загрузка...
загрузка...
На головну

СТРУКТУРНО-ФУНКЦІОНАЛЬНА ОРГАНІЗАЦІЯ клітині

  1. II. Об'єктивні методи дослідження органів дихання. Особливості загального огляду. Місцевий огляд грудної клітки.
  2. II. Організація діяльності загальноосвітнього закладу
  3. II.6.2.) Організація і правоздатність корпорацій.
  4. VIII. Реорганізація і ліквідація
  5. Адаптація до ринку. Форми власності і організація управління
  6. адміністративна організація
  7. Адміністративна організація румунських держав

Клітка має всі властивості живої системи: вона здійснює обмін речовин і енергії, зростає, розмножується і передає у спадок свої ознаки, здатна до саморегуляції і самовідновлення, реагує на зовнішні сигнали (подразники). Поза клітини не існує справжньої життєдіяльності. Тому їй належить роль структурної та функціональної одиниці життя.

Цитологія - наука про будову, хімічний склад, функціонування та розвитку клітин.

3.1. Методи цитологічних досліджень

Основними методами вивчення клітин є світлова мікроскопія (рис 3.1.).

Мал. 3.1. Будова світлового мікроскопа

За допомогою світлового мікроскопа вивчають загальний план будови клітини та її органел, розміри яких не менше 200 нм (1 мкм = 0,001 мм, 1 нм = 0,001мкм).

Для вивчення ультратонкого будови клітинних структур застосовують електронні мікроскопи, в яких замість світлових променів використовують пучок електронів. Роздільна здатність сучасних електронних мікроскопів 0,1 нм. В електронному мікроскопі видно біологічні мембрани (товщина 6-10 нм), рибосоми (діаметр близько 20 нм), мікротрубочки (діаметр близько 25 нм) та інші структури.

Для вивчення хімічного складу і локалізації речовин в клітині використовують методи цито- і гистохимии, засновані на виборчому впливі барвників і реактивів на певні хімічні речовини цитоплазми.

Метод диференційного (розділового) центрифугування - дозволяє розділити вміст клітини на окремі різні по масі компоненти і потім детально вивчити їх хімічний склад.

Метод рентгеноструктурного аналізу дає можливість визначити просторове розташування і фізичні властивості молекул (наприклад, ДНК і білків).

Метод авторадиографии використовують для реєстрації шляхів міграції та біохімічної активності речовин в клітині, мічених радіоактивними ізотопами.

Багато процесів життєдіяльності клітин, зокрема поділу клітини, вивчають за допомогою кіно-та фотозйомки.

При дослідженні будови і функції окремих органел клітини, застосовують методи - мікрохірургіі- оперативного видалення окремих органел клітини, їх пересаджування з клітки в клітку.


3.2. Основні структурні компоненти еукаріотичної клітини

Незважаючи на різноманіття форм все еукаріотичні клітини мають подібний хімічний склад і єдиний принцип будови.

 ОСНОВНІ СТРУКТУРНІ КОМПОНЕНТИ КЛІТИНИ
 поверхневий апарат
 надмембранний комплекс
 Подмембранний комплекс
 плазматична мембрана
 цитоплазма
 ядро
 гіалоплазма
 органели
 включення


ЦИТОПЛАЗМА

склад цитоплазми
 гіалоплазма
 органели
 включення
 одномембранних
 двомембранние
 немембранні
Цитоплазма - обов'язкова частина клітини, укладена між плазматичною мембранної і ядром. Представлена ??гиалоплазмой з розташованими в ній органоидами і включеннями

гиалоплазма (Матрикс цитоплазми, цитозоль) - прозорий колоїдний розчин органічних і неорганічних сполук.

З неорганічних сполук в гіалоплазме переважає вода (від 50 до 90%), є катіони Са2+, До+, Аніони вугільної і фосфорної кислот, розчинений кисень, вуглекислий газ та інші гази.

Органічні сполуки представлені білками, амінокислотами, ліпідами, вуглеводами, різними типами РНК, окремими нуклеотидами.

Гиалоплазма може перебувати в рідкому (золь) або гелеобразном (гель) станах. Перехід з одного стану в інший обумовлений зміною змісту і конформації білка актину. Фізичний стан гіалоплазми впливає на швидкість біохімічних реакцій.

Функції гіалоплазми:

1. Чи є внутрішнім середовищем, в якій відбуваються багато хімічні процеси енергетичного та пластичного обміну, і зокрема:

· Процеси безкисневого енергетичного обміну з утворенням незначної кількості АТФ;

· Процеси синтезу білка на рибосомах за участю іРНК, тРНК.

2. Об'єднує всі клітинні структури і забезпечує взаємодію між ними.

Для цитоплазми живої клітини характерно постійний рух її колоїдних частинок і інших компонентів (циклоз). Циклоз забезпечує транспорт речовин і переміщення органел (наприклад, рух хлоропластів, травних вакуолей), оптимізацію процесів обміну речовин, видалення продуктів метаболізму з клітки.

У гіалоплазме є складна мережа мікротрубочок і мікрофіламентів, які утворюють подмембранний комплекс клітини - її цитоскелет (рис.3.2.)

Мал. 3.2. цитоскелет

Мікрофіламенти - це тонкі нитки (діаметром 4-7 нм) з скорочувальних білків (актину, міозину). Вони пронизують цитоплазму і утворюють сплетіння під плазматичноїмембраною. В м'язових клітинах актин і міозин утворюють скоротливий комплекс - міофібрили.

Мікрофіламенти беруть участь:

· В зміні форми клітин (наприклад, при амебовідному руху лейкоцитів);

· В процесах екзо- і ендоцитозу;

· В зміні консистенції гіалоплазми;

· В розподілі тваринної клітини (формують скоротливий поясок при розподілі цитоплазми).

Микротрубочки - порожнисті циліндри діаметром 20-30 нм, що складаються в основному з білка тубуліну.

Вони беруть участь:

· В транспорті речовин всередині клітини;

· В переміщенні органоїдів, прикріплюючись своїми кінцями до різних структур або молекулам;

· У формуванні веретена поділу еукаріотичних клітин;

· Входять до складу війок, джгутиків, центриолей.

Елементи цитоскелету є динамічною системою і можуть зазнавати зміни в процесі клітинного циклу і під впливом ендо- і екзогенних факторів.

включення

Це непостійні компоненти цитоплазми, зміст яких змінюється в залежності від функціонального стану клітини. Вони виконують певні функції, необхідні для життєдіяльності клітини. Розрізняють трофічні, секреторні включення, екскреторні.

Трофічні включення - це різні запаси поживних речовин. У рослинних клітинах представлені крохмальними і білковими зернами, ліпідними краплями. У тваринних клітинах - краплі жиру, грудочки глікогену і жовток в яйцях.

Секреторні включення є продуктами функціонування залоз внутрішньої секреції (ферменти, гормони, крапельки слини і ін.).

Екскреторні включення містять продукти обміну речовин (непотрібні або шкідливі), що підлягають виведенню з клітини і організму (наприклад, сечової кислоти в клітинах нирок, жовчні пігменти в клітинах печінки, кристали оксалату кальцію в клітинах рослин.

органели цитоплазми

Органели - це постійні спеціалізовані ділянки цитоплазми, що мають певну будову і виконують певні функції в клітині.

Виділяють дві великі групи органел:

· Органели загального значення - обов'язкові для життєдіяльності всіх клітин.

· спеціальні органели - Характерні для клітин з вузькою спеціалізацією (міофібрили - в м'язових клітинах, джгутики, війки, пульсуючі і травні вакуолі - в клітинах найпростіших).

Більшість органоїдів має мембранне будова. Серед них виділяють двумембранние (мітохондрії, пластиди, ядро) і одномембранних (апарат Гольджі, ендоплазматичнийретикулум, лізосоми, вакуолі рослинних і грибних клітин, пульсуючі вакуолі, пероксисоми).

Немембранного будова мають клітинний центр, рибосоми, органели руху клітини - джгутики, війки, міофібрили.

Коротка характеристика органоїдів

структура будова функції
одномембранних органели
 Ендоплазматична мережа (ендоплазматіческійретікулум, ЕРС, ЕПР) Била откріта в 1945 р  Це розгалужена система мембранних порожнин, каналів, цистерн бульбашок, що створюють подобу пухкої мережі в цитоплазмі. Є два типи ЕПС - гладка (гладкий) і шорстка (гранулярна) .На мембранах останньої знаходяться рибосоми. Агранулярна і гранулярна ЕРС можуть переходити одна в іншу.  1) На мембранах гладкої ЕПС синтезуються жири і вуглеводи, стероїдні гормони, відбувається накопичення і виведення з клітини отруйних речовин; 2). На рибосомах гранулярних ЕРС відбувається синтез білків, їх розподіл і транспорт до комплексу Гольджі; 3) Канали ЕРС з'єднують між собою всі органели і ядро ??з цитоплазмою; 4). Вважається, що з цистерн ЕПС формується ядерна оболонка після поділу клітини.
 Комплекс Гольджі (КГ) .Откріт в 1898 г.італьянскім ученимК. Гольджі 1.  Секреторні бульбашки; 2. Цистерни.  Являє собою систему плоских дисковидних замкнутих цистерн, які розташовуються одна над іншою у вигляді стопки і утворюють діктіосому.От цистерн відходять на всі боки трубочки і бульбашки. КГ розташований біля ядра.  1). КГ і ЕРС тісно пов'язані між собою, їх спільна діяльність забезпечує синтез і перетворення речовин в клітині, їх накопичення, ізоляцію і транспорт.2). КГ бере участь в освіту: клітинної мембрани, лізосом, акросоми сперматозоїда, скорочувальних вакуолей у найпростіших, зерен жовтка в ооцитах, зубної емалі, речовин кришталика, жовчі печінки.
 лізосоми  Органели клітини, кулястої форми, діаметром до 2 мкм. Вони містять близько 40 гидролитических ферментів, здатних розщеплювати білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти.розрізняють: первинні лізосоми. Утворюються з бульбашок комплексу Гольджі, причому попередньо на шорсткою ЕПС синтезуються гідролітичні ферменти.Вторинні лізосоми. Утворюються шляхом злиття первинних з піноцитозного або фагоцитозного бульбашками і виконують роль травних вакуолейАутолізосоми. Лізосоми, які беруть участь в розщепленні окремих компонентів клітини, цілих клеток.Еслі речовини або мікроорганізми у вторинних лізосомах розщеплюються неповністю, то вони перетворюються на залишкові тільця. Деякі з них виводяться з клітини, інші залишаються.  1). Перетравлення харчових речовин і бактерій, що надійшли в клітку (Гетерофагії).2). Руйнування тимчасових органів ембріонів, личинок і відмерлих в процесі життєдіяльності структур клітин (Аутофагія).3). При патологічних змінах, старінні клітини мембрани лізосом можуть руйнуватися, внаслідок чого ферменти потрапляють в цитоплазму і викликають самопереваривание клітин - аутолиз. 4). Втрата лізосомами здатності розщеплювати харчові речовини викликає спадкові захворювання, які називаються хворобами накопичення. Вони можуть проявлятися в недостатньому розвитку скелета, ЦНС, внутрішніх органів, розвитку атеросклерозу, ожирінні та інших порушеннях.
 вакуолі  Бульбашки або порожнини в цитоплазмі, обмежені мембраною і заповнені жідкостью.Бивают: а) травні, скоротливі у найпростіших; б) заповнені клітинним соком рослин.  У найпростіших виконують функції травлення, осморегуляція виділення. У рослинних клітинах виконують функції: а) регуляції водно-сольового обміну; б) накопичення низькомолекулярних, водорозчинних метаболітів, запасних речовин; в) виведення з обміну токсичних речовин.
 ПероксісомиОткрити бельгійським цитологом Крістіаном де Дювом в 1965 р  Мембранні пухирці, діаметром 0,3-1 мкм.Длітельность життя пероксисом незначна - всього 5-6 діб. Нові органели утворюються найчастіше в результаті розподілу попередніх, какмітохондріі і хлоропласти. Однак, вони можуть формуватися і заново. Мембрани пероксисом утворюються з ендоапзматіческого ретікулюм, а все ферменти, що знаходяться в пероксисомах, синтезуються на рибосомах.  1). Відіграють важливу роль у розщепленні перекису водню (Н2О2), Яка токсична для клітини; 2). Бере участь в нейтралізації багатьох інших токсичних сполук, наприклад, етанолу, сечової кислоти; 3). Беруть участь також в обміні ліпідів, холестерину, постороенние мієлінових оболонок нервових клітин.
Двомемранние органели
 мітохондрії    Двомембранние органели, які є у всіх клітинах еукаріот (за винятком деяких, внукреклеточних паразитичних найпростіших). Мають форму округлих тілець, паличок товщиною 0,5 мкм і довжиною до 7 - 10 мкм. Стінка мітохондрій складається з двох мембран: зовнішньої - гладкою і внутрішньої, що утворює вирости - Кристю, які впроваджуються у внутрішній вміст мітохондрій - матрикс. Зовнішня мембрана відрізняється високою проникністю і багато сполук легко проходять через нее.На мембрані крист і в матриксі є ферментні системи, що забезпечують аеробний етап енергетичного обмена.В матриксе є автономна система біосинтезу білків: ДНК (кільцева), рибосоми, різні види РНК.Мітохондріі є напівавтономними структурами клітини, вони утворюються шляхом ділення.  1). Основна функція мітохондрій - синтез АТФ, за рахунок енергії, яка звільняється при окисленні органічних сполук; 2). Синтез власних білків, РНК, ДНК.Особливу групу в спадкової патології людини становлять мітохондріальні хвороби. Клінічні прояви мутацій ДНК найбільш гостро позначаються на енергозалежних тканинах (ЦНС, м'язової). Деякі з мітохондріальних хвороб супроводжуються важкими патологіями - енцефалопатією, сліпотою, розумовою відсталістю, ранньою смертністю (Синдром Пірсона, нейропатія Лебера і ін.).Передача цих захворювань відбувається виключно по материнській лінії.
 Пластида - органели рослинних клетокРазлічают: хлоропласти, хромопласти, лейкопласти. Мають схожу будову і при певних умовах можуть переходити один в одного.  Двомембранние, різні за формою, розмірами, забарвленням.  
 лейкопласти  Дрібні безбарвні пластиди різної форми. Зустрічаються в основному в клітинах коренів, кореневищ, бульб, насіння.  Здійснюють вторинний синтез і накопичення запасних поживних речовин - крохмалю, рідше жирів і білків.
 хромопласти  Мають різну форму (дисковидную, серповидную, тріугольную, ромбическую і ін.) І забарвлення (жовту, червону, помаранчеву) вони позбавлені хлорофилла і тому не здатні до фотосинтезу.  Надають різне забарвлення різних частин рослин (пелюсток, зрілим плодам, коренеплодів, а також листя восени). Яскравий колір цих органів обумовлений різними пігментами, які відносяться до групе каротиноїдів.
 хлоропласти  Пластида зеленого кольору, що містять пігмент хлорофіл. Зовнішня мембрана гладка, а внутрішня утворює складчасті випинання - тилакоїди, які зібрані в стопки - грани. У мембранах тилакоїдів гран, а також в стромі (матриксі) міститься хлорофіл та інші пігменти. У матриксі хлоропласта є автономна система синтезу білка - ДНК, різні види РНК і рибосоми.  1). Хропласти в клітці здійснюють процес фотосинтезу - синтезу органічних речовин з неорганічних з використанням солнічной енергії за участю хлорофілла.2). Відіграють певну роль у передачі спадкової інформації (є власна ДНК) .3). Здійснюють синтез АТФ, ліпідів і мембранних білків.
немембранні органели
 рибосоми  Мікроскопічні сферичні гранули розміром 20-30 нм. Повна працює рибосома складається з двох субодиниць - великої і малої, які утворюються в полісом і являють собою комплекс рРНК і білка. Рибосоми знаходяться в цитоплазмі у вільному стані або на зовнішній поверхні мембран ядра і ЕРС. Вони містяться як і в мітохондріях і хлоропластах.  Синтез первинної структури білка з амінокислот. У процесі синтезу білка рибосома захищає синтезується білок від руйнівного дії який ферментів.
 клітинний центр  Складається з двох центріолей. Кожна центриоль має вигляд порожнього циліндра, стінки якого утворені дев'ятьма триплетами трубочок, а в середині знаходиться однорідна речовина. Центриоли розташовані перпендикулярно один одному. Є в клітинах більшості тварин, а так же грибів, водоростей, мохів, папоротей.  1. Основна функція центриолей - організація микротрубочек веретена поділу клеткі.2. Беруть участь в утворенні джгутиків і війок.
органели руху
 Джгутики і війки  Являє собою рухливі цитоплазматичні вирости клітини вкриті мембраною. Вії - це численні вирости, а джгутики - поодинокі. Вони містять по 20 микротрубочек: 9 пар по периферії і 2 центральні.  1. Вії служать: а) для видалення частинок пилу (ресничний епітелій верхніх дихальних шляхів); б) пересування всього організму (найпростіші, війчасті черви) .2. Джгутики служать для пересування бактерій, сперматозоїдів, зооспор.
 псевдоподии  Амебовідние виступи цитоплазми, які утворюються в результаті її перетеканіі.Характерни для одноклітинних саркодових, лейкоцитів крові тварин.  1. Пересування (амеби); 2. Захоплення їжі (амеби); 3. Захисна (лейкоцитную).



Попередня   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   Наступна

Загальна характеристика ЖИТТЯ | ОБМІН РЕЧОВИН (МЕТАБОЛІЗМ) І ЕНЕРГІЇ В КЛЕТКЕ Клітинних МЕМБРАНИ, ЇХ БУДОВА І ФУНКЦІЇ | БУДОВА, ВЛАСТИВОСТІ І ФУНКЦІЇ ГЕНОВ. | ПОТІК генетичної інформації У КЛЕТКЕ. РЕГУЛЮВАННЯ ЕКСПРЕСІЇ ГЕНОВ |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати