Головна

Основні постулати клітинної теорії.

  1. Cегментація ринку. Основні завдання. Критерії сегментації на В2С ринку.
  2. I. Основні поняття ОРГАНІЗАЦІЙНОЇ СОЦІАЛЬНОЇ ПСИХОЛОГІЇ
  3. I.2.2. Основні будівельні креслення.
  4. I.3.2. Цілі і основні етапи розбивочних робіт.
  5. II.1 Основні елементи грошової маси
  6. II. Системи збудження СД і їх основні властивості
  7. III. Основні конституційні засади організації Російської держави.

1. Все живе складається з клітин. Клітка - елементарна одиниця життя. Поза клітин життя не існує.

2. Клітини всіх організмів гомологічні за будовою, тобто мають спільне походження і загальні принципи будови. Основу клітин складають білки, що управляють ходом всіх процесів в клітині. Будова білків закодовано в молекулах ДНК. Основні життєво важливі процеси в клітинах (розмноження, синтез білка, отримання і використання енергії) мають загальну біохімічну основу.

3. Розмноження клітин здійснюється тільки шляхом ділення існуючих (постулат Р. Вірхова)

4. Багатоклітинні організми - це складні комплекси клітин, диференційованих в різні тканини і органи, узгоджене функціонування яких здійснюється під управлінням надклеточних гуморальної та нервової систем регуляції.

5. Всі клітини багатоклітинного організму тотипотентних. Це означає, що кожна клітина організму має повний набір інформації про будову всього організму (закодоване в ДНК будова всіх білків). Тотипотентність свідчить про наявність потенційної (принципової) можливості виростити точну копію організму з однієї клітини. Такий процес називається клонуванням.

Клонування досить легко реалізується у рослин, які можуть бути вирощені з клітки в пробірці з живильним середовищем і додаванням гормонів. Клонування тварин через дуже складних взаємин ембріона з материнським організмом поки не може бути здійснено поза організмом, тому є дуже складною, трудомісткою і дорогою процедурою з великою ймовірністю порушень в розвитку організму.

Всі відомі клітини прийнято ділити на прокаріотів та еукаріотів. Прокарітнимі є давніші за походженням і примітивно влаштовані клітини. Основним їх відмінністю є відсутність ядра - Спеціального мембранного органоида, в якому зберігається ДНК у еукаріотних клітин. Прокаріотних клітинами є тільки бактерії, які в більшості випадків представлені одноклітинними і, рідше, нитчастими організмами з клітин, з'єднаних ланцюжок. До прокаріотів відносять також синьо-зелені водорості, або ціанобактерії. У більшості випадків клітини бактерій за своїми розмірами не перевищують декількох мікрометрів, і не мають складних мембранних органоїдів. Генетична інформація зазвичай зосереджена в одній кільцевої молекулі ДНК, яка розташована в цитоплазмі і має одну точку початку і закінчення редуплікаціі. Цією точкою ДНК закріплена на внутрішній поверхні плазмалемми, Що обмежує клітку. цитоплазмою називають весь внутрішній вміст клітини.

Всі інші клітини, від одноклітинних організмів до багатоклітинних грибів, рослин і тварин, є еукаріотні (Ядерними). ДНК цих клітин представлена ??різною кількістю окремих НЕ кільцевих (мають два кінці) молекул. Молекули пов'язані з особливими білками - гистонами і утворюють паличкоподібні структури - хромосоми, що зберігаються в ядрі в ізольованому від цитоплазми стані. Клітини еукаріотних організмів більші і мають в цитоплазмі крім ядра безліч різноманітних мембранних органоїдів складної будови.

Основною відмінною рисою клітин рослин є наявність особливих органоидов - хлоропластівз зеленим пігментом хлорофілом, За рахунок якого здійснюється фотосинтез з використанням енергії світла. Рослинні клітини зазвичай мають товсту і міцну клітинну стінку з багатошарової целюлози, яка формується кліткою за межами плазмалемми і є неактивною клітинною структурою. Така стінка обумовлює постійну форму клітин і неможливість їх переміщення з однієї частини організму в іншу. Характерною особливістю рослинних клітин є наявність центральній вакуолі - Дуже великої мембранної ємності, що займає до 80-90% обсягу клітини і заповненої клітинним соком, що знаходяться під великим тиском. Запасним живильною речовиною рослинних клітин є полісахарид крохмаль. Звичайні розміри рослинних клітин складають від декількох десятків до декількох сотень мікрометрів.

клітини тварин зазвичай дрібніше рослинних, мають розміри близько 10-20 мкм, не мають клітинної стінки, і багато хто з них можуть міняти свою форму. Мінливість форми дозволяє їм переміщатися з однієї частини багатоклітинного організму в іншу. Особливо легко і швидко переміщаються в водному середовищі одноклітинні тварини (найпростіші). Клітини відокремлені від навколишнього середовища лише клітинної мембраною, яка в особливих випадках має додаткові структурні елементи, особливо у найпростіших. Відсутність клітинної стінки дозволяє використовувати, крім всмоктування молекул, і процес фагоцитозу (Захоплення великих нерозчинних частинок) (див. П.3.11). Енергію тварини клітини отримують тільки в процесі дихання, окислюючи готові органічні сполуки. Запасним поживним продуктом є полісахарид глікоген.

клітини грибів мають загальні властивості як з рослинами, так і з тваринами. З рослинами їх зближує відносна нерухомість і наявність жорсткої клітинної стінки. Поглинання речовин здійснюється так само, як і у рослин, тільки всмоктуванням окремих молекул. Спільними рисами з тваринами клітинами є гетеротрофних спосіб харчування готовими органічними речовинами, глікоген в якості запасного живильного речовини, використання хітину, який входить до складу клітинних стінок.

Неклітинні формами життя є віруси. У найпростішому випадку вірус являє собою одну молекулу ДНК, укладену в оболонку з білка, будова якого закодовано в цій ДНК. Таке примітивне пристрій не дозволяє вважати віруси самостійними організмами, оскільки вони не в змозі самостійно рухатися, харчуватися і розмножуватися. Всі ці функції вірус може здійснювати тільки потрапивши в клітину. Опинившись в клітці, вірусна ДНК вбудовується в ДНК клітини, багаторазово розмножується клітинної системою редуплікаціі з подальшим синтезом вірусного білка. Через кілька годин клітина заповнюється тисячами готових вірусів і гине в результаті швидкого виснаження. Вивільнені віруси отримують можливість інфікувати нові клітини.

3.11. Впорядкованість процесів в клітці
 і біологічні мембрани

Основна відмінність життя - це суворий порядок протікання хімічних процесів в клітині. Цей порядок в значній мірі забезпечується такими клітинними структурами, як біологічні мембрани.

Мембрани являють собою тонкі (6-10 нм) шари впорядковано розташованих молекул. Аналіз хімічного складу мембран показує, що їх речовина представлено переважно білками (50-60%) і ліпідами (40-50%). Полярна гліцеринова частина ліпідних молекул (на рис.3.5 зображена у вигляді овалів) є гидрофильной і завжди прагне повернутися в бік молекул води.

 Рис.3.5. Схема рідинно-мозаїчної будови біологічної мембрани (заштриховані гідрофобні частини білкових молекул)

Довгі вуглеводневі ланцюги жирних кислот, навпаки, будучи гідрофобними, виштовхуються з води, і їм нічого не залишається, як повернутися назустріч один одному. Тому в водних розчинах при наявності достатньої кількості ліпідних молекул вони самосборке укладаються в біліпідний шар. Самосборка означає, що переміщення молекул відбувається виключно за рахунок дифузійних процесів, без участі ферментів і без витрат біохімічної енергії АТФ.

Біліпідний шар являє собою рідкокристалічну структуру, що забезпечує строгий порядок розташування молекул, одночасно з можливістю вільного їх переміщення, як в рідини, в межах одного ліпідного шару. Переміститися в інший шар молекула ліпіду не може, оскільки для цього треба протягнути гидрофильную частина через товстий гідрофобний шар.

Білки вбудовуються в біліпідний шар різними способами (мозаїчно), в залежності від розподілу гідрофобних (на рис.3.5 заштриховані) і гідрофільних ділянок. Цілком гідрофільні білки (1) виявляються пов'язаними з гідрофільної поверхнею мембрани. Цілком гідрофобні (2) - виявляються всередині гідрофобного шару. Білки, які мають гідрофобні і гідрофільні ділянки (3,4), розміщуються так, що гідрофобні зони розташовуються усередині билипидного шару, а гідрофільні - зовні.

Білки з гідрофільно-гідрофобними властивостями (3,4) є нерухомими і зберігають строгий порядок розташування в мембрані. Цілком гідрофільні (1) або гідрофобні (2) білки, навпаки, щодо рухливі і можуть служити сполучними елементами між нерухомими білками.

Мембрани ділять клітку на окремі зони (компартменти), Не дозволяючи змішуватися розчинів різного хімічного складу, формують мембранні органели з різними функціями. Ці функції визначаються складом ферментів (див. П. 3.6), вбудованих в мембрану органоида. Строгий порядок розташування ферментів в мембрані забезпечує задану послідовність перетворення молекул. Взаємодія мембранних органоїдів забезпечується вбудованими в мембрани рецепторними білками, які розпізнають тип контактує мембрани і ініціюють необхідні в даній ситуації хімічні і фізичні перетворення.

Мембранними органоидами клітини є ядро, мітохондрії, пластиди рослинних клітин, різні вакуолі, апарат Гольджі і ендоплазматична мережа, що представляє собою складну систему порожнин і каналів, в різних частинах якої відбуваються різні хімічні процеси, пов'язані як з синтезом, так і з деструкцією різних молекул.

Однією з основних функцій мембран в клітині є транспорт речовин. Розрізняють активний і пасивний транспорт.

пасивний транспортвідбувається без витрат енергії АТФ. Використовується енергія теплового руху молекул. Напрямок транспорту кліткою не регулюється. Молекули переміщаються по закону дифузії, з області з високою концентрацією в область з низькою концентрацією (проти градієнта концентрації). Розрізняють просту дифузію, дифузію через пори і полегшену дифузію.

простий дифузієючерез мембрану можуть транспортуватися тільки гідрофобні молекули, добре розчинні в жирах, або дуже дрібні молекули, що рухаються з великою швидкістю (різні гази) (рис.3.6).

Гідрофільні молекули можуть переміщатися дифузією через пори, Які представляють собою ділянки мембрани з перериванням билипидного шару. Таким чином, наприклад, в клітку і з клітки транспортується вода. Рух молекул розчинника через напівпроникну мембрану отримало назву осмос.

полегшена дифузія здійснюється жиророзчинних білковим переносником, на поверхні якого є невеликий гідрофільний ділянку, що дозволяє зв'язуватися з гідрофільними молекулами. Це дозволяє перекидати через мембрану молекули, які не можуть самостійно подолати біліпідний шар.

активний транспорт здійснюється з витратою енергії АТФ і може йти як проти, так і за градієнтом концентрації. Кожен вид молекул або іонів, активно транспортуються в клітку або з клітки, має свій власний білковий переносник. Більшість переносників виробляють транспортування за рахунок енергії мембранного електричного потенціалу. Цей потенціал створюється складними білковими комплексами (близько 20 білків), які отримали назву АТФ-ази. Ці комплекси здатні розщеплювати АТФ на аденозіндіфосфорная кислоту (АДФ) і фосфат. При цьому виділяється енергія макроергічних зв'язку (див. П.3.7) так конформируется білки АТФ-азного комплексу, що вони перекидають позитивно заряджені іони (Н+ або Nа+) З внутрішньої сторони мембрани на зовнішню. Таким чином, з внутрішньої сторони утворюється надлишок негативних іонів (ОН?, Cl?, SO42), А зовні - позитивних.

Середня величина мамбран потенціалу (близько 80 мВ) є найважливішим показником нормального стану клітин. Зменшення цього потенціалу свідчить про неблагополучний стан клітини, а його відсутність означає смерть. За рахунок енергії мембранного потенціалу клітина виробляє найрізноманітніші види робіт, в тому числі і активний транспорт речовин. Білкові переносники, які здійснюють активний транспорт, влаштовані так, що в місцях їх вбудовування в мембрану катіони під дією електричного поля можуть проскочити назад. При цьому енергія проскока використовується конформируется білками для перекидання відповідної молекули або іона.

Найскладнішим видом активного транспорту є фагоцитоз. З його допомогою транспортуються великі частки і агрегати молекул. У фагоцитозі беруть участь великі ділянки мембрани і тисячі молекул, серед яких є рецепторні білки. Ці білки при контакті мембрани з часткою запускають складну ланцюжок взаємодій і перебудови мембрани таким чином, що частка оточується мембраною і виявляється всередині клітини (рис.3.6). Таке надходження в клітину називається ендоцитозу. Аналогічним чином скупчення непотрібних відходів може бути викинуто з клітки назовні (екзоцитоз). Фагоцитоз протікає з витратами великої кількості молекул АТФ.

Клітинна організація живого | Енергетичні процеси в клітині


Закон збереження енергії і живі системи | Елементарний склад живих організмів | Хімічні взаємодії атомів і молекул | Хімічний склад живих організмів | Білки як основа життя | Спадковість і нуклеїнові кислоти | синтез білка | мінливість організмів | розмноження організмів |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати