WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |

В животных клетках гликопротеиды образуют надмембранный комплекс — гликокаликс.

В нем происходит внеклеточное пищеварение, располагаются многие рецепторы клетки, с его помощью происходит адгезия клеток.

Молекулы белков и липидов подвижны, способны перемещаться, главным образом в плоскости мембраны. Толщина плазматической мембраны в среднем 7,5 нм.

Рис. 17 Строение мембраны клетки Функции мембраны.

- отделяет клеточное содержимое от внешней среды.

- регулирует обмен веществ между клеткой и средой.

- обеспечивает контакт между клетками в тканях многоклеточных организмов.

- многие химические реакции протекают на ферментативных конвейерах, располагающихся на самих мембранах.

- осуществляет рецепторную функцию. На мембранах располагаются рецепторные участки для распознавания внешних стимулов.

- осуществляет транспорт веществ.

Существуют различные механизмы транспорта веществ через мембрану.

В зависимости от необходимости использования энергии для осуществления транспорта веществ различают:

1. Свободный транспорт — транспорт веществ, идущий без затрат энергии;

2. Активный транспорт — транспорт, идущий с затратами энергии.

3. Облегченная диффузия— транспорт веществ с помощью специальных транспортных белков - переносчиков.

В основе пассивного транспорта лежит разность концентраций и зарядов.

Различают следующие механизмы свободного транспорта:

1).Простая диффузия — транспорт веществ через липидный бислой из большей концентрации в сторону меньшей. Так поступают в клетку газы, неполярные или малые незаряженные полярные молекулы.

2). Осмос – транспорт воды с растворенными веществами через полупроницаемую мембрану из меньшей концентрации в сторону большей.

Облегченная диффузия — транспорт веществ с помощью специальных транспортных белков - переносчиков. Они взаимодействуют с молекулой переносимого вещества и перемещают ее сквозь мембрану. Так в клетку транспортируются сахара, аминокислоты, нуклеотиды и многие другие полярные молекулы. Однако для этого транспорта необходима энергия АТФ.

Активный транспорт возникает тогда, когда необходимо обеспечить перенос через мембрану молекул против электрохимического градиента.

Различают:

Транспорт по каналам и насосам.

Натрий-калиевый насос. Концентрация К+ внутри клетки значительно выше, чем за ее пределами, a Na+ — наоборот. Вместе с тем для нормального функционирования клетке важно поддерживать определенное соотношение ионов К+ и Na+ в цитоплазме и во внешней среде. Это оказывается возможным благодаря наличию натрий-калиевого насоса, активно перекачивает Na+ из клетки, а К+ в клетку. На работу натрий-калиевого насоса тратится почти треть всей энергии, необходимой для жизнедеятельности клетки. За один цикл работы насос выкачивает из клетки 3 иона Na+ и закачивает 2 иона К+.

Эндоцитоз - процесс поглощения макромолекул клеткой.

При эндоцитозе плазматическая мембрана образует впячивание, края ее сливаются, и происходит отшнуровывание в цитоплазму структур, отграниченных от цитоплазмы одиночной мембраной, являющейся частью наружной цитоплазматической мембраны.

Различают два типа эндоцитоза:

фагоцитоз — захват и поглощение крупных частиц (например, фагоцитоз лимфоцитов, простейших и др.) и пиноцитоз — процесс захвата и поглощения капелек жидкости с растворенными в ней веществами.

Рис.18 Типы эндоцитоза: фагоцитоз и пиноцитоз Экзоцитоз — процесс выведения различных веществ из клетки. При экзоцитозе мембрана пузырька сливается с наружной цитоплазматической мембраной, содержимое везикулы выводится за пределы клетки, а ее мембрана включается в состав наружной цитоплазматической мембраны.

Рис.19 Экзоцитоз Цитоплазма — обязательная часть клетки.

Включает:

1) гиалоплазму — основное вещество цитоплазмы, 2) органоиды — постоянные компоненты цитоплазмы, 3) включения — временные компоненты цитоплазмы.

Гиалоплазма — бесцветный, слизистый, густой и прозрачный коллоидный раствор.

В ней протекают все процессы обмена веществ. Она обеспечивает взаимосвязь ядра и всех органоидов.

В зависимости о преобладания в гиалоплазме жидкой части или крупных молекул различают две формы гиалоплазмы: золь — более жидкая гиалоплазма и гель — более густая гиалоплазма.

Между ними возможны взаимопереходы: гель превращается в золь и наоборот.

Химический состав цитоплазмы:

Вода (60— 90% всей массы цитоплазмы), белки, жиры и жироподобные вещества, различные органические и неорганические соединения.

Цитоплазма имеет щелочную реакцию.

Характерная особенность цитоплазмы — постоянное движение (циклоз).

Если движение цитоплазмы прекращается, клетка погибает, так как, только находясь в постоянном движении, она может выполнять свои функции.

Органоиды клетки мембранные органоиды Органоиды немембранного строения рибосомы, клеточный центр, центриоли, реснички и жгутики с базальными одномембранные двумембранные тельцами, микротрубочки, ЭПС, аппарат Гольджи митохондрии филаменты лизосомы, вакуоли, пластиды микротельца ядро-часть клетки Одномембранные органоиды:

1. Эндоплазматический ретикулум, сеть (ЭПР, ЭПС). Органоид, представляющий собой систему мембран, формирующих цистерны и каналы, соединенных друг с другом и ограничивающих единое внутреннее пространство.

Мембраны с одной стороны связаны с наружной цитоплазматической мембраной, с другой — с наружной оболочкой ядерной мембраны.

Различают два вида ЭПС: гранулярная, содержащая на своей поверхности рибосомы и представляющая собой совокупность уплощенных мешочков, и гладкая, мембраны которой рибосом не несут.



.

Рис.20 Эндоплазматический ретикулум, сеть (ЭПР, ЭПС).

Функции:

1.Разделяет цитоплазму клетки на изолированные отсеки, обеспечивая тем самым пространственное отграничение различных реакций.

2.Осуществляет синтез углеводов и липидов (гладкий ЭПР) и обеспечивает синтез белка (шероховатый ЭПР).

3.Накапливает в каналах и полостях, а затем транспортирует к органоидам клетки продукты биосинтеза.

2. Аппарат Гольджи.

Представляет собой стопку уплощенных цистерн с расширенными краями(диктиосома), с которой связана система мелких одномембранных пузырьков (пузырьки Гольджи). Каждая стопка обычно состоит из 4—-6 цистерн.

Рис. 21 Комплекс Гольджи Функции:

Выведение из клетки различных секретов (ферментов, гормонов).

Модификация веществ, поступающих в цистерны комплекса Гольджи.

Образование одномембранных органелл: лизосом, вакуолей, пероксисом, микротелец,.

3. Лизосомы. Это пузырьки диаметром 0,2—0,8 мкм, содержащие до 60 гидролитических ферментов, активных в слабокислой среде.

Различают: первичные лизосомы, отшнуровавшиеся от аппарата Гольджи и содержащие ферменты в неактивной форме.

Вторичные лизосомы, образовавшиеся в результате слияния первичных лизосом с пиноцитозными или фагоцитозными вакуолями. В них происходит переваривание и лизис поступивших в клетку веществ.

Продукты переваривания усваиваются цитоплазмой клетки, но часть материала так и остается непереваренной. Вторичная лизосома, содержащая этот не переваренный материал, называется остаточным тельцем.

Путем экзоцитоза не переваренные частицы удаляются из клетки.

Функции:

Лизис - расщепление веществ с помощью ферментов.

а) реализует функцию адаптивного иммунитета (макрофаги).

б) внутриклеточное пищеварение (у одноклеточных).

в) эндогенное питание (в условиях голодания многоклеточных организмов происходит переваривание цитоплазматических структур) Автолиз (аутофагия) - саморазрушение, самопереваривание клетки. Это происходит при:

некоторых процессах дифференцировки (например, замена хрящевой ткани костной, исчезновение хвоста у головастика лягушек).

4. Вакуоли. Органоид характерный для растительной и грибной клетки, встречается и у животных.

Растительные клетки имеют одну большую центральную вакуоль. Жидкость, заполняющая е, называется клеточным соком. Это концентрированный раствор сахаров, минеральных солей, органических кислот, пигментов и других веществ.

Функции:

В животных клетках могут наблюдаться небольшие вакуоли, выполняющие фагоцитарную, пищеварительную, сократительную, осморегуляторную функции.

В растительной клетке обеспечивают запас воды и питательных веществ.

Поддерживает тургор – давление цитоплазмы на клеточную стенку.

Двумембранные органоиды:

1. Митохондрии. Органоид, обеспечивающий организм энергией.

Наружная мембрана митохондрий гладкая, внутренняя образует выросты — кристы.

Внутреннее пространство митохондрий заполнено матриксом.

В матриксе содержатся кольцевая молекула ДНК, иРНК, тРНК и рибосомы (прокариотаческого типа). Митохондрии способны размножаться путем деления.

Рис 22 Строение митохондрии Функции митохондрий:

кислородное расщепление углеводов, аминокислот, глицерина и жирных кислот;

синтез АТФ;

синтез митохондриальных белков.

2. Пластиды. Органоид характерный только для растений.

Различают три основных типа пластид:

лейкопласты — бесцветные пластиды в клетках неокрашенных частей растений;

хлоропласты — зеленые пластиды;

хромопласты— окрашенные пластиды обычно желтого, красного и оранжевого цвета;

Возможны превращения: лейкопластов в хлоропласты или хромопласты, хлоропластов в хромопласты.

Наружная мембрана пластид гладкая, а внутренняя имеет складчатую структуру: ламеллы и тилакоиды.

Внутренняя среда хлоропластов — строма — содержит ДНК и рибосомы прокариотического типа.

Пластиды способны к автономному делению, как и митохондрии.

Рис. 23 Схема строения хлоропласта Функции:

1. Лейкопластов:

а) образование хлоро- и хромопластов.

б) место локализации запасных питательных веществ: амилопласты – запас белков крахмальные зерна – углеводов.

2. Хлоропластов: фотосинтез, образование хромопластов.

3. Хромопласты – стареющие пластиды.

Немембранные органоиды:

1. Рибосомы состоят из двух субъединиц неравного размера — большой и малой, на которые они могут диссоциировать.

Малая субчастица рибосомы отвечает за генетические, декодирующие функции; большая — за биохимические, ферментативные.

В состав рибосом входят белки и (рРНК). Молекулы рРНК составляют 50—63% массы рибосомы и образуют ее структурный каркас.

Различают два основных типа рибосом:

эукариотические (с константами седиментации целой рибосомы — 80S, малой субъединицы — 40S, большой - 60S);

прокариотические (соответственно 70S, 30S, 50S).

Рибосомы могут объединяться в полирибосомы - полисомы. В таких комплексах они связаны друг с другом одной молекулой иРНК.

Субъединицы рибосомы эукариот образуются в ядрышке. Объединение субъединиц в целую рибосому происходит в цитоплазме, как правило, во время биосинтеза белка.

Функция:





Синтез белка.

2. Цитоскелет клетки образован микротрубочками и микрофиламентами, клеточным центром.

Функции:

определяет форму клетки, участвует в ее движениях, в делении и перемещениях самой клетки, во внутриклеточном транспорте органоидов и отдельных соединений, фиксирует органоиды в определенном месте.

3. Клеточный центр образован центриолями (диплосома) и уплотненной цитоплазмой — центросферой.

Центриоль представляет собой цилиндр, образованный девятью группами из трех слившихся микротрубочек (9 триплетов), соединенных между собой через определенные интервалы поперечными сшивками.

Формула микротрубочек центриолей: (9*3)+0. В центре микротрубочек нет.

В клетках высших растений, низших грибов и некоторых простейших центриолей нет.

Центриоли относятся к самовоспроизводящимся органоидам цитоплазмы. Они возникают в результате дупликации.

Рис.24 Центриоль Функции:

Образование микротрубочек;

Построение веретена деления;

Образование ресничек и жгутиков 4. Реснички и жгутики образованы девятью сдвоенными микротрубочками, образующими стенку цилиндра, покрытого мембраной.

В его центре находятся две одиночные микротрубочки.

Формула: (2*9)+Реснички и жгутики укреплены в цитоплазме базальными тельцами, лежащими в основании этих органоидов. Каждое базальное тельце состоит из девяти троек микротрубочек, в его центре микротрубочек нет.

Рис. 25 Строение жгутика Функция:

Обеспечивают движение клеткам.

Ядро клетки состоит из ядерной оболочки, кариоплазмы (нуклеоплазма, ядерный сок), хроматина, ядрышек.

Ядерная оболочка состоит из двух мембран. Между мембранами имеется узкая щель, заполненная полужидким веществом. В некоторых местах обе мембраны сливаются друг с другом, образуя ядерные поры, через которые происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Наружная ядерная мембрана со стороны, обращенной в цитоплазму, покрыта рибосомами, придающими ей шероховатость, внутренняя мембрана гладкая. Выросты внешней ядерной мембраны соединяются с каналами эндоплазматической сети, образуя единую систему сообщающихся каналов.

Кариоплазма — внутреннее содержимое ядра, в котором располагаются хроматин и одно или несколько ядрышек. В состав ядерного сока входят различные белки (в том числе ферменты ядра), свободные нуклеотиды.

Ядрышко представляет собой округлое плотное тельце, погруженное в ядерный сок.

Количество ядрышек зависит от функционального состояния ядра и может колебаться от 1 до 57 и более (даже в одной и той же клетке). Ядрышки обнаруживаются только в неделящихся ядрах, во время митоза они исчезают, а после завершения деления возникают вновь.

Ядрышко не является самостоятельной структурой ядра.

Ядрышко — это скопление рРНК и рибосомальных субъединиц на разных этапах формирования. Гены р-РНК занимают определнные участки одной или нескольких хромосомах и называются ядрышковыми организаторами, в области которых и образуются ядрышки.Такие участки в метафазных хромосомах выглядят как сужения и называются вторичными перетяжками.

Хроматином называют глыбки, гранулы и сетевидные структуры ДНК ядра, интенсивно окрашивающиеся некоторыми красителями и отличающиеся по форме от ядрышка.

Различают:

эухроматин — деспирализованные (раскрученные) участки хроматина, имеющие вид тонких, неразличимых при световой микроскопии нитей, слабо окрашивающихся и генетически активных;

гетерохроматин — спирализованные и уплотненные участки хроматина, имеющие вид глыбок или гранул, интенсивно окрашивающихся и генетически не активных. Конструктивный гетерохроматин образован только нетранскрибируемой ДНК. Его роль заключается в поддержании общей структуры ядра, прикреплении хроматина к ядерной оболочке, взаимном узнавании гомологичных хромосом в мейозе, разделении соседних структурных генов, участии в процессах регуляции их активности. Факультативный гетерохроматин представлен в виде глыбок, не транскрибируется. П Хроматин представляет собой форму существования генетического материала в неделящихся клетках и обеспечивает возможность удвоения и реализации заключенной в нем информации.

Уровни структурной организации (спирализации) хроматина.

В спирализации хроматина принимают участие гистоновые и негистоновые белки. Гистоны представлены пятью фракциями: Н1, Н2А, Н2В, Н3, Н4. Они являются положительно заряженными основными белками, поэтому прочно соединяются с молекулами ДНК и препятствуют считыванию заключнной в ней биологической информации. Таким образом гистоновые белки выполняют функции: структурную (пространственная организация ДНК)., регуляторную.

Число фракций негистоновых кислых белков превышает 100. Среди них имеются ферменты синтеза и процессинга РНК, редупликации и репарации ДНК. Негистоновые белки выполняют структурную и регуляторную функции.

Первый уровень организации хроматина – нуклеосомная нить. Обеспечивается гистоновыми белками фракций Н2А, Н2В, Н3, Н4. Они образуют белковые тела – коры, состоящие из восьми молекул (по две молекулы каждого вида гистонов). Молекула ДНК спирально накручивается на белковые коры: в контакте оказывается 146 пар нуклеотидов (п.н.). Свободные от контакта с белковыми телами участки ДНК называют связующими или линкерными. Они включают от до 100 п.н.. Отрезок молекулы ДНК длиной около 200 п. н. вместе с белковым кором составляет нуклеосому. В результате нуклеосомной организации хроматина двойная спираль ДНК диаметром 2 нм со средней длиной 5 см приобретает диаметр 10-11 нм и длину 2 см.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.