. Distingue-se a heterocromatina estrutural, cuja quantidade varia em diferentes cromossomos, mas está constantemente localizada nas regiões pericentroméricas. Além da heterocromatina estrutural, existe a heterocromatina facultativa, que aparece no cromossomo durante o superenrolamento das regiões eucromáticas. A existência desse fenômeno nos cromossomos humanos é confirmada pelo fato da inativação genética de um cromossomo X nas células somáticas de uma mulher. Sua essência reside no fato de que existe um mecanismo evolutivamente formado de inativação da segunda dose de genes localizados no cromossomo X, pelo que, apesar do número diferente de cromossomos X em organismos masculinos e femininos, o número de genes funcionando neles é equalizado. A cromatina é condensada ao máximo durante a divisão celular mitótica, então pode ser detectada na forma de cromossomos densos

As dimensões das moléculas de DNA dos cromossomos são enormes. Cada cromossomo é representado por uma molécula de DNA. Eles podem atingir centenas de micrômetros e até centímetros. Dos cromossomos humanos, o maior é o primeiro; seu DNA tem um comprimento total de até 7 cm e o comprimento total das moléculas de DNA de todos os cromossomos de uma célula humana é de 170 cm.

Apesar do tamanho gigantesco das moléculas de DNA, ele é densamente compactado em cromossomos. As proteínas histonas fornecem esse empacotamento específico do DNA cromossômico. As histonas estão dispostas ao longo do comprimento da molécula de DNA na forma de blocos. Um bloco inclui 8 moléculas de histona, formando um nucleossomo (uma formação que consiste em uma fita de DNA enrolada em torno de um octâmero de histona). O tamanho do nucleossomo é de cerca de 10 nm. Os nucleossomos parecem contas amarradas em um barbante. Os nucleossomos e os segmentos de DNA que os conectam são densamente compactados na forma de uma hélice, com seis nucleossomos para cada volta dessa hélice. É assim que a estrutura do cromossomo é formada.

A informação hereditária de um organismo é estritamente ordenada de acordo com os cromossomos individuais. Cada organismo é caracterizado por um determinado conjunto de cromossomos (número, tamanho e estrutura), que é chamado de cariótipo. O cariótipo humano é representado por vinte e quatro cromossomos diferentes (22 pares de autossomos, cromossomos X e Y). Um cariótipo é um passaporte da espécie. A análise do cariótipo permite detectar distúrbios que podem levar a anomalias do desenvolvimento, doenças hereditárias ou morte de fetos e embriões nas fases iniciais do desenvolvimento.

Por muito tempo acreditou-se que o cariótipo humano é composto por 48 cromossomos. No entanto, no início de 1956, foi publicada uma mensagem segundo a qual o número de cromossomos no cariótipo humano é 46.

Os cromossomos humanos diferem em tamanho, localização do centrômero e constrições secundárias. A primeira divisão do cariótipo em grupos foi realizada em 1960 em uma conferência em Denver (EUA). A descrição do cariótipo humano baseou-se originalmente em dois princípios: a disposição dos cromossomos ao longo de seu comprimento; agrupamento de cromossomos de acordo com a localização do centrômero (metacêntrico, submetacêntrico, acrocêntrico).

A constância exata do número de cromossomos, sua individualidade e a complexidade da estrutura indicam a importância da função que desempenham. Os cromossomos desempenham a função do principal aparato genético da célula. Eles contêm genes em uma ordem linear, cada um ocupando um lugar estritamente definido (locus) no cromossomo. Existem muitos genes em cada cromossomo, mas para o desenvolvimento normal de um organismo, é necessário um conjunto de genes de um conjunto completo de cromossomos.

Estrutura e funções do DNA

DNA- um polímero cujos monômeros são desoxirribonucleotídeos. O modelo da estrutura espacial da molécula de DNA na forma de uma dupla hélice foi proposto em 1953 por J. Watson e F. Crick (para construir este modelo, eles usaram o trabalho de M. Wilkins, R. Franklin, E. Chargaff).

molécula de DNA formado por duas cadeias de polinucleotídeos, torcidas em espiral uma em torno da outra e juntas em torno de um eixo imaginário, ou seja, é uma dupla hélice (exceção - alguns vírus contendo DNA têm DNA de fita simples). O diâmetro da dupla hélice do DNA é de 2 nm, a distância entre os nucleotídeos adjacentes é de 0,34 nm e existem 10 pares de nucleotídeos por volta da hélice. O comprimento da molécula pode atingir vários centímetros. Peso molecular - dezenas e centenas de milhões. O comprimento total do DNA no núcleo da célula humana é de cerca de 2 m. Nas células eucarióticas, o DNA forma complexos com proteínas e tem uma conformação espacial específica.

Monômero de DNA - nucleotídeo (desoxirribonucleotídeo)- consiste em resíduos de três substâncias: 1) uma base nitrogenada, 2) um monossacarídeo de cinco carbonos (pentose) e 3) ácido fosfórico. As bases nitrogenadas dos ácidos nucléicos pertencem às classes das pirimidinas e purinas. Bases de pirimidina do DNA(possuem um anel em sua molécula) - timina, citosina. bases purinas(possuem dois anéis) - adenina e guanina.

O monossacarídeo do nucleotídeo do DNA é representado pela desoxirribose.

O nome do nucleotídeo é derivado do nome da base correspondente. Nucleotídeos e bases nitrogenadas são indicados por letras maiúsculas.

Uma cadeia polinucleotídica é formada como resultado de reações de condensação de nucleotídeos. Neste caso, entre o carbono 3" do resíduo de desoxirribose de um nucleotídeo e o resíduo de ácido fosfórico do outro, ligação fosfoéter(pertence à categoria de ligações covalentes fortes). Uma extremidade da cadeia polinucleotídica termina com um carbono 5 "(é chamada de extremidade 5"), a outra termina com um carbono 3 "(extremidade 3").

Contra uma cadeia de nucleotídeos está uma segunda cadeia. A disposição dos nucleotídeos nessas duas cadeias não é aleatória, mas estritamente definida: a timina está sempre localizada contra a adenina de uma cadeia na outra cadeia e a citosina está sempre localizada contra a guanina, duas pontes de hidrogênio surgem entre adenina e timina, três pontes de hidrogênio ligações entre guanina e citosina. O padrão segundo o qual os nucleotídeos de diferentes cadeias de DNA são estritamente ordenados (adenina - timina, guanina - citosina) e se conectam seletivamente uns aos outros é chamado o princípio da complementaridade. Deve-se notar que J. Watson e F. Crick passaram a entender o princípio da complementaridade após a leitura das obras de E. Chargaff. E. Chargaff, tendo estudado um grande número de amostras de tecidos e órgãos de vários organismos, descobriu que em qualquer fragmento de DNA o conteúdo de resíduos de guanina sempre corresponde exatamente ao conteúdo de citosina e adenina a timina ( "Regra de Chargaff"), mas não soube explicar esse fato.

Do princípio da complementaridade, segue-se que a sequência de nucleotídeos de uma cadeia determina a sequência de nucleotídeos de outra.

As fitas de DNA são antiparalelas (opostas), ou seja, os nucleotídeos de diferentes cadeias estão localizados em direções opostas e, portanto, oposto à extremidade 3 "de uma cadeia está a extremidade 5" da outra. A molécula de DNA às vezes é comparada a uma escada em espiral. O "trilho" dessa escada é o esqueleto açúcar-fosfato (resíduos alternados de desoxirribose e ácido fosfórico); "etapas" são bases nitrogenadas complementares.

Função do DNA- armazenamento e transmissão de informações hereditárias.

Reparação ("reparação")

reparaçõesé o processo de reparar danos à sequência de nucleotídeos do DNA. É realizado por sistemas enzimáticos especiais da célula ( enzimas de reparo). As seguintes etapas podem ser distinguidas no processo de reparo da estrutura do DNA: 1) as nucleases reparadoras do DNA reconhecem e removem a área danificada, resultando em uma lacuna na cadeia do DNA; 2) A DNA polimerase preenche essa lacuna copiando informações da segunda fita (“boa”); 3) A DNA ligase “reticula” os nucleotídeos, completando o reparo.

Três mecanismos de reparo têm sido mais estudados: 1) fotorreparação, 2) excisão ou reparo pré-replicativo, 3) reparo pós-replicativo.

Mudanças na estrutura do DNA ocorrem constantemente na célula sob a influência de metabólitos reativos, radiação ultravioleta, metais pesados ​​e seus sais, etc. Portanto, defeitos nos sistemas de reparo aumentam a taxa de processos de mutação e são a causa de doenças hereditárias (xeroderma pigmentosa, progéria, etc.).

Estrutura e funções do RNA

ARN- um polímero cujos monômeros são ribonucleotídeos. Ao contrário do DNA, o RNA é formado não por dois, mas por uma cadeia polinucleotídica (exceção - alguns vírus contendo RNA possuem RNA de fita dupla). Os nucleotídeos de RNA são capazes de formar pontes de hidrogênio entre si. As cadeias de RNA são muito mais curtas do que as cadeias de DNA.

Monômero de RNA - nucleotídeo (ribonucleotídeo)- consiste em resíduos de três substâncias: 1) uma base nitrogenada, 2) um monossacarídeo de cinco carbonos (pentose) e 3) ácido fosfórico. As bases nitrogenadas do RNA também pertencem às classes das pirimidinas e purinas.

Bases pirimídicas do RNA - uracilo, citosina, bases purínicas - adenina e guanina. O monossacarídeo de nucleotídeo de RNA é representado pela ribose.

distribuir três tipos de RNA: 1) informativo(matriz) RNA - mRNA (mRNA), 2) transporte ARN - ARNt, 3) ribossomal ARN - ARNr.

Todos os tipos de RNA são polinucleotídeos não ramificados, possuem uma conformação espacial específica e participam dos processos de síntese de proteínas. Informações sobre a estrutura de todos os tipos de RNA são armazenadas no DNA. O processo de síntese de RNA em um molde de DNA é chamado de transcrição.

RNAs de transferência geralmente contém 76 (de 75 a 95) nucleotídeos; peso molecular - 25.000 a 30.000. tRNA é responsável por cerca de 10% do conteúdo total de RNA na célula. funções do tRNA: 1) transporte de aminoácidos para o local de síntese de proteínas, para os ribossomos, 2) mediador da tradução. Cerca de 40 tipos de tRNA são encontrados na célula, cada um deles possui uma sequência de nucleotídeos característica apenas para ela. No entanto, todos os tRNAs possuem várias regiões complementares intramoleculares, devido às quais os tRNAs adquirem uma conformação que se assemelha a uma folha de trevo. Qualquer tRNA possui uma alça para contato com o ribossomo (1), uma alça anticódon (2), uma alça para contato com a enzima (3), uma haste aceitadora (4) e um anticódon (5). O aminoácido está ligado à extremidade 3' da haste aceitadora. Anticódon- três nucleotídeos que "reconhecem" o códon do mRNA. Deve-se enfatizar que um tRNA particular pode transportar um aminoácido estritamente definido correspondente ao seu anticódon. A especificidade da conexão de aminoácidos e tRNA é alcançada devido às propriedades da enzima aminoacil-tRNA sintetase.

RNA ribossômico contém 3.000–5.000 nucleotídeos; peso molecular - 1.000.000–1.500.000.rRNA é responsável por 80–85% do conteúdo total de RNA na célula. Em complexo com proteínas ribossômicas, o rRNA forma ribossomos - organelas que realizam a síntese de proteínas. Em células eucarióticas, a síntese de rRNA ocorre no nucléolo. funções de rRNA: 1) um componente estrutural necessário dos ribossomos e, assim, garantir o funcionamento dos ribossomos; 2) garantir a interação do ribossomo e tRNA; 3) ligação inicial do ribossomo e do códon iniciador do mRNA e determinação do quadro de leitura, 4) formação do centro ativo do ribossomo.

RNA de informação variou em conteúdo de nucleotídeos e peso molecular (de 50.000 a 4.000.000). A parcela de mRNA é responsável por até 5% do conteúdo total de RNA na célula. Funções do mRNA: 1) transferência da informação genética do DNA para os ribossomos, 2) uma matriz para a síntese de uma molécula de proteína, 3) determinação da sequência de aminoácidos da estrutura primária de uma molécula de proteína.

A estrutura e as funções do ATP

Adenosina ácido trifosfórico (ATP)- fonte universal e principal acumulador de energia nas células vivas. O ATP é encontrado em todas as células vegetais e animais. A quantidade de ATP é em média 0,04% (da massa bruta da célula), a maior quantidade de ATP (0,2–0,5%) é encontrada nos músculos esqueléticos.

O ATP consiste em resíduos: 1) uma base nitrogenada (adenina), 2) um monossacarídeo (ribose), 3) três ácidos fosfóricos. Como o ATP contém não um, mas três resíduos de ácido fosfórico, ele pertence aos trifosfatos de ribonucleosídeos.

Para a maioria dos tipos de trabalho que ocorrem nas células, a energia da hidrólise do ATP é usada. Ao mesmo tempo, quando o resíduo terminal do ácido fosfórico é clivado, o ATP passa para ADP (ácido adenosina difosfórico), quando o segundo resíduo de ácido fosfórico é clivado, para AMP (ácido adenosina monofosfórico). O rendimento de energia livre durante a eliminação do resíduo terminal e do segundo resíduo de ácido fosfórico é de 30,6 kJ cada. A clivagem do terceiro grupo fosfato é acompanhada pela liberação de apenas 13,8 kJ. As ligações entre o terminal e o segundo, segundo e primeiro resíduos do ácido fosfórico são chamadas macroérgicas (alta energia).

As reservas de ATP são constantemente reabastecidas. Nas células de todos os organismos, a síntese de ATP ocorre no processo de fosforilação, ou seja, adição de ácido fosfórico ao ADP. A fosforilação ocorre com intensidade diferente durante a respiração (mitocôndrias), glicólise (citoplasma), fotossíntese (cloroplastos).

O ATP é o principal elo entre processos acompanhados de liberação e acúmulo de energia e processos que requerem energia. Além disso, o ATP, junto com outros trifosfatos de ribonucleosídeos (GTP, CTP, UTP), é um substrato para a síntese de RNA.

Propriedades do gene

1. discrição - imiscibilidade dos genes;
2. estabilidade - a capacidade de manter uma estrutura;
3. labilidade - a capacidade de sofrer mutações repetidamente;
4. alelismo múltiplo - muitos genes existem em uma população em uma variedade de formas moleculares;
5. alelismo - no genótipo de organismos diplóides, apenas duas formas do gene;
6. especificidade - cada gene codifica sua própria característica;
7. pleiotropia - efeito múltiplo de um gene;
8. expressividade - o grau de expressão de um gene em uma característica;
9. penetrância - a frequência de manifestação de um gene no fenótipo;
10. amplificação - um aumento no número de cópias de um gene.

Classificação

1. Os genes estruturais são componentes únicos do genoma, representando uma única sequência que codifica uma proteína específica ou alguns tipos de RNA. (Veja também o artigo genes de limpeza).
2. Genes funcionais - regulam o trabalho dos genes estruturais.

Código genético- um método inerente a todos os organismos vivos para codificar a sequência de aminoácidos de proteínas usando uma sequência de nucleotídeos.

Quatro nucleotídeos são usados ​​​​no DNA - adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T), que na literatura em russo são indicados pelas letras A, G, C e T. Essas letras constituem o alfabeto do código genético. No RNA, os mesmos nucleotídeos são usados, com exceção da timina, que é substituída por um nucleotídeo semelhante - uracil, que é indicado pela letra U (U na literatura em russo). Nas moléculas de DNA e RNA, os nucleotídeos se alinham em cadeias e, assim, são obtidas sequências de letras genéticas.

Código genético

Existem 20 aminoácidos diferentes usados ​​na natureza para construir proteínas. Cada proteína é uma cadeia ou várias cadeias de aminoácidos em uma sequência estritamente definida. Essa sequência determina a estrutura da proteína e, portanto, todas as suas propriedades biológicas. O conjunto de aminoácidos também é universal para quase todos os organismos vivos.

A implementação da informação genética nas células vivas (ou seja, a síntese de uma proteína codificada por um gene) é realizada por meio de dois processos matriciais: a transcrição (ou seja, a síntese do mRNA em um molde de DNA) e a tradução do código genético em uma sequência de aminoácidos (síntese de uma cadeia polipeptídica no mRNA). Três nucleotídeos consecutivos são suficientes para codificar 20 aminoácidos, além do sinal de parada, que significa o fim da sequência da proteína. Um conjunto de três nucleotídeos é chamado de tripleto. As abreviações aceitas correspondentes a aminoácidos e códons são mostradas na figura.

Propriedades

1. Tripletidade- uma unidade significativa do código é uma combinação de três nucleotídeos (tripleto ou códon).
2. Continuidade- não há sinais de pontuação entre os trigêmeos, ou seja, as informações são lidas continuamente.
3. não sobreposto- o mesmo nucleotídeo não pode fazer parte simultaneamente de dois ou mais trigêmeos (não observado para alguns genes sobrepostos de vírus, mitocôndrias e bactérias que codificam várias proteínas frameshift).
4. Sem ambigüidade (especificidade)- um determinado códon corresponde a apenas um aminoácido (porém, o códon UGA em Euplotes crassus códigos para dois aminoácidos - cisteína e selenocisteína)
5. Degeneração (redundância) Vários códons podem corresponder ao mesmo aminoácido.
6. Versatilidade- o código genético funciona da mesma forma em organismos de diferentes níveis de complexidade - de vírus a humanos (os métodos de engenharia genética são baseados nisso; há várias exceções, mostradas na tabela em "Variações do código genético padrão " seção abaixo).
7. Imunidade a ruídos- as mutações de substituições de nucleotídeos que não levam a uma mudança na classe do aminoácido codificado são chamadas conservador; As mutações por substituição de nucleotídeos que levam a uma mudança na classe do aminoácido codificado são chamadas radical.

Biossíntese de proteínas e suas etapas

Biossíntese de proteínas- um processo complexo de vários estágios de síntese de uma cadeia polipeptídica a partir de resíduos de aminoácidos, ocorrendo nos ribossomos de células de organismos vivos com a participação de moléculas de mRNA e tRNA.

A biossíntese de proteínas pode ser dividida em etapas de transcrição, processamento e tradução. Durante a transcrição, a informação genética codificada nas moléculas de DNA é lida e essa informação é escrita nas moléculas de mRNA. Durante uma série de etapas sucessivas de processamento, alguns fragmentos desnecessários nas etapas subsequentes são removidos do mRNA e as sequências de nucleotídeos são editadas. Depois que o código é transportado do núcleo para os ribossomos, a síntese real das moléculas de proteína ocorre pela ligação de resíduos de aminoácidos individuais à crescente cadeia polipeptídica.

Entre a transcrição e a tradução, a molécula de mRNA sofre uma série de mudanças sucessivas que garantem a maturação de um molde funcional para a síntese da cadeia polipeptídica. Uma tampa é anexada à extremidade 5' e uma cauda poli-A é anexada à extremidade 3', o que aumenta a vida útil do mRNA. Com o advento do processamento em uma célula eucariótica, tornou-se possível combinar éxons gênicos para obter uma maior variedade de proteínas codificadas por uma única sequência de nucleotídeos de DNA - splicing alternativo.

A tradução consiste na síntese de uma cadeia polipeptídica de acordo com a informação codificada no RNA mensageiro. A sequência de aminoácidos é arranjada usando transporte RNA (tRNA), que formam complexos com aminoácidos - aminoacil-tRNA. Cada aminoácido tem seu próprio tRNA, que possui um anticódon correspondente que “combina” com o códon do mRNA. Durante a tradução, o ribossomo se move ao longo do mRNA, à medida que a cadeia polipeptídica se acumula. A energia para a síntese de proteínas é fornecida pelo ATP.

A molécula de proteína acabada é então separada do ribossomo e transportada para o lugar certo na célula. Algumas proteínas requerem modificação pós-traducional adicional para atingir seu estado ativo.

Causas de Mutações

As mutações são divididas em espontâneo E induzido. Mutações espontâneas ocorrem espontaneamente ao longo da vida de um organismo em condições ambientais normais com uma frequência de cerca de 10 - 9 - 10 - 12 por nucleotídeo por geração celular.

Mutações induzidas são chamadas de alterações hereditárias no genoma resultantes de certos efeitos mutagênicos em condições artificiais (experimentais) ou sob influências ambientais adversas.

As mutações aparecem constantemente no decorrer dos processos que ocorrem em uma célula viva. Os principais processos que levam à ocorrência de mutações são a replicação do DNA, o reparo prejudicado do DNA e a recombinação genética.

O papel das mutações na evolução

Com uma mudança significativa nas condições de existência, aquelas mutações que antes eram prejudiciais podem se tornar benéficas. Assim, as mutações são o material para a seleção natural. Assim, mutantes melanísticos (indivíduos de cor escura) em populações de mariposas na Inglaterra foram descobertos pela primeira vez por cientistas entre indivíduos claros típicos em meados do século XIX. A coloração escura ocorre como resultado de uma mutação em um gene. As borboletas passam o dia nos troncos e galhos das árvores, geralmente cobertos de líquenes, contra os quais a cor clara se mascara. Como resultado da revolução industrial, acompanhada pela poluição atmosférica, os líquenes morreram e os troncos leves das bétulas ficaram cobertos de fuligem. Como resultado, em meados do século 20 (por 50-100 gerações) em áreas industriais, a forma escura substituiu quase completamente a clara. Foi demonstrado que a principal razão para a sobrevivência predominante da forma negra é a predação de pássaros, que comiam seletivamente as borboletas de cor clara em áreas poluídas.

Se uma mutação afeta seções de DNA "silenciosas" ou leva à substituição de um elemento do código genético por um sinônimo, geralmente não se manifesta no fenótipo de forma alguma (a manifestação de tal substituição sinônima pode ser associados a diferentes frequências de uso de códons). No entanto, tais mutações podem ser detectadas por métodos de análise de genes. Como as mutações ocorrem com mais frequência como resultado de causas naturais, supondo que as propriedades básicas do ambiente externo não tenham mudado, verifica-se que a frequência das mutações deve ser aproximadamente constante. Este fato pode ser usado para estudar filogenia - o estudo da origem e das relações de vários táxons, incluindo humanos. Assim, mutações em genes silenciosos servem como uma espécie de “relógio molecular” para os pesquisadores. A teoria do "relógio molecular" também procede do fato de que a maioria das mutações é neutra e a taxa de seu acúmulo em um determinado gene não depende ou depende fracamente da ação da seleção natural e, portanto, permanece constante por muito tempo. Para genes diferentes, essa taxa, no entanto, varia.

O estudo das mutações no DNA mitocondrial (herdado pela linha materna) e nos cromossomos Y (herdados pela linha paterna) é amplamente utilizado na biologia evolutiva para estudar a origem das raças e nacionalidades, para reconstruir o desenvolvimento biológico da humanidade.

Estrutura celular

estrutura celular

Todas as formas de vida celular na Terra podem ser divididas em dois reinos com base na estrutura de suas células constituintes - procariontes (pré-nucleares) e eucariontes (nucleares). As células procarióticas são mais simples em estrutura, aparentemente, surgiram mais cedo no processo de evolução. Células eucarióticas - mais complexas, surgiram mais tarde. As células que compõem o corpo humano são eucarióticas.

Apesar da variedade de formas, a organização das células de todos os organismos vivos está sujeita a princípios estruturais uniformes.

O conteúdo vivo da célula - o protoplasto - é separado do ambiente pela membrana plasmática, ou plasmalema. Dentro da célula é preenchido com citoplasma, que contém várias organelas e inclusões celulares, bem como material genético na forma de uma molécula de DNA. Cada uma das organelas da célula desempenha sua própria função especial e, juntas, todas determinam a atividade vital da célula como um todo.

célula procariótica

A estrutura de uma célula procariótica típica: cápsula, parede celular, plasmalema, citoplasma, ribossomos, plasmídeo, pili, flagelo, nucleoide.

procariontes(do lat. pró- antes, antes e grego. κάρῠον - núcleo, noz) - organismos que, ao contrário dos eucariotos, não possuem núcleo celular formado e outras organelas de membrana interna (com exceção de cisternas planas em espécies fotossintéticas, por exemplo, em cianobactérias). A única grande molécula de DNA de fita dupla circular (em algumas espécies - linear), que contém a parte principal do material genético da célula (o chamado nucleoide), não forma um complexo com as proteínas histonas (a chamada cromatina). Os procariotos incluem bactérias, incluindo cianobactérias (algas verde-azuladas) e archaea. Os descendentes das células procarióticas são as organelas das células eucarióticas - mitocôndrias e plastídios.

célula eucariótica(eucariotos) (do grego ευ - bom, completamente e κάρῠον - núcleo, noz) - organismos que, ao contrário dos procariontes, possuem um núcleo celular bem formado, delimitado do citoplasma pela membrana nuclear. O material genético está contido em várias moléculas lineares de DNA de fita dupla (dependendo do tipo de organismo, seu número por núcleo pode variar de duas a várias centenas), ligado de dentro para a membrana do núcleo da célula e formando no vasto maioria (exceto dinoflagelados) um complexo com proteínas histonas, chamado cromatina. As células eucarióticas possuem um sistema de membranas internas que formam, além do núcleo, uma série de outras organelas (retículo endoplasmático, aparelho de Golgi, etc.). Além disso, a grande maioria possui simbiontes-procariontes intracelulares permanentes - mitocôndrias, e algas e plantas também possuem plastídeos.

A estrutura de uma célula eucariótica

Representação esquemática de uma célula animal. (Ao clicar em qualquer um dos nomes dos componentes da célula, você será levado ao artigo correspondente.)

Mitocôndrias e plastídios possuem seu próprio DNA circular e pequenos ribossomos, devido aos quais fazem parte de suas próprias proteínas (organelas semi-autônomas).

As mitocôndrias participam (oxidação de substâncias orgânicas) - fornecem ATP (energia) para a vida da célula, são as "estações de energia da célula".

Organelas não membranares

ribossomos- estas são organelas que estão envolvidas. Eles consistem em duas subunidades, quimicamente compostas de RNA ribossômico e proteínas. As subunidades são sintetizadas no nucléolo. Parte dos ribossomos está ligada ao RE, este RE é denominado rugoso (granular).

Centro de celular consiste em dois centríolos que formam o fuso da divisão durante a divisão celular - mitose e meiose.

cílios, flagelos servir para o movimento.

Escolha uma, a opção mais correta. O citoplasma da célula contém
1) filamentos de proteína
2) cílios e flagelos
3) mitocôndrias
4) centro celular e lisossomos

Responder

Estabelecer uma correspondência entre as funções e organelas das células: 1) ribossomos, 2) cloroplastos. Escreva os números 1 e 2 na ordem correta.
A) localizado no retículo endoplasmático granular
B) síntese de proteínas
B) fotossíntese
D) consiste em duas subunidades
D) consistem em grana com tilacoides
E) formar um polissomo

Responder

Estabeleça uma correspondência entre a estrutura do organoide celular e o organoide: 1) o aparelho de Golgi, 2) o cloroplasto. Escreva os números 1 e 2 na ordem correspondente às letras.
A) organela de duas membranas
B) tem seu próprio DNA
B) tem um aparelho secretor
D) consiste em uma membrana, vesículas, cisternas
D) consiste em tilacoides gran e estroma
E) organela de membrana única

Responder

Estabelecer uma correspondência entre as características e organelas da célula: 1) cloroplasto, 2) retículo endoplasmático. Escreva os números 1 e 2 na ordem correspondente às letras.
A) um sistema de túbulos formado pela membrana
B) a organela é formada por duas membranas
B) substâncias de transporte
D) sintetiza matéria orgânica primária
D) inclui tilacoides

Responder

1. Escolha uma, a opção mais correta. Componentes de membrana única de uma célula
1) cloroplastos
2) vacúolos
3) centro da célula
4) ribossomos

Responder

2. Escolha três opções. Quais organelas celulares são separadas do citoplasma por uma única membrana?
1) Complexo de Golgi
2) mitocôndrias
3) lisossomo
4) retículo endoplasmático
5) cloroplasto
6) ribossomo

Responder

Todas as características abaixo, exceto duas, podem ser usadas para descrever as características da estrutura e funcionamento dos ribossomos. Identifique dois sinais que “caem” da lista geral e anote os números sob os quais eles são indicados.
1) consistem em tripletos de microtúbulos
2) participar do processo de biossíntese de proteínas
3) formar um fuso de divisão
4) formado por proteína e RNA
5) consistem em duas subunidades

Responder

Escolha duas respostas corretas em cinco e anote os números sob os quais elas são indicadas na tabela. Selecione organelas de duas membranas:
1) lisossomo
2) ribossomo
3) mitocôndria
4) Aparelho de Golgi
5) cloroplasto

Responder

Escolha três respostas corretas de seis e anote os números sob os quais elas são indicadas. Organelas de duas membranas de uma célula vegetal são.
1) cromoplastos
2) centríolos
3) leucoplastos
4) ribossomos
5) mitocôndrias
6) vacúolos

Responder

NÚCLEO1-MITOCONDRIA1-RIBOSSOMA1
Analise a tabela. Para cada célula com letras, selecione o termo apropriado na lista fornecida:
1) núcleo
2) ribossomo
3) biossíntese de proteínas
4) citoplasma
5) fosforilação oxidativa
6) transcrição
7) lisossomo

Responder

MITOCONDRIA2-CROMOSSOMA1-RIBOSOMA2

Analise a tabela "Estruturas da célula eucariótica". Para cada célula marcada com uma letra, selecione o termo apropriado na lista fornecida.
1) glicólise
2) cloroplastos
3) transmissão
4) mitocôndrias
5) transcrição
6) núcleo
7) citoplasma
8) centro da célula

Responder

LISOSSOMA1-RIBOSSOMA3-CLOROPLAST1


1) Complexo de Golgi
2) síntese de carboidratos
3) membrana única
4) hidrólise do amido
5) lisossoma
6) não membrana

Responder

LISOSOMA2-CLOROPLAST2-RIBOSOMA4

Analise a tabela. Para cada célula com letras, selecione o termo apropriado na lista fornecida.
1) membrana dupla
2) retículo endoplasmático
3) biossíntese de proteínas
4) centro da célula
5) não membrana
6) biossíntese de carboidratos
7) membrana única
8) lisossoma

Responder

LISOSOMA3-AG1-CLOROPLAST3
Analise a tabela de estrutura celular. Para cada célula marcada com uma letra, selecione o termo apropriado na lista fornecida.
1) glicólise
2) lisossomo
3) biossíntese de proteínas
4) mitocôndria
5) fotossíntese
6) núcleo
7) citoplasma
8) centro da célula

Responder

CLOROPLAST4-AG2-RIBOSOMA5

Analise a tabela de estrutura celular. Para cada célula marcada com uma letra, selecione o termo apropriado na lista fornecida.
1) oxidação da glicose
2) ribossomo
3) degradação de polímeros
4) cloroplasto
5) síntese de proteínas
6) núcleo
7) citoplasma
8) formação de um fuso de fissão

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AG3-MITOCONDRIA3-LISOSSOMA4

Analise a tabela "Organóides da célula". Para cada célula marcada com uma letra, selecione o termo apropriado na lista fornecida.
1) cloroplasto
2) retículo endoplasmático
3) citoplasma
4) carioplasma
5) Aparelho de Golgi
6) oxidação biológica
7) transporte de substâncias na célula
8) síntese de glicose

Responder

1. Escolha duas respostas corretas em cinco e anote os números sob os quais elas são indicadas na tabela. O citoplasma desempenha uma série de funções na célula:
1) comunica-se entre o núcleo e as organelas
2) atua como uma matriz para a síntese de carboidratos
3) serve como a localização do núcleo e organelas
4) realiza a transferência de informações hereditárias
5) serve como a localização dos cromossomos nas células eucarióticas

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2. Identifique duas afirmações verdadeiras da lista geral e anote os números sob os quais elas são indicadas. Ocorre no citoplasma
1) síntese de proteínas ribossomais
2) biossíntese de glicose
3) síntese de insulina
4) oxidação de substâncias orgânicas a inorgânicas
5) síntese de moléculas de ATP

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Escolha duas respostas corretas entre cinco e anote os números sob os quais elas são indicadas. Selecione organelas não membranares:
1) mitocôndrias
2) ribossomo
3) núcleo
4) microtúbulo
5) Aparelho de Golgi

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Os sinais listados abaixo, exceto dois, são usados ​​para descrever as funções do organoide celular representado. Identifique dois sinais que “caem” da lista geral e anote os números sob os quais eles são indicados.
1) serve como uma estação de energia
2) divide os biopolímeros em monômeros
3) fornece embalagem de substâncias da célula
4) sintetiza e acumula moléculas de ATP
5) participa da oxidação biológica

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Estabeleça uma correspondência entre a estrutura do organoide e seu tipo: 1) centro celular, 2) ribossomo
A) consiste em dois cilindros dispostos perpendicularmente
B) consiste em duas subunidades
B) formado por microtúbulos
D) contém proteínas que garantem o movimento dos cromossomos
D) contém proteínas e ácido nucléico

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Estabelecer a sequência de arranjo das estruturas na célula eucariótica de uma planta (começando de fora)
1) membrana plasmática
2) parede celular
3) núcleo
4) citoplasma
5) cromossomos

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Escolha três opções. Como as mitocôndrias são diferentes dos lisossomos?
1) tem membranas externa e interna
2) têm numerosas protuberâncias - cristas
3) participar dos processos de liberação de energia
4) neles o ácido pirúvico é oxidado a dióxido de carbono e água
5) neles, os biopolímeros são quebrados em monômeros
6) participar do metabolismo

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1. Estabelecer uma correspondência entre as características de um organoide celular e seu tipo: 1) mitocôndria, 2) lisossomo. Escreva os números 1 e 2 na ordem correta.
A) organela de membrana única
B) conteúdo interno - matriz

D) a presença de cristas
D) organoide semi-autônomo

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2. Estabelecer uma correspondência entre as características e organelas da célula: 1) mitocôndria, 2) lisossomo. Escreva os números 1 e 2 na ordem correspondente às letras.
A) clivagem hidrolítica de biopolímeros
B) fosforilação oxidativa
B) organela de membrana única
D) a presença de cristas
E) a formação do vacúolo digestivo em animais

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3. Estabeleça uma correspondência entre o traço e o organoide celular para o qual é característico: 1) lisossomo, 2) mitocôndria. Escreva os números 1 e 2 na ordem correspondente às letras.
A) a presença de duas membranas
B) armazenamento de energia em ATP
C) a presença de enzimas hidrolíticas
D) digestão de organelas celulares
D) a formação de vacúolos digestivos em protozoários
E) a quebra de substâncias orgânicas em dióxido de carbono e água

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Estabelecer uma correspondência entre o organoide celular: 1) centro celular, 2) vacúolo contrátil, 3) mitocôndrias. Escreva os números de 1 a 3 na ordem correta.
A) está envolvido na divisão celular
B) Síntese de ATP
B) excreção do excesso de líquido
D) "respiração celular"
E) mantendo um volume celular constante
E) participa do desenvolvimento de flagelos e cílios

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1. Estabeleça uma correspondência entre o nome das organelas e a presença ou ausência de membrana celular nelas: 1) membrana, 2) não membrana. Escreva os números 1 e 2 na ordem correta.
A) vacúolos
B) lisossomos
B) centro da célula
D) ribossomos
D) plastídeos
E) Aparelho de Golgi

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2. Estabelecer uma correspondência entre os organelos celulares e os seus grupos: 1) membrana, 2) não membrana. Escreva os números 1 e 2 na ordem correspondente às letras.
A) mitocôndrias
B) ribossomos
B) centríolos
D) aparelho de Golgi
D) retículo endoplasmático
E) microtúbulos

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3. Quais das três organelas listadas são membranosas?
1) lisossomos
2) centríolos
3) ribossomos
4) microtúbulos
5) vacúolos
6) leucoplastos

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1. Todas as estruturas celulares listadas abaixo, exceto duas, não contêm DNA. Identifique duas estruturas celulares que "caem" da lista geral e anote os números sob os quais elas são indicadas.
1) ribossomos
2) Complexo de Golgi
3) centro da célula
4) mitocôndrias
5) plastídios

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3. Escolha duas respostas corretas em cinco. Em quais estruturas da célula eucariótica estão localizadas as moléculas de DNA?
1) citoplasma
2) núcleo
3) mitocôndrias
4) ribossomos
5) lisossomos

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Escolha uma, a opção mais correta. Onde na célula estão ribossomos diferentes do ER
1) nos centríolos do centro da célula
2) no aparelho de Golgi
3) nas mitocôndrias
4) nos lisossomos

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Quais são as características da estrutura e funções dos ribossomos? Escolha as três opções corretas.
1) tem uma membrana
2) consistem em moléculas de DNA
3) decompõe a matéria orgânica
4) consistem em partículas grandes e pequenas
5) participar do processo de biossíntese de proteínas
6) consistem em RNA e proteína

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Escolha três respostas corretas de seis e anote os números sob os quais elas são indicadas. O núcleo de uma célula eucariótica contém
1) cromatina
2) centro da célula
3) Aparelho de Golgi
4) nucléolo
5) citoplasma
6) carioplasma

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Escolha três respostas corretas de seis e anote os números sob os quais elas são indicadas. Que processos ocorrem no núcleo da célula?
1) a formação de um fuso de fissão
2) formação de lisossomos
3) duplicação de moléculas de DNA
4) síntese de moléculas de mRNA
5) formação de mitocôndrias
6) formação de subunidades ribossomais

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Estabelecer uma correspondência entre o organoide celular e o tipo de estrutura a que pertence: 1) monomembrana, 2) bimembrana. Escreva os números 1 e 2 na ordem correspondente às letras.
A) lisossomo
B) cloroplasto
B) mitocôndria
D)EPS
D) aparelho de Golgi

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Estabeleça uma correspondência entre as características e as organelas: 1) cloroplasto, 2) mitocôndrias. Escreva os números 1 e 2 na ordem correspondente às letras.
A) a presença de pilhas de grãos
B) síntese de carboidratos
C) reações de dissimilação
D) transporte de elétrons excitados por fótons
D) a síntese de substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas
E) a presença de numerosas cristas

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Todos os recursos listados abaixo, exceto dois, podem ser usados ​​para descrever o organoide celular mostrado na figura. Identifique dois sinais que “caem” da lista geral e anote os números sob os quais eles são indicados.
1) organoide de membrana única
2) contém fragmentos de ribossomos
3) a casca está crivada de poros
4) contém moléculas de DNA
5) contém mitocôndrias

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Os termos listados abaixo, com exceção de dois, são usados ​​para caracterizar o organoide celular, indicados na figura por um ponto de interrogação. Identifique dois termos que "caem" da lista geral e anote os números sob os quais eles são indicados.
1) organoide de membrana
2) replicação
3) divergência de cromossomos
4) centríolos
5) fuso de divisão

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Estabelecer uma correspondência entre as características do organoide celular e seu tipo: 1) centro celular, 2) retículo endoplasmático. Escreva os números 1 e 2 na ordem correspondente às letras.
A) transportar matéria orgânica
B) forma um fuso de divisão
B) consiste em dois centríolos
D) organoide de membrana única
D) contém ribossomos
E) organela não membranar

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1. Estabelecer uma correspondência entre as características e os organelos da célula: 1) núcleo, 2) mitocôndrias. Escreva os números 1 e 2 na ordem correspondente aos números.
A) uma molécula de DNA fechada
B) enzimas oxidativas nas cristas
C) conteúdo interno - carioplasma
D) cromossomos lineares
E) a presença de cromatina na interfase
E) membrana interna dobrada

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2. Estabelecer uma correspondência entre as características e os organelos das células: 1) núcleo, 2) mitocôndrias. Escreva os números 1 e 2 na ordem correspondente às letras.
A) é o local de síntese de ATP
B) é responsável por armazenar a informação genética da célula
B) contém DNA circular
D) tem cristas
D) tem um ou mais nucléolos

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Estabeleça uma correspondência entre os sinais e organelas da célula: 1) lisossomo, 2) ribossomo. Escreva os números 1 e 2 na ordem correspondente às letras.
A) consiste em duas subunidades
B) é uma estrutura de membrana única
C) participa da síntese da cadeia polipeptídica
D) contém enzimas hidrolíticas
D) está localizado na membrana do retículo endoplasmático
E) converte polímeros em monômeros

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Estabelecer uma correspondência entre as características e as organelas celulares: 1) mitocôndria, 2) ribossomo. Escreva os números 1 e 2 na ordem correspondente às letras.
A) organela não membranosa
B) a presença de seu próprio DNA
C) função - biossíntese de proteínas
D) consiste em subunidades grandes e pequenas
D) a presença de cristas
E) organoide semi-autônomo

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Todos os sinais listados abaixo, exceto dois, são usados ​​para descrever a estrutura da célula mostrada na figura. Identifique dois sinais que “caem” da lista geral e anote os números sob os quais eles são indicados.
1) consiste em RNA e proteínas
2) consiste em três subunidades
3) sintetizado no hialoplasma
4) realiza a síntese de proteínas
5) pode ser anexado à membrana EPS

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© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

1. Fundamentos da teoria celular

2. Plano geral da estrutura de uma célula procariótica

3. Plano geral da estrutura de uma célula eucariótica

1. Fundamentos da teoria celular

A célula foi descoberta e descrita pela primeira vez por R. Hooke (1665). No século 19 nas obras de T. Schwann, M. Schleiden, as bases foram lançadas teoria celular estruturas dos organismos. A teoria celular moderna pode ser expressa nos seguintes termos: todos os organismos são constituídos por células; a célula é a unidade estrutural, genética e funcional elementar dos vivos. O desenvolvimento de todos os organismos começa com uma única célula, por isso é a unidade elementar de desenvolvimento de todos os organismos. Em organismos multicelulares, as células são especializadas para desempenhar funções específicas.

Dependendo da organização estrutural, distinguem-se as seguintes formas de vida: pré-celular (vírus) e celular. As células pro e eucarióticas são distinguidas entre as formas celulares com base nas peculiaridades da organização do material hereditário celular.

vírus- São organismos que possuem tamanhos muito pequenos (de 20 a 3000 nm). Sua atividade vital pode ser realizada apenas dentro das células do organismo hospedeiro. O corpo do vírus é formado por ácido nucleico (DNA ou RNA), que está contido em uma casca de proteína - capsídeo, às vezes o capsídeo é coberto por uma membrana.

2. Plano geral da estrutura de uma célula procariótica

Principais componentes de uma célula procariótica: membrana, citoplasma. A membrana consiste no plasmalema e estruturas superficiais (parede celular, cápsula, membrana mucosa, flagelos, vilosidades).

plasmalema tem uma espessura de 7,5 nm e é formado na parte externa por uma camada de moléculas de proteína, sob a qual existem duas camadas de moléculas de fosfolipídios e, em seguida, uma nova camada de moléculas de proteína é localizada. O plasmalema possui canais revestidos com moléculas de proteína; através desses canais, várias substâncias são transportadas para dentro e para fora da célula.

Componente principal parede celular- mureína. Polissacarídeos, proteínas (propriedades antigênicas), lipídios podem ser incorporados a ele. Dá uma forma à célula, evita o seu inchaço osmótico e ruptura. Água, íons, pequenas moléculas penetram facilmente pelos poros.

O citoplasma de uma célula procariótica desempenha a função do ambiente interno da célula, contém ribossomos, mesossomos, inclusões e uma molécula de DNA.

ribossomos- organelas em forma de feijão, compostas de proteína e RNA, são menores (ribossomos 70S) do que em eucariotos. A função é a síntese de proteínas.

mesossomas- um sistema de membranas intracelulares formando invaginações dobradas, contém enzimas da cadeia respiratória (síntese de ATP).

Inclusões: lipídios, glicogênio, polifosfatos, proteínas, nutrientes de reserva

molécula de DNA. Uma molécula de DNA supercondensada de fita dupla circular haploide. Fornece armazenamento, transmissão de informações genéticas e regulação da atividade celular.

3. Plano geral da estrutura de uma célula eucariótica

Uma célula eucariótica típica consiste em três componentes - membrana, citoplasma e núcleo. base parede celularé o plasmalema (membrana celular) e a estrutura da superfície de proteínas e carboidratos.

1. Plasmalema Os eucariotos diferem dos procariotos em seu menor teor de proteína.

2. Estrutura de superfície de proteína-carboidrato. Células animais têm uma pequena camada de proteína (glicocálice). Nas plantas, a estrutura da superfície da célula é parede celularÉ composto de celulose (fibra).

Funções da membrana celular: mantém a forma da célula e dá resistência mecânica, protege a célula, reconhece sinais moleculares, regula o metabolismo entre a célula e o meio ambiente e realiza a interação intercelular.

Citoplasma consiste em hialoplasma (a principal substância do citoplasma), organelas e inclusões. O hialoplasma contém 3 tipos de organelas:

duas membranas (mitocôndrias, plastídios);

membrana única (retículo endoplasmático (ER), aparelho de Golgi, vacúolos, lisossomos);

não-membrana (centro celular, microtúbulos, microfilamentos, ribossomos, inclusões).

1. Hialoplasmaé uma solução coloidal de compostos orgânicos e inorgânicos. O hialoplasma é capaz de se mover dentro da célula - ciclose. As principais funções do hialoplasma: um ambiente para encontrar organelas e inclusões, um ambiente para o fluxo de processos bioquímicos e fisiológicos, une todas as estruturas celulares em um único todo.

2. Mitocôndrias("estações de energia das células"). A membrana externa é lisa, a interna tem dobras - cristas. Entre as membranas externa e interna está matriz. A matriz da mitocôndria contém moléculas de DNA, pequenos ribossomos e várias substâncias.

3. Plastídeos característica das células vegetais. Existem três tipos de plastídios : cloroplastos, cromoplastos e leucoplastos.

EU. Cloroplastos- plastídeos verdes nos quais ocorre a fotossíntese. O cloroplasto tem uma membrana dupla. O corpo do cloroplasto consiste em um estroma lipídico-proteico incolor, penetrado por um sistema de sacos achatados (tilacoides) formados pela membrana interna.Os tilacóides formam o grana. O estroma contém ribossomos, grãos de amido, moléculas de DNA.

II. cromoplastos dar cor a diferentes partes da planta.

III. Leucoplastos armazenar nutrientes. Os leucoplastos podem formar cromoplastos e cloroplastos.

4. Retículo endoplasmáticoé um sistema ramificado de tubos, canais e cavidades. Existem EPS não granulares (lisos) e granulares (ásperos). No RE não granular estão as enzimas do metabolismo de gorduras e carboidratos (ocorre a síntese de gorduras e carboidratos). No RE granular estão os ribossomos que realizam a biossíntese de proteínas. Funções EPS: funções mecânicas e de conformação; transporte; concentração e isolamento.

5. Aparelho de Golgi consiste em sacos de membrana plana e vesículas. Nas células animais, o aparelho de Golgi desempenha uma função secretora. Nas plantas, é o centro da síntese de polissacarídeos.

6. Vacúolos preenchido com seiva de células vegetais. Funções dos vacúolos: armazenamento de nutrientes e água, manutenção da pressão de turgor na célula.

7 . Lisossomos- pequenas organelas de forma esférica, formadas por uma membrana, dentro da qual contém enzimas que hidrolisam proteínas, ácidos nucléicos, carboidratos, gorduras.

8. Centro da célula. A função do centro celular é controlar o processo de divisão celular.

9. Microtúbulos e microfilamentos Juntos, eles formam o esqueleto celular das células animais.

10. Ribossomos eucariotos são maiores (80S).

11. Inclusões- substâncias de reserva e secreções - apenas nas células vegetais.

Essencialé a parte mais importante da célula eucariótica. Consiste na membrana nuclear, carioplasma, nucléolos, cromatina.

1. Envoltório nuclear semelhante em estrutura à membrana celular, contém poros. A membrana nuclear protege o aparato genético dos efeitos das substâncias citoplasmáticas. Controla o transporte de substâncias.

2. Carioplasmaé uma solução coloidal contendo proteínas, carboidratos, sais, outras substâncias orgânicas e inorgânicas. O carioplasma contém todos os ácidos nucléicos: quase todo o suprimento de DNA, informativo, transporte e RNA ribossômico.

3. Nucléolo - formação esférica, contém várias proteínas, nucleoproteínas, lipoproteínas, fosfoproteínas. A função do nucléolo é a síntese de embriões de ribossomos.

4. Cromatina (cromossomos). No estado estacionário (tempo entre as divisões), o DNA é distribuído uniformemente no carioplasma na forma de cromatina. Durante a divisão, a cromatina é convertida em cromossomos.

Funções do núcleo: as informações sobre as características hereditárias do organismo estão concentradas no núcleo (função informativa); os cromossomos transmitem as características de um organismo de pais para filhos (a função de herança); o núcleo coordena e regula os processos na célula (função de regulação).