Будова клітини – Клітина як основна структурно-функціональна одиниця живої природи – Загальна Біологія

Біологія
Загальна Біологія

Клітина як основна структурно-функціональна одиниця живої природи

Будова клітини

Клітини всіх живих організмів за структурно-функціональними особливостями можна поділити на дві великі групи: еукаріотичні та прокаріотичні. Структурними компонентами еукаріотичних клітин є плазматична мембрана, цитоплазма, клітинні органели, ядро. Прокаріотичні клітини не мають ядра і деяких органел (мітохондрій, ендоплазматичного ретикулуму, апарату Гольджі).
Плазматична мембрана (плазмалема) оточує клітину, визначає її розміри, форму та виконує такі функції: бар’єрна (захисна) – забезпечує асиметричний розподіл речовин між внутрішньоклітинним і позаклітинним середовищами; транспортна – визначає вибіркове надходження молекул до клітини і з клітини; рецепторна – уловлює і підсилює сигнали, закодовані в хімічній структурі гормонів, медіаторів; комунікативна – здійснює контакт сусідніх клітин між собою і з позаклітинною речовиною.
Будова клітини   Клітина як основна структурно функціональна одиниця живої природи   Загальна Біологія
Усі біологічні мембрани являють собою комплекс ліпідних і білкових молекул, які з’єднуються разом за допомогою нековалентних взаємодій. Молекули фосфоліпідів утворюють безперервний подвійний шар завтовшки 4-5 нм. Полярні голівки фосфоліпідів у ліпідному бішарі орієнтовані назовні й контактують з молекулами

води, а неполярні (гідрофобні) хвости жирних кислот спрямовані один до одного. У ліпідну матрицю занурені численні білкові молекули. Білки, які наскрізь проймають бішар, називають інтегральними (трансмембранними), а мембрани, що знаходяться на зовнішній або внутрішній поверхні, – периферичними.
Будова клітини   Клітина як основна структурно функціональна одиниця живої природи   Загальна Біологія
Цитоплазма – частина клітини, поміщена між плазматичною мембраною і ядром. У цитоплазму занурені клітинні органели та різні непостійні структури – включення. Частину цитоплазми, яка міститься між органелами і є складною колоїдною системою, часто називають цитозолем. У цитозолі знаходяться вуглеводи, ліпіди, РНК, АТФ, органічні кислоти, численні білкові молекули. Деякі білки утворюють тривимірну сітку – цитоскелет, зв’язаний з плазмалемою, ядром і органелами.
Основні функції цитоплазми: комунікативна – забезпечує зв’язок різних частин клітини (компартментів) між собою; гомеостатична – підтримує сталість хімічного складу та фізичних властивостей усередині клітини; транспортна – забезпечує перенесення біомолекул між органелами.
Клітинні включення – компоненти цитоплазми, які являють собою відкладення речовин, тимчасово виведених з метаболізму, або кінцевих продуктів метаболізму. Найпоширеніші включення – ліпідні краплі, що складаються з нерозчинних у воді молекул жирів, і гранули глікогену, кожна з яких є єдиною дуже розгалуженою молекулою. У рослинних клітинах часто зустрічаються крохмальні зерна та кристали Кальцій оксалату.
Ендоплазматичний ретикулум (ендоплазматична сітка) (ЕПР) – система дрібних вакуолей і канальців, сполучених одне з одним і відмежованих від цитозолю однією мембраною. Мембрана ЕПР має численні складки, вигини і створює одну безперервну поверхню, яка оточує єдину замкнену порожнину – порожнину ЕПР. Мембрана ЕПР переходить у зовнішню ядерну мембрану, складаючи з нею одне ціле. Розрізняють шорсткий (гранулярний) і гладкий (агранулярний) види ЕПР.
Будова клітини   Клітина як основна структурно функціональна одиниця живої природи   Загальна Біологія
Шорсткий ЕПР вкритий рибосомами, розташованими на повернутому до цитоплазми боці мембрани. Його основна функція – участь у синтезі білка. Окрім цього, шорсткий ЕПР необхідний для транспорту макромолекул у різні ділянки клітини (лізосоми, апарат Гольджі), посттрансляційних модифікацій білків, синтезу структурних компонентів клітинних мембран. Гладкий ЕПР можна розглядати як вільну від рибосом ділянку шорсткого ЕПР. Він бере участь у завершальних етапах синтезу ліпідів і деяких внутрішньоклітинних полісахаридів.
Апарат (комплекс) Гольджі (АГ) – це група мембранних мішечків – цистерн, зв’язаних з системою пухирців (пухирців Гольджі), локалізованих біля клітинного ядра.
Будова клітини   Клітина як основна структурно функціональна одиниця живої природи   Загальна Біологія
Основна функція АГ – транспорт речовин і хімічні перетворення клітинних полімерів. Із ЕПР в АГ транспортуються речовини, призначені для секреції. Тут вони модифікуються і виводяться з пухирцями Гольджі шляхом екзоцитозу. Іноді АГ бере участь у транспорті ліпідів. Під час травлення ліпіди розщеплюються на гліцерин і жирні кислоти, які всмоктуються в тонкому кишечнику. Після цього в гладкому ЕПР ліпіди ресинтезуються з їхніх попередників. Далі вони вкриваються білковою оболонкою і через АГ залишають клітину. АГ також виконує такі функції: синтез глікопротеїнів; депонування речовин і їх перерозподіл між різними ділянками клітини; формування лізосом, у яких неактивні травні ферменти перетворюються на активні.
Лізосоми – округлі одномембранні мішечки, наповнені травними ферментами, які здійснюють розщеплення білків, вуглеводів, нуклеїнових кислот, ліпідів на амінокислоти, моносахариди, нуклеотиди, гліцерин і жирні кислоти.
Лізосомальні ферменти синтезуються на шорсткому ЕПР і транспортуються його каналами до АГ. Пізніше від АГ відгалужуються пухирці, які перетворюються на лізосоми. Такі вихідні лізосоми зливаються з вакуолями, які утворилися у процесі ендоцитозу. При цьому формується вторинна лізосома. Лізосомальні ферменти переварюють уміст вакуолі, а неперетравлені залишки виводяться шляхом екзоцитозу. У багатоклітинних організмів неутилізовані відходи можуть не виводитися з клітини, а збиратися в залишкових тільцях – особливому виді клітинних включень.
Рибосоми – органели, що забезпечують синтез білка. Рибосоми складаються з двох субодиниць: великої і малої.
Кожна субодиниця являє собою складний комплекс з багатьох білків і молекул рибосомальної РНК (рРНК). При взаємодії субодиниць з молекулою іРНК відбувається їх збирання з утворенням функціональної рибосоми. Після цього починається синтез білка – трансляція. У цитоплазмі клітини рибосоми можуть розташовуватися вільно або бути прикріпленими до зовнішньої поверхні мембрани шорсткого ЕПР. Вони можуть об’єднуватися в комплекси – полірибосоми (полісоми). Окрім цитоплазми, рибосоми містяться також у хлоропластах і мітохондріях.
Будова клітини   Клітина як основна структурно функціональна одиниця живої природи   Загальна Біологія
Мітохондрії – органели, основна функція яких полягає в забезпеченні клітин енергією. Форма та розміри мітохондрій дуже різноманітні, вони визначаються типом метаболізму і функціональними особливостями клітини. Кількість мітохондрій у клітині варіює від однієї до десятків тисяч.
Будова клітини   Клітина як основна структурно функціональна одиниця живої природи   Загальна Біологія
Мітохондрія складається із зовнішньої і внутрішньої мембран, між якими є міжмембранний простір, і внутрішнього вмісту – мітохондріального матриксу.
Зовнішня мембрана мітохондрій гладка. Вона має високу проникність для багатьох молекул, що знаходяться в цитозолі (зокрема для невеликих білків), тому за хімічним складом міжмембранний простір не відрізняється від цитоплазматичного. Внутрішня мембрана мітохондрій утворює численні складки, або заглиблення – крісти, що значно збільшують площу її поверхні. Мембрана практично непроникна для білків, полісахаридів і багатьох іонів. У внутрішню мембрану вбудовані ферменти дихального ланцюга, що забезпечують синтез АТФ. Тут також знаходяться білки, які відповідають за транспорт у матрикс молекул піровиноградної кислоти, іонів Будова клітини   Клітина як основна структурно функціональна одиниця живої природи   Загальна Біологія, Будова клітини   Клітина як основна структурно функціональна одиниця живої природи   Загальна Біологія.
Матрикс являє собою колоїдну систему, в якій містяться кільцеві молекули ДНК та ферментні системи, що забезпечують їх реплікацію і транскрипцію; різні види РНК (тРНК, іРНК); рибосоми, відмінні від рибосом цитоплазми; метаболічні ферменти.
Більшість білків, що забезпечують функцію мітохондрій, кодуються ядерною ДНК і доправляються в матрикс з цитоплазми. У мітохондріальному матриксі містяться ферменти, що забезпечують проходження численних біохімічних процесів.
Клітинний центр (центросома) визначає орієнтацію веретена поділу і розходження хромосом до полюсів клітини під час мітозу або мейозу. Крім того, він бере участь у формуванні органоїдів руху – джгутиків і війок.
Будова клітини   Клітина як основна структурно функціональна одиниця живої природи   Загальна Біологія
Звичайно клітинний центр знаходиться поблизу ядра тваринних клітин. Він складається з двох розташованих під прямим кутом один до одного центріолей. Кожна центріоль – це циліндр завдовжки 0,3 мкм і діаметром 0,1 мкм, стінка якого утворена дев’ятьма групами білкових мікротрубочок. Центріолі оточені аморфним простором (хмарою) з білків, вуглеводів і невеликої кількості ліпідів, що відіграє важливу роль у прикріпленні ниточок веретена поділу. Важливою особливістю центріолей є їх здатність до автономного розмноження, яке не залежить від поділу клітини. Більшість клітин рослин не містять центріолей, і трубочки веретена поділу кріп-ляться до мембран ЕПР.
Псевдоподії (несправжні ніжки) утворюються шляхом вигину плазматичної мембрани. Серед вільноживучих одноклітинних організмів псевдоподії має амеба. Вони є також у лейкоцитів ссавців.
Джгутики (у рослин і тварин) і Війки (у тварин) мають схожу будову – декілька (частіше 11) мікротрубочок, здатних скорочуватись, і відрізняються одні від одних тільки довжиною.
Будова клітини   Клітина як основна структурно функціональна одиниця живої природи   Загальна Біологія
Ззовні мікротрубочки вкриті мембраною – продовженням плазмалеми. Головна функція цих органел полягає в пересуванні клітин або в просуванні уздовж клітин рідини, яка оточує їх, і частинок.
Ядро – органела всіх еукаріотичних клітин, що несе спадкову інформацію, закладену в молекулі ДНК. Відтворення і зчитування цієї інформації здійснюється за допомогою специфічних ядерних ферментів. Рідкий уміст ядра – “ядерний сік” (або нуклеоплазма) відокремлений від цитозолю ядерною оболонкою. Ядерна оболонка утворена двома мембранами – зовнішньою та внутрішньою, і пронизана ядерними порами. Зовнішня мембрана з одного боку переходить у мембрани ЕПР, а з іншого (по краях ядерних пор) – у внутрішню мембрану. Через ядерну мембрану відбувається обмін різними органічними молекулами (білки, іРНК) і надмолекулярними комплексами (суб-одиниці рибосом) між нуклеоплазмою та цитозолем.
У нуклеоплазмі містяться: хроматин – молекули ДНК, зв’язані з білками (гістонами); одне Або декілька ядер – округлих структур, у яких відбувається синтез рРНК, її упаковка і початкові етапи збирання рибосомальних субодиниць; ферментні системИ, що забезпечують реплікацію, транскрипцію і репарацію ДНК.
Будова клітини   Клітина як основна структурно функціональна одиниця живої природи   Загальна Біологія
До органел, типових для рослинної клітини, належать вакуолі і пластиди.
Вакуоля може займати до 90 % об’єму клітини, її основними функціями є: підтримка тургору – внутрішнього тиску клітини, і складування продуктів життєдіяльності клітини. Клітинний сік, що наповнює її, – це водний розчин, який має слабокислу або нейтральну реакцію. Найважливішими для життєдіяльності клітини пластидами є хлоропласти, що містять зелений фотосинтезуючий пігмент хлорофіл. Вони зустрічаються, як правило, у всіх освітлених частинах рослини.
Будова клітини   Клітина як основна структурно функціональна одиниця живої природи   Загальна Біологія
Хлоропласти належать до двомембранних органел, внутрішня речовина хлоропласту називається стромою. Їх внутрішня мембрана утворює впорядковану систему порожнин дископодібної форми, які називають тилакоїдами, тилакоїди зібрані в стопки – грани.
Будова клітини   Клітина як основна структурно функціональна одиниця живої природи   Загальна Біологія
Лейкопласти являють собою безбарвні пластиди, розташовані, як правило, у прихованих від сонячного світла частинах рослини. Внутрішня структура лейкопласту розвинена слабко, основною функцією є запасання поживних речовин, крохмалю, жирів, білків. Хромопласти – пластиди, які містять різні барвникові пігменти, що належать до групи каротиноїдів. Розташовуються в забарвлених частинах рослини, позбавлені хлорофілу, внутрішня мембранна система не розвинена.
Характерною особливістю пластид є їхня здатність перетворюватися одна на одну.


1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (No Ratings Yet)
Loading...

Проект на тему екологічні проблеми атомної енергетики.
Ви зараз читаєте: Будова клітини – Клітина як основна структурно-функціональна одиниця живої природи – Загальна Біологія