Celula eucariotă, principalele componente structurale, structura și funcțiile acestora: organite, citoplasmă, incluziuni. Celulele procariote și eucariote Funcțiile organismelor eucariote

Să citim informația .

Celulă- un sistem complex format din trei subsisteme structurale si functionale ale aparatului de suprafata, citoplasma cu organele si nucleul.

eucariote(nucleare) - celule care, spre deosebire de procariote, au un nucleu celular format, limitat de citoplasmă printr-o membrană nucleară.

Celulele eucariote includ celule de animale, oameni, plante și ciuperci.

Structura celulelor eucariote

Autoliza(autoliza) - autodizolvarea celulelor și țesuturilor vii sub influența propriilor enzime hidrolitice care distrug moleculele structurale. Apare în organism în timpul proceselor fiziologice: metamorfoză, autotomie, și după moarte.

Xantofila- un pigment vegetal care dă culori galbene și maro părți ale plantelor (frunze galbene, morcovi roșii, roșii). Aparține grupului de carotenoizi.

Carotenoide- un grup de pigmenți vegetali - hidrocarburi cu greutate moleculară mare. Se acumulează în cloroplaste și, în principal, în cromoplaste. Acest grup include carotenii și xantofilele; dintre acestea din urmă, cele mai comune sunt zeaxantina, capxantina, xantina, licopenul și luteina. Participa la procesul de fotosinteză, absorbind energia din partea albastră a spectrului solar; Ei colorează flori, fructe, semințe, rădăcini, iar toamna - frunze.

Turgor tisular- presiune hidrostatică internă într-o celulă vie, provocând tensiune în membrana celulară.

Fus mitotic(fus de diviziune) - o structură care apare în celulele eucariote în timpul diviziunii nucleare (mitoză). Și-a primit numele datorită asemănării vagi a formei sale cu un fus.

Citoscheletul- un cadru celular sau un schelet situat în citoplasma unei celule vii. Este prezent în toate celulele atât ale eucariotelor, cât și ale procariotelor. Format din microtubuli și microfilamente. Menține forma și mișcarea celulei.

Fagocitoză- un proces prin care celulele din sânge și țesut (fagocitele) captează și digeră agenții patogeni ai bolilor infecțioase și celulele moarte.

Fagocitele sunt denumirea generală a celulelor: în sânge - leucocite granulare (granulocite), în țesuturi - macrofage. Procesul a fost descoperit de I.I. Mechnikov în 1882.

Fagocitoza este una dintre reacțiile de apărare ale organismului.

Pinocitoza- 1. captarea lichidului cu substanţele conţinute în acesta de către suprafaţa celulară. 2. procesul de absorbţie şi distrugere intracelulară a macromoleculelor. Unul dintre principalele mecanisme de penetrare a compușilor cu molecule înalte în celulă, în special proteine ​​și complexe carbohidrați-proteine.

Cărți folosite:

1.Biologie: o carte de referință completă pentru pregătirea pentru examenul de stat unificat. / G.I. Lerner. - M.: AST: Astrel; Vladimir; VKT, 2009

2.Biologie: manual. pentru elevii clasei a XI-a de învăţământ general. Instituții: Nivel de bază / Ed. prof. I.N. Ponomareva. - Ed. a II-a, revizuită. - M.: Ventana-Graf, 2008.

3.Biologie pentru cei care intră în universități. Curs intensiv / G.L.Bilich, V.A.Kryzhanovsky. - M.: Editura Onyx, 2006.

4. Biologie generală: manual. pentru clasa a XI-a educatie generala instituții / V.B.Zakharov, S.G.Sonin. - Ed. a II-a, stereotip. - M.: Dropia, 2006.

5.Biologie. Biologie generală. Clasele 10-11: manual. pentru învăţământul general instituții: nivel de bază / D.K. Belyaev, P.M. Borodin, N.N. Vorontsov și alții, ed. D.K. Belyaeva, G.M. Dymshitsa; Ross. acad. Științe, Ross. acad. învăţământ, editura „Iluminismul”. - Ed. a 9-a. - M.: Educație, 2010.

6.Biologie: manual / manual de referință / A.G.Lebedev. M.: AST: Astrel. 2009.

7.Biologie. Curs complet de școală secundară generală: un manual pentru școlari și solicitanți / M.A. Valovaya, N.A. Sokolova, A.A. Kamensky. - M.: Examen, 2002.

Resurse de internet utilizate:

Wikipedia. Structura celulară

Caracteristicile celulelor eucariote

Dimensiunea medie a unei celule eucariote este de aproximativ 13 microni. Celula este împărțită de membrane interne în diferite compartimente (spații de reacție). Trei tipuri de organite delimitat clar de restul protoplasmei (citoplasmei) printr-o înveliș de două membrane: nucleul celular, mitocondriile și plastide. Plastidele servesc în principal pentru fotosinteză, iar mitocondriile servesc pentru producerea de energie. Toate straturile conțin ADN ca purtător de informații genetice.

Citoplasma conține diverse organite, inclusiv ribozomi, care se găsesc și în plastide și mitocondrii. Toate organitele se află în matrice.

Caracteristicile celulelor procariote

Dimensiunea medie a celulelor procariote este de 5 microni. Nu au alte membrane interne decât proeminențe interne ale membranei și o membrană plasmatică. În locul unui nucleu celular, există un nucleoid, lipsit de înveliș și format dintr-o singură moleculă de ADN. În plus, bacteriile pot conține ADN sub formă de plasmide minuscule, similar cu ADN-ul extranuclear al eucariotelor.

ÎN celule procariote, capabile de fotosinteză (alge albastru-verzi, bacterii verzi și violete), există proeminențe membranare mari structurate variat - tilacoizi, care în funcția lor corespund plastidelor eucariotelor.Procariotele se caracterizează prin prezența unui sac de murene - o element mecanic puternic al peretelui celular.

Componentele de bază ale celulei eucariote. Structura și funcțiile lor.

Coajă conţine în mod necesar o membrană plasmatică. În plus, plantele și ciupercile au un perete celular, iar animalele au glicocalix.

În plante și ciuperci există protoplast– tot conținutul unei celule, cu excepția peretelui celular.

Citoplasma este mediul intern semi-lichid al celulei. Constă din hialoplasmă, incluziuni și organele. Citoplasma conține exoplasmă (stratul cortical, se află direct sub membrană, nu conține organele) și endoplasmă (partea interioară a citoplasmei).

Hialoplasma(citosol) este substanța principală a citoplasmei, o soluție coloidală de molecule organice mari.Asigură interconectarea tuturor componentelor celulei

Procesele metabolice de bază au loc în el, de exemplu, glicoliza.

Incluziuni- Acestea sunt componente optionale ale celulei care pot sa apara si sa dispara in functie de starea celulei. De exemplu: picături de grăsime, granule de amidon, cereale proteice.

Organoizi Există membrane și non-membrane.

Organelele membranare sunt cu o singură membrană (EPS, AG, lizozomi, vacuole) și membrană dublă(plastide, mitocondrii).

LA non-membrană organele includ ribozomi și centrul celular.

Organelele unei celule eucariote, structura și funcțiile lor.

Reticulul endoplasmatic- organite monomembranare. Este un sistem de membrane care formează „cisterne” și canale, conectate între ele și delimitând un singur spațiu intern - cavitățile EPS. Există două tipuri de EPS: 1) aspre, care conțin ribozomi pe suprafața sa și 2) netede, ale căror membrane nu poartă ribozomi.

Functii: 1) transportul de substanțe dintr-o parte a celulei în alta, 2) diviziunea citoplasmei celulare în compartimente („compartimente”), 3) sinteza carbohidraților și lipidelor (ER neted), 4) sinteza proteinelor (ER aspru)

aparate Golgi- organite monomembranare. Se compune din stive de „cisterne” aplatizate, cu margini lărgite. Cu acestea este asociat un sistem de vezicule mici cu o singură membrană (vezicule Golgi). Fiecare stivă constă de obicei din 4-6 „rezervoare”, este o unitate structurală și funcțională a aparatului Golgi și se numește dictiozom.

Funcțiile aparatului Golgi: 1) acumulare de proteine, lipide, carbohidrați, 2) „ambalare” de proteine, lipide, carbohidrați în vezicule membranare, 4) secreție de proteine, lipide, carbohidrați, 5) sinteza carbohidraților și lipidelor, 6) locul de formare a lizozomilor .

Lizozomi- organele monomembranare. Sunt bule mici care conțin un set de enzime hidrolitice. Enzimele sunt sintetizate pe ER brut și se deplasează în aparatul Golgi, unde sunt modificate și împachetate în vezicule membranare, care, după separarea de aparatul Golgi, devin ei înșiși lizozomi. Descompunerea substanțelor folosind enzime se numește liză.

Funcțiile lizozomilor: 1) digestia intracelulară a substanțelor organice, 2) distrugerea structurilor celulare și necelulare inutile, 3) participarea la procesele de reorganizare celulară.

Vacuole- organitele monomembranare sunt „recipiente” umplute cu solutii apoase de substante organice si anorganice.Lichidul care umple vacuola plantei se numeste seva celulara.

Funcțiile vacuolei: 1) acumularea și stocarea apei, 2) reglarea metabolismului apă-sare, 3) menținerea presiunii turgescenței, 4) acumularea de metaboliți solubili în apă, nutrienți de rezervă, 5) colorarea florilor și fructelor și prin aceasta atragerea polenizatorilor și dispersatorilor de semințe.

Mitocondriile limitat de două membrane. Membrana exterioară a mitocondriilor este netedă, cea interioară formează numeroase pliuri - cristas. Cristae mărește suprafața membranei interioare, pe care se află sistemele multienzimatice implicate în sinteza moleculelor de ATP. Spațiul intern al mitocondriilor este umplut cu matrice. Matricea conține ADN circular, ARNm specific, ribozomi de tip procariotic și enzime ale ciclului Krebs.

Funcțiile mitocondriilor: 1) sinteza ATP, 2) descompunerea oxigenului a substanțelor organice.

Plastide caracteristic doar celulelor vegetale. Există trei tipuri principale de plastide: leucoplaste - plastide incolore în celulele părților necolorate ale plantelor, cromoplaste - plastide colorate de obicei galben, roșu și portocaliu, cloroplaste - plastide verzi.

Cloroplaste.În celulele plantelor superioare, cloroplastele au forma unei lentile biconvexe. Cloroplastele sunt delimitate de două membrane. Membrana exterioară este netedă, cea interioară are o structură pliată complexă. Cea mai mică pliă se numește tilacoid. Un grup de tilacoizi aranjați ca un teanc de monede se numește grana. Membranele tilacoide conțin pigmenți fotosintetici și enzime care asigură sinteza ATP. Principalul pigment fotosintetic este clorofila, care determină culoarea verde a cloroplastelor.

Spațiul interior al cloroplastelor este umplut stroma. Stroma conține ADN circular, ribozomi, enzime ale ciclului Calvin și boabe de amidon.

Funcția cloroplastului: fotosinteza.

Funcția leucoplastelor: sinteza, acumularea si depozitarea nutrientilor de rezerva.

Cromoplastele. Stroma conține ADN circular și pigmenți - carotenoizi, care conferă cromoplastelor o culoare galbenă, roșie sau portocalie.

Funcția cromoplastelor: colorand florile si fructele si prin aceasta atragerea polenizatorilor si dispersatorilor de seminte.

Ribozomi- organele nemembranare, diametrul de aproximativ 20 nm. Ribozomii constau din două subunități - mari și mici. Compoziția chimică a ribozomilor este proteine ​​și ARNr. Moleculele de ARNr alcătuiesc 50-63% din masa ribozomului și formează cadrul său structural. În timpul biosintezei proteinelor, ribozomii pot „lucra” individual sau se pot combina în complexe - poliribozomi (polizomi ) . În astfel de complexe, ele sunt legate între ele printr-o moleculă de ARNm. Combinația de subunități într-un ribozom întreg are loc în citoplasmă, de obicei în timpul biosintezei proteinelor.

Funcția ribozomilor: asamblarea unui lanț polipeptidic (sinteza proteinelor).

Citoscheletul format din microtubuli si microfilamente. Microtubulii sunt structuri cilindrice, neramificate. Componenta chimică principală este tubulina proteică. Microtubulii sunt distruși de colchicină. Microfilamentele sunt filamente formate din proteina actină. Microtubulii și microfilamentele formează țesături complexe în citoplasmă.

Funcțiile citoscheletului: 1) determinarea formei celulei, 2) suportul pentru organele, 3) formarea fusului, 4) participarea la mișcările celulare, 5) organizarea fluxului citoplasmatic.

Centrul celular include doi centrioli și o centrosferă. Centriolul este un cilindru, al cărui perete este format din nouă grupuri de trei microtubuli topiți. Centriolii sunt uniți în perechi, unde sunt amplasați în unghi drept unul față de celălalt. Înainte de diviziunea celulară, centriolii diverg către poli opuși și un centriol fiică apare în apropierea fiecăruia dintre ei. Ele formează un fus de diviziune, care contribuie la distribuirea uniformă a materialului genetic între celulele fiice.

Functii: 1) asigurarea divergenței cromozomilor către polii celulari în timpul mitozei sau meiozei, 2) centrul de organizare al citoscheletului.

Celulele eucariote de la cele mai simple organisme până la celulele plantelor și mamiferelor superioare, ele se disting prin complexitatea și diversitatea structurii. Tipic Celulă eucariotă nu există, dar caracteristicile comune pot fi identificate din mii de tipuri de celule. Fiecare Celulă eucariotă este format din citoplasmă și nucleu.

Structura Celulă eucariotă.

Plasmalemma(membrana celulară) a celulelor animale este formată dintr-o membrană acoperită la exterior cu un strat de glicocalix gros de 10-20 nm. Plasmalemmaîndeplinește funcții de delimitare, barieră, transport și receptor. Datorită proprietății de permeabilitate selectivă, plasmalema reglează compoziția chimică a mediului intern al celulei. Plasmalema conține molecule receptor care recunosc selectiv anumite substanțe biologic active (hormoni). În straturi și straturi, celulele învecinate sunt ținute împreună datorită prezenței diferitelor tipuri de contacte, care sunt reprezentate de secțiuni ale plasmalemei care au o structură specială. Stratul cortical este adiacent membranei din interior citoplasmă grosime 0,1-0,5 microni.

Citoplasma. Citoplasma conține o serie de structuri formate care au caracteristici regulate de structură și comportament în diferite perioade ale vieții celulei. Fiecare dintre aceste structuri are o funcție specifică. De aici a apărut comparația lor cu organele întregului organism și, prin urmare, au primit numele organele, sau organoizi. În citoplasmă se depun diverse substanțe - incluziuni (glicogen, picături de grăsime, pigmenți). Citoplasma este pătrunsă cu membrane reticulul endoplasmatic.

Reticul endoplasmatic (EDR). Reticulul endoplasmatic este o rețea ramificată de canale și cavități din citoplasma unei celule, formată din membrane. Pe membranele canalelor se află numeroase enzime care asigură activitatea vitală a celulei. Există 2 tipuri de membrane EMF - netede și aspre. Pe membrane reticul endoplasmatic neted Există sisteme enzimatice implicate în metabolismul grăsimilor și carbohidraților. Functie principala reticul endoplasmatic rugos- sinteza proteinelor, care are loc in ribozomi atasati de membrane. Reticulul endoplasmatic- acesta este sistemul circulator general intracelular, prin canalele căruia substanțele sunt transportate în interiorul celulei și de la celulă la celulă.

Ribozomiîndeplinește funcția de sinteză a proteinelor. Ribozomii sunt particule sferice cu un diametru de 15-35 nm, formate din 2 subunități de dimensiuni inegale și care conțin cantități aproximativ egale de proteine ​​și ARN. Ribozomii din citoplasmă sunt localizați sau atașați de suprafața exterioară a membranelor reticulului endoplasmatic. În funcție de tipul de proteină sintetizată, ribozomii pot fi combinați în complexe - poliribozomi. Ribozomii sunt prezenți în toate tipurile de celule.

Complexul Golgi. Element structural principal Complexul Golgi este o membrană netedă care formează pachete de cisterne turtite, sau vacuole mari sau vezicule mici. Cisternele complexului Golgi sunt conectate la canalele reticulului endoplasmatic. Proteinele, polizaharidele și grăsimile sintetizate pe membranele reticulului endoplasmatic sunt transportate în complex, condensate în interiorul structurilor sale și „ambalate” sub forma unei secreții, gata pentru eliberare sau utilizate în celula însăși pe parcursul vieții sale.

Mitocondriile. Distribuția universală a mitocondriilor în lumea animală și vegetală indică rolul important pe care mitocondriile jucându-se într-o cușcă. Mitocondriile au forma unor corpuri sferice, ovale și cilindrice și pot fi filamentoase. Dimensiunea mitocondriilor este de 0,2-1 microni în diametru, până la 5-7 microni în lungime. Lungimea formelor filamentoase ajunge la 15-20 microni. Numărul de mitocondrii din celulele diferitelor țesuturi nu este același; există mai multe dintre ele unde procesele sintetice sunt intense (ficat) sau costurile energetice sunt mari. Peretele mitocondrial este format din 2 membrane - exterioară și interioară. Membrana exterioară este netedă, iar septurile - creste sau cristae - se extind de la membrana interioară în organoid. Membranele cristei conțin numeroase enzime implicate în metabolismul energetic. Funcția principală a mitocondriilor - sinteza ATP.

Lizozomi- corpuri mici ovale, cu un diametru de aproximativ 0,4 µm, înconjurate de o membrană cu trei straturi. Lizozomii conțin aproximativ 30 de enzime care pot descompune proteinele, acizii nucleici, polizaharidele, lipidele și alte substanțe. Descompunerea substanțelor folosind enzime se numește liza, motiv pentru care organoidul este numit lizozom. Se crede că lizozomii sunt formați din structurile complexului Golgi sau direct din reticulul endoplasmatic. Funcțiile lizozomilor : digestia intracelulară a nutrienților, distrugerea structurii celulei în sine atunci când aceasta moare în timpul dezvoltării embrionare, când țesuturile embrionare sunt înlocuite cu unele permanente și într-o serie de alte cazuri.

Centrioli. Centrul celulei este format din 2 corpuri cilindrice foarte mici situate în unghi drept unul față de celălalt. Aceste corpuri sunt numite centrioli. Peretele centriolului este format din 9 perechi de microtubuli. Centriolii sunt capabili de auto-asamblare și aparțin organelelor auto-replicabile ale citoplasmei. Centriolii joacă un rol important în diviziunea celulară: încep creșterea microtubulilor care formează fusul de diviziune.

Miez. Nucleul este cea mai importantă componentă a celulei. Conține molecule de ADN și, prin urmare, îndeplinește două funcții principale: 1) stocarea și reproducerea informațiilor genetice, 2) reglarea proceselor metabolice care au loc în celulă. Celulă pierdută miez, nu poate exista. Miezul este, de asemenea, incapabil de existență independentă. Majoritatea celulelor au un nucleu, dar 2-3 nuclei pot fi observați într-o singură celulă, de exemplu în celulele hepatice. Sunt cunoscute celule multinucleate cu un număr de nuclei de câteva zeci. Formele nucleelor ​​depind de forma celulei. Sâmburii sunt sferici și multilobați. Miezul este înconjurat de un înveliș format din două membrane având structura obișnuită cu trei straturi. Membrana nucleară exterioară este acoperită cu ribozomi, membrana interioară este netedă. Rolul principal în viața nucleului îl joacă schimbul de substanțe între nucleu și citoplasmă. Conținutul nucleului include seva nucleară sau carioplasma, cromatina și nucleolul. Compoziția sevei nucleare include diverse proteine, inclusiv majoritatea enzimelor nucleare, nucleotide libere, aminoacizi, produse ale activității nucleolului și cromatinei, trecând de la nucleu la citoplasmă. Cromatina contine ADN, proteine ​​si reprezinta sectiuni spiralizate si compactate ale cromozomilor. Nucleol Este un corp rotund dens situat în sucul nuclear. Numărul de nucleoli variază de la 1 la 5-7 sau mai mult. Nucleolii sunt prezenți numai în nucleele care nu se divizează; în timpul mitozei ei dispar, iar după terminarea diviziunii se formează din nou. Nucleolul nu este un organel celular independent; îi lipsește o membrană și se formează în jurul regiunii cromozomului în care este codificată structura ARNr. Ribozomii se formează în nucleol, care apoi se deplasează în citoplasmă. Cromatina se numesc bulgări, granule și structuri asemănătoare rețelei ale nucleului, care sunt colorate intens cu niște coloranți și diferă ca formă de nucleol.

În cele mai multe cazuri, celulele eucariote fac parte din organismele multicelulare. Cu toate acestea, în natură există un număr considerabil de eucariote unicelulare, care sunt structural o celulă și fiziologic un întreg organism. La rândul lor, celulele eucariote, care fac parte dintr-un organism multicelular, nu sunt capabile de existență independentă. Ele sunt de obicei împărțite în celule vegetale, animale și fungice. Fiecare dintre ele are propriile caracteristici și are propriile subtipuri de celule care formează diferite țesuturi.

În ciuda diversității lor, toate eucariotele au un strămoș comun, care probabil a apărut în timpul procesului.

În celulele eucariotelor unicelulare (protozoare) există formațiuni structurale care îndeplinesc funcții de organ la nivel celular. Astfel, ciliatii au gura celulara si faringe, pulbere, vacuole digestive si contractile.

În toate celulele eucariote sunt izolate, delimitate de mediul extern. În citoplasmă există diverse organele celulare, deja delimitate de aceasta prin membranele lor. Nucleul conține nucleol, cromatina și sucul nuclear. Citoplasma conține numeroase (mai mari decât la procariote) diverse incluziuni.

Celulele eucariote sunt caracterizate de conținuturi interne foarte ordonate. Astfel de compartimentare realizat prin împărțirea celulei în părți prin membrane. În acest fel, în celulă se realizează separarea proceselor biochimice. Compoziția moleculară a membranelor și setul de substanțe și ioni de pe suprafața lor sunt diferite, ceea ce determină specializarea lor funcțională.

Citoplasma contine proteine ​​enzimatice pentru glicoliza, metabolismul zaharurilor, baze azotate, aminoacizi si lipide. Microtubulii sunt asamblați din anumite proteine. Citoplasma îndeplinește funcții de unificare și de schelă.

Incluziunile sunt componente relativ instabile ale citoplasmei, reprezentând rezerve de nutrienți, granule de secreție (produse pentru excreția din celulă), balast (un număr de pigmenți).

Organelele sunt permanente și îndeplinesc funcții vitale. Printre acestea se numără organele de importanță generală (ribozomi, polizomi, microfibrile, centrioli și altele) și organele speciale ale celulelor specializate (microvili, cili, vezicule sinaptice etc.).

Structura unei celule eucariote animale

Celulele eucariote sunt capabile de endocitoză (absorbția nutrienților de către membrana citoplasmatică).

Eucariotele (dacă există) au o natură chimică diferită în comparație cu procariotele. În cel din urmă, baza sa este mureinul. La plante este în principal celuloză, iar în ciuperci este chitină.

Materialul genetic al eucariotelor este conținut în nucleu și împachetat în cromozomi, care sunt un complex de ADN și proteine ​​(în principal histone).

Eucariotele includ regnurile plantelor, animalelor și ciupercilor.

Caracteristicile de bază ale eucariotelor.

1. Celula este împărțită în citoplasmă și nucleu.
2. Cea mai mare parte a ADN-ului este concentrat în nucleu. ADN-ul nuclear este responsabil pentru majoritatea proceselor de viață ale celulei și pentru transmiterea eredității la celulele fiice.
3. ADN-ul nuclear este împărțit în catene care nu sunt închise în inele.
4. Catenele de ADN sunt alungite liniar în interiorul cromozomilor și sunt clar vizibile în timpul mitozei. Setul de cromozomi din nucleele celulelor somatice este diploid.
5. A fost dezvoltat un sistem de membrane externe și interne. Cele interne împart celula în compartimente separate - compartimente. Ia parte la formarea organelelor celulare.
6. Există multe organele. Unele organite sunt înconjurate de o membrană dublă: nucleu, mitocondrii, cloroplaste. În nucleu, împreună cu membrana și sucul nuclear, se găsesc nucleolul și cromozomii. Citoplasma este reprezentată de substanța principală (matrice, hialoplasmă) în care sunt distribuite incluziunile și organitele.
7. Un număr mare de organite sunt limitate de o singură membrană (lizozomi, vacuole etc.)
8. Într-o celulă eucariotă se disting organele de importanță generală și specială. De exemplu: sens general – nucleu, mitocondrii, EPS etc.; de o semnificație deosebită sunt microvilozitățile suprafeței de absorbție a celulei epiteliale intestinale, cilii epiteliului traheei și bronhiilor.
9. Mitoza este un mecanism caracteristic de reproducere în generații de celule similare genetic.
10. Caracteristic procesului sexual. Se formează celulele sexuale adevărate - gameți.
11. Nu este capabil să fixeze azotul liber.
12. Respirația aerobă are loc în mitocondrii.
13. Fotosinteza are loc în cloroplaste care conțin membrane, care sunt de obicei dispuse în grana.
14. Eucariotele sunt reprezentate de forme unicelulare, filamentoase și cu adevărat multicelulare.

Principalele componente structurale ale unei celule eucariote

organoizi

Miez. Structură și funcții.

O celulă are nucleu și citoplasmă. Nucleul celular constă dintr-o membrană, suc nuclear, nucleol și cromatină. Rol funcțional plic nuclear constă în izolarea materialului genetic (cromozomilor) unei celule eucariote din citoplasmă cu numeroasele sale reacții metabolice, precum și în reglarea interacțiunilor bilaterale dintre nucleu și citoplasmă. Învelișul nuclear este format din două membrane separate printr-un spațiu perinuclear. Acesta din urmă poate comunica cu tubii reticulului citoplasmatic.

Învelișul nuclear este pătruns de un por cu diametrul de 80-90 nm. Regiunea porilor sau complexul de pori cu un diametru de aproximativ 120 nm are o anumită structură, ceea ce indică un mecanism complex de reglare a mișcărilor nuclear-citoplasmatice ale substanțelor și structurilor. Numărul de pori depinde de starea funcțională a celulei. Cu cât activitatea sintetică în celulă este mai mare, cu atât numărul acestora este mai mare. Se estimează că la vertebratele inferioare, la eritroblaste, unde hemoglobina se formează și se acumulează intens, există aproximativ 30 de pori pe 1 μm 2 de membrana nucleară. În eritrocitele mature ale acestor animale, care își păstrează nucleul, rămân până la cinci pori la 1 μg de membrană, adică. de 6 ori mai putin.

În zona complexului de pene așa-numitul placă densă - stratul proteic care stă la baza întregii membrane interioare a învelișului nuclear. Această structură îndeplinește în primul rând o funcție de susținere, deoarece în prezența sa forma nucleului este păstrată chiar dacă ambele membrane ale învelișului nuclear sunt distruse. De asemenea, se presupune că legătura regulată cu substanța laminei dense favorizează aranjarea ordonată a cromozomilor în nucleul de interfază.

Baza suc nuclear, sau matrice, alcătuiesc proteinele. Seva nucleară formează mediul intern al nucleului și, prin urmare, joacă un rol important în asigurarea funcționării normale a materialului genetic. Sucul nuclear conține filamentos, sau fibrilare, proteine, cu care este asociată îndeplinirea funcţiei de suport: matricea conţine şi produşii primari de transcripţie ai informaţiei genetice - ARN heteronucleari (ARN-hn), care sunt procesaţi şi aici, transformându-se în m-ARN (vezi 3.4.3.2).

Nucleol reprezintă structura în care are loc formarea şi maturizarea ribozomal ARN (ARNr). Genele ARNr ocupă anumite secțiuni (în funcție de tipul de animal) ale unuia sau mai multor cromozomi (la om există 13-15 și 21-22 de perechi) - organizatori nucleolari, în zona cărora se formează nucleoli. Astfel de zone din cromozomii metafazici arată ca îngustari și sunt numite constricții secundare. CU Folosind un microscop electronic, componentele filamentoase și granulare sunt identificate în nucleol. Componenta filamentoasă (fibrilară) este reprezentată de complexe de proteine ​​și molecule precursoare gigantice de ARN, din care apoi se formează molecule mai mici de ARNr matur. În timpul procesului de maturare, fibrilele sunt transformate în boabe de ribonucleoproteină (granule), care reprezintă componenta granulară.

Structuri cromatinei sub formă de aglomerări,împrăștiate în nucleoplasmă, sunt o formă interfazică de existență a cromozomilor celulari

citoplasmă

ÎN citoplasmă distinge între substanța principală (matrice, hialoplasmă), incluziuni și organite. Substanța de bază a citoplasmei umple spațiul dintre plasmalemă, învelișul nuclear și alte structuri intracelulare. Un microscop electronic obișnuit nu dezvăluie nicio organizare internă în el. Compoziția proteică a hialoplasmei este diversă. Cele mai importante proteine ​​sunt reprezentate de enzimele de glicoliză, metabolismul zaharurilor, bazele azotate, aminoacizii și lipidele. O serie de proteine ​​hialoplasmatice servesc ca subunități din care sunt asamblate structuri precum microtubuli.

Substanța principală a citoplasmei formează adevăratul mediu intern al celulei, care unește toate structurile intracelulare și asigură interacțiunea lor între ele. Performanța unei funcții de unificare și de schelă de către matrice poate fi asociată cu o rețea microtrabeculară, detectată cu ajutorul unui microscop electronic de mare putere, formată din fibrile subțiri de 2-3 nm grosime și care pătrund în întreaga citoplasmă. O cantitate semnificativă de mișcare intracelulară a substanțelor și structurilor are loc prin hialoplasmă. Substanța principală a citoplasmei ar trebui considerată în același mod ca un sistem coloidal complex capabil să treacă de la o stare asemănătoare solului (lichid) la o stare asemănătoare gelului. În procesul unor astfel de tranziții, se lucrează. Pentru semnificația funcțională a unor astfel de tranziții, vezi secțiunea. 2.3.8.

Incluziuni(Fig. 2.5) sunt numite componente relativ instabile ale citoplasmei, care servesc drept nutrienți de rezervă (grăsimi, glicogen), produse care trebuie îndepărtate din celulă (granule de secreție) și substanțe de balast (unii pigmenți).

Organele - Acestea sunt structuri permanente ale citoplasmei care îndeplinesc funcții vitale în celulă.

Organelele sunt izolate sens generalȘi special. Acestea din urmă sunt prezente în cantități semnificative în celulele specializate să îndeplinească o anumită funcție, dar în cantități mici pot fi întâlnite și în alte tipuri de celule. Acestea includ, de exemplu, microvilozități ale suprafeței de absorbție a celulei epiteliale intestinale, cilii epiteliului traheei și bronhiilor, vezicule sinaptice, substanțe transportoare care transportă excitația nervoasă de la o celulă nervoasă la alta sau o celulă a organului de lucru, miofibrile de care depinde contractia musculara. O examinare detaliată a organitelor speciale face parte din cursul de histologie.

Organelele de importanță generală includ elemente ale sistemului tubular și vacuolar sub forma unui reticul citoplasmatic aspru și neted, un complex lamelar, mitocondrii, ribozomi și polizomi, lizozomi, peroxizomi, microfibrile și microtubuli, centrioli ai centrului celular. Celulele vegetale conțin și cloroplaste, în care are loc fotosinteza.

KanaltsevayaȘi sistemul vacuolar format din cavități comunicante sau separate tubulare sau turtite (cisternă), delimitate de membrane și răspândite în întreaga citoplasmă a celulei. Adesea, rezervoarele au expansiuni asemănătoare cu bule. În sistemul numit există stare brutăȘi reticul citoplasmatic neted(vezi Fig. 2.3) O caracteristică structurală a rețelei brute este atașarea polizomilor la membranele sale. Din această cauză, îndeplinește funcția de a sintetiza o anumită categorie de proteine ​​care sunt preponderent îndepărtate din celulă, de exemplu, secretate de celulele glandei. În zona rețelei brute, are loc formarea proteinelor și lipidelor membranelor citoplasmatice, precum și asamblarea acestora. Cisternele rețelei brute, împachetate dens într-o structură stratificată, sunt locurile celei mai active sinteze de proteine ​​și sunt numite ergastoplasma.

Membranele reticulului citoplasmatic neted sunt lipsite de polizomi. Din punct de vedere funcțional, această rețea este asociată cu metabolismul carbohidraților, grăsimilor și altor substanțe non-proteice, cum ar fi hormonii steroizi (în gonade, cortexul suprarenal). Prin tubuli și cisterne, substanțele, în special materialul secretat de celula glandulare, se deplasează de la locul de sinteză în zona de ambalare în granule. În zonele celulelor hepatice bogate în structuri de rețea netede, substanțele toxice nocive și unele medicamente (barbiturice) sunt distruse și neutralizate. În veziculele și tubulii rețelei netede a mușchilor striați sunt stocați (depuși) ionii de calciu, care joacă un rol important în procesul de contracție.

Ribozom - este o particulă de ribonucleoproteină rotundă cu un diametru de 20-30 nm. Este format din subunități mici și mari, a căror combinație are loc în prezența ARN-ului mesager (ARNm). O moleculă de ARNm leagă de obicei mai mulți ribozomi împreună ca un șir de margele. Această structură se numește polizom. Polizomii sunt localizați liber în substanța principală a citoplasmei sau atașați de membranele reticulului citoplasmatic aspru. În ambele cazuri, ele servesc ca un loc al sintezei proteinelor active. Compararea raportului dintre numărul de polizomi liberi și atașați la membrană în celulele embrionare nediferențiate și tumorale, pe de o parte, și în celulele specializate ale unui organism adult, pe de altă parte, a condus la concluzia că proteinele se formează pe polizomii hialoplasmei. pentru nevoile proprii (pentru uz „acasă”) ale unei anumite celule, în timp ce pe polizomii rețelei granulare sunt sintetizate proteine ​​care sunt îndepărtate din celulă și utilizate pentru nevoile organismului (de exemplu, enzime digestive, lapte matern proteine).

Complexul lamelar Golgi format dintr-o colecție de dictiozomi variind ca număr de la câteva zeci (de obicei aproximativ 20) până la câteva sute și chiar mii per celulă.

Dictiosom(Fig. 2.6, A) este reprezentată de un teanc de 3-12 cisterne turtite în formă de disc, de pe marginile cărora sunt dantelate vezicule (vezicule). Limitată la o anumită zonă (locală) expansiunea cisternelor dă naștere la vezicule mai mari (vacuole). În celulele diferențiate ale vertebratelor și ale oamenilor, dictiozomii sunt de obicei colectați în zona perinucleară a citoplasmei. În complexul lamelar se formează vezicule secretoare sau vacuole, al căror conținut sunt proteine ​​și alți compuși care trebuie îndepărtați din celulă. În acest caz, precursorul secreției (prosecret), care intră în dictiozom din zona de sinteză, suferă în ea unele transformări chimice. De asemenea, este izolat (segregat) sub formă de „porțiuni”, care sunt, de asemenea, acoperite cu o înveliș de membrană. Lizozomii se formează în complexul lamelar. Dictiosomii sintetizează polizaharidele, precum și complexele lor cu proteine ​​(glicoproteine) și grăsimi (glicolipide), care pot fi apoi găsite în glicocalixul membranei celulare.

Învelișul mitocondrial este format din două membrane care diferă ca compoziție chimică, set de enzime și funcții. Membrana interioară formează invaginări în formă de frunză (cristae) sau tubulare (tubuli). Spațiul delimitat de membrana interioară este matrice organele. Folosind un microscop electronic, în el sunt detectate boabe cu un diametru de 20-40 nm. Acestea acumulează ioni de calciu și magneziu, precum și polizaharide precum glicogenul.

Matricea conține aparatul de biosinteză a proteinelor propriu al organelului. Este reprezentat de 2 copii ale unei molecule de ADN circulare lipsite de histone (ca la procariote), ribozomi, un set de ARN de transfer (ARNt), enzime pentru replicarea ADN-ului, transcrierea și traducerea informațiilor ereditare. În ceea ce privește proprietățile sale de bază: dimensiunea și structura ribozomilor, organizarea propriului material ereditar, acest aparat este similar cu cel al procariotelor și diferă de aparatul de biosinteză a proteinelor din citoplasma unei celule eucariote (ceea ce confirmă simbioza). ipoteza originii mitocondriilor, vezi § 1.5).Genele ADN-ului propriu codifică secvențe de nucleotide ARNr și ARNt mitocondrial, precum și secvențe de aminoacizi ale unor proteine ​​ale organelului, în principal membrana sa interioară. Secvențele de aminoacizi (structura primară) ale majorității proteinelor mitocondriale sunt codificate în ADN-ul nucleului celulei și se formează în afara organelelor din citoplasmă.

Funcția principală a mitocondriilor este extragerea enzimatică a energiei din anumite substanțe chimice (prin oxidarea lor) și stocarea energiei într-o formă utilizabilă biologic (prin sintetizarea moleculelor de adenozin trifosfat -ATP). În general, acest proces se numește oxidativ(desființare. Componentele matricei și membrana interioară participă activ la funcția energetică a mitocondriilor. Cu această membrană sunt asociate lanțul de transport de electroni (oxidarea) și ATP sintetaza, care catalizează fosforilarea asociată oxidării ADP în ATP. Printre funcțiile secundare ale mitocondriilor se numără participarea la sinteza hormonilor steroizi și a unor aminoacizi (glutamic).

Lizozomi(Fig. 2.6, ÎN) sunt bule cu un diametru de obicei de 0,2-0,4 μm, care conțin un set de enzime hidrolaze acide care catalizează descompunerea hidrolitică (în mediu apos) a acizilor nucleici, proteinelor, grăsimilor și polizaharidelor la valori scăzute ale pH-ului. Învelișul lor este format dintr-o singură membrană, uneori acoperită la exterior cu un strat proteic fibros (în modelele de difracție a electronilor există bule „mărginite”). Funcția lizozomilor este digestia intracelulară a diferiților compuși și structuri chimice.

Lizozomi primari(diametru 100 nm) se numesc organele inactive, secundar - organele în care are loc procesul de digestie. Din cei primari se formează lizozomii secundari. Ele sunt împărțite în heterolizozomi(fagolizozomi) și autolizozomi(citolizozomi). În primul rând (Fig. 2.6, G) materialul care intră în celulă din exterior este digerat prin pinocitoză și fagocitoză, iar în al doilea rând, structurile proprii ale celulei, care și-au îndeplinit funcția, sunt distruse. Se numesc lizozomi secundari, în care procesul de digestie este încheiat corpuri reziduale(telolizozomi). Le lipsesc hidrolazele și conțin material nedigerat.

Microcorpii formează un grup colectiv de organite. Acestea sunt vezicule cu un diametru de 0,1-1,5 μm limitate de o membrană cu o matrice cu granulație fină și adesea incluziuni de proteine ​​cristaloide sau amorfe. Acest grup include, în special, peroxizomii. Conțin enzime oxidază care catalizează formarea peroxidului de hidrogen, care, fiind toxic, este apoi distrus prin acțiunea enzimei peroxidază. Aceste reacții sunt implicate în diferite cicluri metabolice, de exemplu în schimbul de acid uric în celulele hepatice și renale. Într-o celulă hepatică, numărul de peroxizomi ajunge la 70-100.

Organelele de importanță generală includ și unele structuri permanente ale citoplasmei, lipsite de membrane. Microtubuli(Fig. 2.6, D) - formațiuni tubulare de diferite lungimi, cu un diametru exterior de 24 nm, o lățime a lumenului de 15 nm și o grosime a peretelui de aproximativ 5 nm. Se găsesc în stare liberă în citoplasma celulelor sau ca elemente structurale ale flagelilor, cililor, fusurilor mitotice și centriolilor. Microtubulii liberi și microtubulii cililor, flagelilor și centriolilor au rezistență diferită la influențe distructive, de exemplu chimice (colchicină). Microtubulii sunt construiți din subunități proteice stereotipe prin polimerizarea lor. Într-o celulă vie, procesele de polimerizare au loc simultan cu procesele de depolimerizare. Raportul dintre aceste procese determină numărul de microtubuli. În stare liberă, microtubulii îndeplinesc o funcție de susținere, determinând forma celulelor și sunt, de asemenea, factori în mișcarea direcțională a componentelor intracelulare.

Microfilamente(Fig. 2.6, E) sunt numite structuri lungi, subțiri, uneori formând mănunchiuri și se găsesc în întreaga citoplasmă. Există mai multe tipuri diferite de microfilamente. Microfilamente de actină datorită prezenței proteinelor contractile (actină) în ele, ele sunt considerate structuri care asigură forme celulare de mișcare, de exemplu, amoeboid. Ei sunt, de asemenea, creditați cu un rol de schelă și participarea la organizarea mișcărilor intracelulare ale organitelor și zonelor de hialoplasmă.

De-a lungul periferiei celulelor sub plasmalemă, precum și în zona perinucleară, se găsesc mănunchiuri de microfilamente de 10 nm grosime - filstens intermediari.În celulele epiteliale, nervoase, gliale, musculare, fibroblaste, acestea sunt construite din diferite proteine. Filamentele intermediare îndeplinesc aparent o funcție mecanică, de schelă.

Microfibrilele de actină și filamentele intermediare, precum microtubulii, sunt construite din subunități. Din acest motiv, cantitatea lor depinde de raportul dintre procesele de polimerizare și depolimerizare.

Caracteristic pentru celulele animale, părți de celule vegetale, ciuperci și alge centru celular, care conţine centrioli. Centriol(la microscop electronic) are aspectul unui cilindru „gol” cu un diametru de aproximativ 150 nm și o lungime de 300-500 nm. Peretele său este format din 27 de microtubuli, grupați în 9 tripleți. Funcția centriolilor include formarea de fire mitotice ale fusului, care sunt, de asemenea, formate din microtubuli. Centriolii polarizează procesul de diviziune celulară, asigurând separarea cromatidelor surori (cromozomii) în anafaza mitozei.

O celulă eucariotă are un schelet celular (citoschelet) de fibre intracelulare (Inele) - începutul secolului XX, redescoperit la sfârșitul anului 1970. Această structură permite celulei să aibă propria sa formă, uneori modificând-o. Citoplasma este în mișcare. Citoscheletul este implicat în procesul de transfer al organelelor și participă la regenerarea celulară.

Mitocondriile sunt formațiuni complexe cu o membrană dublă (0,2-0,7 µm) și forme diferite. Membrana interioară are crestae. Membrana exterioară este permeabilă la aproape toate substanțele chimice, membrana interioară este permeabilă doar la transportul activ. Între membrane se află matricea. Mitocondriile sunt situate acolo unde este nevoie de energie. Mitocondriile au un sistem ribozomal, o moleculă de ADN. Pot apărea mutații (mai mult de 66 de boli). De regulă, ele sunt asociate cu energie ATP insuficientă și sunt adesea asociate cu insuficiență cardiovasculară și patologii. Numărul de mitocondrii este diferit (există 1 mitocondrie într-o celulă tripanozomală). Cantitatea depinde de vârstă, funcție, activitatea țesuturilor (ficat - mai mult de 1000).

Lizozomii sunt corpuri înconjurate de o membrană elementară. Conține 60 de enzime (40 lizozomale, hidrolitice). În interiorul lizozomului există un mediu neutru. Sunt activate de valorile scăzute ale pH-ului, pătrunzând în citoplasmă (autodigestia). Membranele lizozomilor protejează citoplasma și celula de distrugere. Ele se formează în complexul Golgi (stomacul intracelular; pot recicla structurile celulare uzate). Există 4 tipuri. 1-primar, 2-4 – secundar. Prin endocitoză, o substanță intră în celulă. Lizozomul primar (granulă de depozitare) cu un set de enzime absoarbe substanța și se formează o vacuolă digestivă (odată cu digestia completă, se produce descompunerea în compuși cu greutate moleculară mică). Reziduurile nedigerate rămân în corpurile reziduale, care se pot acumula (boli de depozitare lizozomale). Corpurile reziduale care se acumulează în perioada embrionară duc la gargaleism, deformări și mucopolizaharidoze. Lizozomii autofagii distrug structurile proprii ale celulei (structuri inutile). Poate conține mitocondrii, părți ale complexului Golgi. Se formează adesea în timpul postului. Poate apărea atunci când este expus la alte celule (globule roșii).