Ląstelės, sudarančios gyvūnų ir augalų audinius, labai skiriasi forma, dydžiu ir vidine struktūra. Tačiau visi jie panašūs į pagrindinius gyvenimo procesų, medžiagų apykaitos, dirglumo, augimo, vystymosi ir gebėjimo keistis bruožus.
Visų tipų ląstelėse yra du pagrindiniai komponentai, glaudžiai susiję vienas su kitu – citoplazma ir branduolys. Branduolys yra atskirtas nuo citoplazmos porėta membrana, jame yra branduolio sultys, chromatinas ir branduolys. Pusiau skysta citoplazma užpildo visą ląstelę ir prasiskverbia per daugybę kanalėlių. Iš išorės jis yra padengtas citoplazmine membrana. Jis specializuojasi organelių struktūros, nuolat esantys ląstelėje ir laikini dariniai - inkliuzai.Membraninės organelės : išorinė citoplazminė membrana (OCM), endoplazminis tinklas (ER), Golgi aparatas, lizosomos, mitochondrijos ir plastidai. Visų membraninių organelių struktūra pagrįsta biologine membrana. Visos membranos turi iš esmės vienodą struktūrinį planą ir susideda iš dvigubo fosfolipidų sluoksnio, į kurį skirtingose pusėse skirtingame gylyje panardinamos baltymų molekulės. Organelių membranos viena nuo kitos skiriasi tik jose esančiais baltymų rinkiniais.
Eukariotinės ląstelės sandaros schema. A – gyvūninės kilmės ląstelė; B – augalo ląstelė: 1 – branduolys su chromatinu ir branduoliu, 2 – citoplazminė membrana, 3 – ląstelės sienelė, 4 – ląstelės sienelės poros, per kurias susisiekia kaimyninių ląstelių citoplazma, 5 – grubus endoplazminis tinklas, b – lygus endoplazminis tinklas , 7 - pinocitotinė vakuolė, 8 - Golgi aparatas (kompleksas), 9 - lizosoma, 10 - riebalų intarpai lygaus endoplazminio tinklo kanaluose, 11 - ląstelių centras, 12 - mitochondrijos, 13 - laisvos ribosomos ir poliribosomos, 14 - vakuolė , 15 - chloroplastas
Citoplazminė membrana. Visos augalų ląstelės, daugialąsčiai gyvūnai, pirmuonys ir bakterijos turi trijų sluoksnių ląstelių membraną: išorinis ir vidinis sluoksniai susideda iš baltymų molekulių, vidurinis sluoksnis – iš lipidų molekulių. Jis riboja citoplazmą nuo išorinės aplinkos, supa visus ląstelių organelius ir yra universali biologinė struktūra. Kai kuriose ląstelėse išorinę membraną sudaro kelios glaudžiai viena šalia kitos esančios membranos. Tokiais atvejais ląstelės membrana tampa tanki ir elastinga ir leidžia ląstelei išlaikyti savo formą, kaip, pavyzdžiui, euglena ir šlepetės blakstienų. Dauguma augalų ląstelių, be membranos, taip pat turi storą celiuliozės apvalkalą išorėje - ląstelių sienelės. Jis aiškiai matomas įprastu šviesos mikroskopu ir atlieka atraminę funkciją dėl standaus išorinio sluoksnio, suteikiančio ląstelėms aiškią formą.
Ląstelių paviršiuje membrana formuoja pailgas ataugas – mikrovillius, klostes, invaginacijas ir iškilimus, o tai labai padidina absorbcinį arba išskyrimo paviršių. Membraninių ataugų pagalba ląstelės jungiasi viena su kita daugialąsčių organizmų audiniuose ir organuose, membranų raukšlėse išsidėstę įvairūs metabolizme dalyvaujantys fermentai. Ląstelės atribojimas nuo aplinką, membrana reguliuoja medžiagų difuzijos kryptį ir tuo pačiu aktyviai jas perneša į ląstelę (akumuliacija) arba iš jos (išskyrimas). Dėl šių membranos savybių kalio, kalcio, magnio, fosforo jonų koncentracija citoplazmoje yra didesnė, o natrio ir chloro – mažesnė nei aplinkoje. Per išorinės membranos poras iš išorinės aplinkos į ląstelę prasiskverbia jonai, vanduo ir mažos kitų medžiagų molekulės. Santykinai didelių kietųjų dalelių prasiskverbimas į ląstelę atliekamas naudojant fagocitozė(iš graikų kalbos „phago“ - suvalgyti, „gerti“ - ląstelė). Tokiu atveju išorinė membrana sąlyčio su dalele taške įlinksta į ląstelę, traukdama dalelę giliai į citoplazmą, kur vyksta fermentinis skilimas. Panašiu būdu į ląstelę patenka skystų medžiagų lašai; jų absorbcija vadinama pinocitozė(iš graikų "pino" - gėrimas, "cytos" - ląstelė). Išorinė ląstelės membrana atlieka ir kitas svarbias biologines funkcijas.
Citoplazma 85% sudaro vanduo, 10% - baltymai, likusį kiekį sudaro lipidai, angliavandeniai, nukleorūgštys ir mineraliniai junginiai; visos šios medžiagos sudaro koloidinį tirpalą, panašų į gliceriną. Ląstelės koloidinė medžiaga, priklausomai nuo jos fiziologinės būklės ir išorinės aplinkos įtakos pobūdžio, turi ir skysto, ir elastingo, tankesnio kūno savybių. Citoplazma yra persmelkta kanalų įvairių formų ir kiekius, kurie vadinami endoplazminis Tinklelis. Jų sienelės yra membranos, kurios glaudžiai liečiasi su visomis ląstelės organelėmis ir kartu su jomis sudaro vieną funkcinę ir struktūrinę sistemą medžiagų apykaitai ir energijai bei medžiagų judėjimui ląstelėje.
Vamzdelių sienelėse yra smulkių granulių, vadinamų ribosomos.Šis kanalėlių tinklas vadinamas granuliuotu. Ribosomos gali būti išsibarsčiusios kanalėlių paviršiuje arba sudaryti penkių – septynių ar daugiau ribosomų kompleksus, vadinamus polisomos. Kituose kanalėliuose nėra granulių, jie sudaro lygų endoplazminį tinklą. Riebalų ir angliavandenių sintezėje dalyvaujantys fermentai yra ant sienelių.
Vidinė kanalėlių ertmė užpildyta ląstelės atliekomis. Intraląsteliniai kanalėliai, sudarydami sudėtingą išsišakojusią sistemą, reguliuoja medžiagų judėjimą ir koncentraciją, atskiria įvairias organinių medžiagų molekules ir jų sintezės etapus. Ant vidinio ir išorinio membranų paviršių, kuriuose gausu fermentų, sintetinami baltymai, riebalai ir angliavandeniai, kurie arba naudojami metabolizme, arba kaupiasi citoplazmoje kaip intarpai, arba išsiskiria.
Ribosomos randama visų tipų ląstelėse – nuo bakterijų iki daugialąsčių organizmų ląstelių. Tai apvalūs kūnai, susidedantys iš ribonukleino rūgšties (RNR) ir baltymų beveik lygiomis dalimis. Juose tikrai yra magnio, kurio buvimas palaiko ribosomų struktūrą. Ribosomos gali būti susietos su endoplazminio tinklo membranomis, su išorine ląstelės membrana arba laisvai gulėti citoplazmoje. Jie vykdo baltymų sintezę. Be citoplazmos, ląstelės branduolyje yra ribosomų. Jie susidaro branduolyje ir tada patenka į citoplazmą.
Golgi kompleksas augalų ląstelėse atrodo kaip atskiri kūnai, apsupti membranų. Gyvūnų ląstelėse šią organelę atstovauja cisternos, kanalėliai ir pūslelės. Ląstelių sekrecijos produktai patenka į Golgi komplekso membraninius vamzdelius iš endoplazminio tinklelio kanalėlių, kur jie chemiškai persitvarko, sutankinami, o vėliau patenka į citoplazmą ir yra naudojami pačios ląstelės arba pašalinami iš jos. Golgi komplekso rezervuaruose polisacharidai sintetinami ir sujungiami su baltymais, todėl susidaro glikoproteinai.
Mitochondrijos- nedideli strypo formos kūnai, apriboti dviem membranomis. Daugybė raukšlių - cristae - tęsiasi nuo vidinės mitochondrijos membranos ant jų sienelių yra įvairių fermentų, kurių pagalba vyksta didelės energijos medžiagos - adenozino trifosforo rūgšties (ATP) sintezė. Priklausomai nuo ląstelės aktyvumo ir išorinių poveikių Mitochondrijos gali judėti, keisti savo dydį ir formą. Ribosomos, fosfolipidai, RNR ir DNR randami mitochondrijose. DNR buvimas mitochondrijose yra susijęs su šių organelių gebėjimu daugintis formuojant susiaurėjimą arba pumpuravimą ląstelių dalijimosi metu, taip pat su kai kurių mitochondrijų baltymų sinteze.
Lizosomos- maži ovalūs dariniai, apriboti membrana ir išsibarstę po visą citoplazmą. Aptinkama visose gyvūnų ir augalų ląstelėse. Jie atsiranda endoplazminio tinklo tęsiniuose ir Golgi komplekse, čia jie užpildomi hidroliziniais fermentais, o tada atsiskiria ir patenka į citoplazmą. Įprastomis sąlygomis lizosomos suvirškina daleles, kurios patenka į ląstelę fagocitozės būdu, o lizosomų produktai išsiskiria per lizosomų membraną į citoplazmą, kur lizosomų membranai plyšus, į citoplazmą patenka fermentai virškina jo turinį, sukeldamas ląstelių mirtį.
Plastidai randamas tik augalų ląstelėse ir daugumoje žalių augalų. Jie sintetinami ir kaupiami plastiduose organinės medžiagos. Yra trijų tipų plastidai: chloroplastai, chromoplastai ir leukoplastai.
Chloroplastai -žali plastidai, turintys žalio pigmento chlorofilo. Jų yra lapuose, jaunuose stiebuose ir neprinokusiuose vaisiuose. Chloroplastai yra apsupti dviguba membrana. Aukštesniuose augaluose vidinė chloroplastų dalis yra užpildyta pusiau skysta medžiaga, kurioje plokštės yra išdėstytos lygiagrečiai viena kitai. Suporuotos plokštelių membranos, susiliedamos, sudaro rietuves, kuriose yra chlorofilo (6 pav.). Kiekvienoje aukštesniųjų augalų chloroplastų krūvoje kaitaliojasi baltymų molekulių ir lipidų molekulių sluoksniai, tarp jų yra chlorofilo molekulės. Ši sluoksniuota struktūra suteikia maksimaliai laisvus paviršius ir palengvina energijos fiksavimą bei perdavimą fotosintezės metu.
Chromoplastai - plastidai, kuriuose yra augalinių pigmentų (raudonos arba rudos, geltonos, oranžinės). Jie susitelkę gėlių, stiebų, vaisių, augalų lapų ląstelių citoplazmoje ir suteikia jiems atitinkamą spalvą. Chromoplastai susidaro iš leukoplastų arba chloroplastų dėl pigmentų kaupimosi karotinoidų.
Leukoplastai – bespalviai plastidų, esančių nespalvotose augalų dalyse: stiebuose, šaknyse, svogūnėliuose ir kt. Vienų ląstelių leukoplastuose kaupiasi krakmolo grūdeliai, kitų ląstelių leukoplastuose kaupiasi aliejai ir baltymai.
Visos plastidės kyla iš savo pirmtakų – proplastidų. Jie atskleidė DNR, kuri kontroliuoja šių organelių dauginimąsi.
Ląstelės centras, arba centrosoma, vaidina svarbų vaidmenį ląstelių dalijimuisi ir susideda iš dviejų centriolių . Jo yra visose gyvūnų ir augalų ląstelėse, išskyrus žydinčius grybus, žemesniuosius grybus ir kai kuriuos pirmuonis. Centrioliai besidalijančiose ląstelėse dalyvauja formuojant dalijimosi veleną ir yra jo poliuose. Dalijančioje ląstelėje pirmasis dalijasi ląstelės centras, o tuo pačiu susidaro achromatino verpstė, kuri orientuoja chromosomas, joms nukrypstant į polius. Po vieną centriolę palieka kiekvieną dukterinę ląstelę.
Daugelis augalų ir gyvūnų ląstelių turi specialios paskirties organoidai: blakstienos, atlieka judėjimo funkciją (blakstienas, ląsteles kvėpavimo takai), žvyneliai(vienaląsčių pirmuonių, gyvūnų ir augalų vyriškosios reprodukcinės ląstelės ir kt.). Inkliuzai - laikini elementai, atsirandantys ląstelėje tam tikru jos gyvenimo etapu dėl sintetinės funkcijos. Jie naudojami arba pašalinami iš ląstelės. Inkliuzai taip pat yra atsarginiai maistinių medžiagų: augalų ląstelėse - krakmolas, riebalų lašeliai, blokeliai, eteriniai aliejai, daug organinės rūgštys, organinių ir neorganinių rūgščių druskos; gyvūnų ląstelėse - glikogenas (kepenų ląstelėse ir raumenyse), riebalų lašai (in poodinis audinys); Kai kurie inkliuzai kaupiasi ląstelėse kaip atliekos – kristalų, pigmentų ir kt.
Vakuolės - tai ertmės, apribotos membrana; gerai ekspresuojamas augalų ląstelėse ir yra pirmuoniuose. Jie atsiranda įvairiose endoplazminio tinklo vietose. Ir jie palaipsniui nuo jo atsiskiria. Vakuolės palaiko turgorinį slėgį, jose koncentruojasi ląstelinė arba vakuolinė sultys, kurių molekulės lemia jos osmosinę koncentraciją. Manoma, kad pradiniai sintezės produktai – tirpūs angliavandeniai, baltymai, pektinai ir kt. – kaupiasi endoplazminio tinklo cisternose. Šios klasteriai yra būsimų vakuolių užuomazgos.
Citoskeletas . Vienas iš skiriamieji bruožai Eukariotinė ląstelė – tai skeleto darinių vystymasis savo citoplazmoje mikrotubulių ir baltymų skaidulų ryšulių pavidalu. Citoskeleto elementai yra glaudžiai susiję su išorine citoplazmine membrana ir branduolio apvalkalu ir sudaro sudėtingus pynimus citoplazmoje. Atraminiai citoplazmos elementai lemia ląstelės formą, užtikrina tarpląstelinių struktūrų judėjimą ir visos ląstelės judėjimą.
Šerdis Ląstelė vaidina svarbų vaidmenį jos gyvenime, ją pašalinus, ląstelė nustoja veikti ir miršta. Dauguma gyvūnų ląstelių turi vieną branduolį, tačiau yra ir daugiabranduolių (žmogaus kepenys ir raumenys, grybai, blakstienas, žalieji dumbliai). Žinduolių raudonieji kraujo kūneliai išsivysto iš pirmtakų ląstelių, kuriose yra branduolys, tačiau subrendę raudonieji kraujo kūneliai jį praranda ir ilgai negyvena.
Branduolys yra apsuptas dviguba membrana, persmelkta porų, per kurią jis glaudžiai susijęs su endoplazminio tinklo ir citoplazmos kanalais. Šerdies viduje yra chromatinas- spiralizuotos chromosomų dalys. Ląstelių dalijimosi metu jos virsta lazdelės pavidalo dariniais, kurie aiškiai matomi pro šviesos mikroskopą. Chromosomos yra sudėtingi baltymų ir DNR kompleksai, vadinami nukleoproteinas.
Branduolio funkcijos yra reguliuoti visas gyvybines ląstelės funkcijas, kurias jis atlieka DNR ir RNR medžiagų, paveldimos informacijos nešėjų, pagalba. Ruošiantis ląstelių dalijimuisi, mitozės metu DNR padvigubėja, chromosomos atsiskiria ir perduodamos dukterinėms ląstelėms, užtikrinant paveldimos informacijos tęstinumą kiekviename organizmo tipe.
Karioplazma - skystoji branduolio fazė, kurioje branduolinių struktūrų atliekos randamos ištirpusios formos
Nukleolis- izoliuota, tankiausia šerdies dalis. Branduolys turi sudėtingų baltymų ir RNR, laisvųjų arba surištų kalio, magnio, kalcio, geležies, cinko fosfatų, taip pat ribosomų. Branduolys išnyksta prieš prasidedant ląstelių dalijimuisi ir vėl susidaro paskutinėje dalijimosi fazėje.
Taigi ląstelė turi puikią ir labai sudėtingą organizaciją. Platus citoplazminių membranų tinklas ir organelių sandaros membraninis principas leidžia atskirti daugybę ląstelėje vienu metu vykstančių įvykių. cheminės reakcijos. Kiekvienas tarpląstelinis darinys turi savo sandarą ir specifinę funkciją, tačiau tik jų sąveikos dėka galimas harmoningas ląstelės funkcionavimas. Šios sąveikos pagrindu į ląstelę patenka medžiagos iš aplinkos, iš jos į ląstelę pašalinamos atliekos . išorinė aplinka– Taip vyksta medžiagų apykaita. Ląstelės struktūrinės organizacijos tobulumas galėjo atsirasti tik dėl ilgalaikio poveikio biologinė evoliucija, kurio metu atliekamos funkcijos pamažu tapo sudėtingesnės.
Paprasčiausios vienaląstės formos reiškia ir ląstelę, ir organizmą su visomis jo gyvybės apraiškomis. Daugialąsčiuose organizmuose ląstelės sudaro vienarūšes grupes – audinius. Savo ruožtu audiniai formuoja organus, sistemas, o jų funkcijas lemia bendra viso organizmo gyvybinė veikla.
Eukariotinių ląstelių charakteristikos
Vidutinė vertė eukariotinė ląstelė – apie 13 mikronų. Ląstelę vidinės membranos padalija į įvairius skyrius (reakcijos erdves). Trys organelių tipai aiškiai atskirtas nuo likusios protoplazmos (citoplazmos) dviejų membranų apvalkalu: ląstelės branduolio, mitochondrijų ir plastidžių. Plastidai daugiausia naudojami fotosintezei, o mitochondrijos – energijos gamybai. Visuose sluoksniuose yra DNR kaip genetinės informacijos nešėjas.
Citoplazma yra įvairių organelių, įskaitant ribosomas, kurios taip pat yra plastiduose ir mitochondrijose. Visos organelės yra matricoje.
Prokariotinių ląstelių charakteristikos
Vidutinis prokariotinių ląstelių dydis yra 5 mikronai. Jie neturi jokių vidinių membranų, išskyrus vidines membranos iškyšas ir plazminę membraną. Vietoj ląstelės branduolio yra nukleoidas, neturintis apvalkalo ir susidedantis iš vienos DNR molekulės. Be to, bakterijose gali būti DNR mažyčių plazmidžių pavidalu, panašių į ekstranuklearinę eukariotų DNR.
IN prokariotinės ląstelės, gebančios fotosintezės (mėlynadumbliai, žalios ir purpurinės bakterijos), yra įvairios struktūros didelių membranų išsikišimų – tilakoidų, kurie savo funkcija atitinka eukariotų plastidus mechaniškai stiprus ląstelės sienelės elementas.
Pagrindiniai eukariotinės ląstelės komponentai. Jų struktūra ir funkcijos.
Lukštas būtinai turi plazminę membraną. Be jo, augalai ir grybai turi ląstelės sienelę, o gyvūnai – glikokaliksą.
Augaluose ir grybuose yra protoplastas– visas ląstelės turinys, išskyrus ląstelės sienelę.
Citoplazma yra vidinė pusiau skysta ląstelės aplinka. Susideda iš hialoplazmos, inkliuzų ir organelių. Citoplazmoje yra egzoplazma (žievės sluoksnis, guli tiesiai po membrana, nėra organelių) ir endoplazma (vidinė citoplazmos dalis).
Hialoplazma(citozolis) yra pagrindinė citoplazmos medžiaga, koloidinis didelių organinių molekulių tirpalas Užtikrina visų ląstelės komponentų tarpusavio ryšį
Jame vyksta pagrindiniai medžiagų apykaitos procesai, pavyzdžiui, glikolizė.
Inkliuzai- Tai yra pasirenkami ląstelės komponentai, kurie gali atsirasti ir išnykti priklausomai nuo ląstelės būsenos. Pavyzdžiui: lašai riebalų, krakmolo granulės, baltyminiai grūdai.
Organoidai Yra membraninis ir nemembraninis.
Membraninės organelės yra vienamembranės (EPS, AG, lizosomos, vakuolės) ir dviguba membrana(plastidai, mitochondrijos).
KAM ne membraninis organelės apima ribosomas ir ląstelių centrą.
Eukariotinės ląstelės organelės, jų sandara ir funkcijos.
Endoplazminis Tinklelis- vienos membranos organelės. Tai membranų sistema, kuri sudaro „cisternas“ ir kanalus, sujungtus vienas su kitu ir ribojančius vieną vidinę erdvę - EPS ertmes. EPS yra dviejų tipų: 1) šiurkštus, kurio paviršiuje yra ribosomų, ir 2) lygus, kurio membranos ribosomų neneša.
Funkcijos: 1) medžiagų pernešimas iš vienos ląstelės dalies į kitą, 2) ląstelės citoplazmos padalijimas į kompartmentus ("skyrius"), 3) angliavandenių ir lipidų sintezė (sklandus ER), 4) baltymų sintezė (šiurkštus ER)
Goldžio kompleksas- vienos membranos organelės. Jį sudaro suplotų „cisternų“ su praplatintais kraštais krūvos. Su jomis susijusi mažų vienamembranių pūslelių (Golgi pūslelių) sistema. Kiekvienas kaminas paprastai susideda iš 4–6 „cisternų“, yra struktūrinis ir funkcinis Golgi aparato vienetas ir vadinamas diktiozomu.
Golgi aparato funkcijos: 1) baltymų, lipidų, angliavandenių kaupimas, 2) baltymų, lipidų, angliavandenių „pakavimas“ į membranines pūsleles, 4) baltymų, lipidų, angliavandenių sekrecija, 5) angliavandenių ir lipidų sintezė, 6) lizosomų susidarymo vieta. .
Lizosomos- vienos membranos organelės. Jie yra maži burbuliukai, kuriuose yra hidrolizinių fermentų rinkinys. Fermentai sintetinami grubioje ER ir pereina į Golgi aparatą, kur modifikuojami ir supakuojami į membranines pūsleles, kurios, atsiskyrus nuo Golgi aparato, pačios tampa lizosomomis. Medžiagų skaidymas naudojant fermentus vadinamas lize.
Lizosomų funkcijos: 1) tarpląstelinis organinių medžiagų virškinimas, 2) nereikalingų ląstelinių ir neląstelinių struktūrų naikinimas, 3) dalyvavimas ląstelių persitvarkymo procesuose.
Vakuolės- vienos membranos organelės yra užpildytos „talpyklomis“. vandeniniai tirpalai organinės ir neorganinės medžiagos Skystis, užpildantis augalo vakuolę, vadinamas ląstelių sultimis.
Vakuolės funkcijos: 1) vandens kaupimas ir saugojimas, 2) reguliavimas vandens-druskos metabolizmas, 3) palaikyti turgorinį slėgį, 4) kaupti vandenyje tirpius metabolitus, atsargines maistines medžiagas, 5) dažyti žiedus ir vaisius ir taip pritraukti apdulkintojus ir sėklų platintojus.
Mitochondrijos apribotas dviem membranomis. Išorinė mitochondrijų membrana yra lygi, vidinė sudaro daugybę raukšlių - kristas. Cristae padidina vidinės membranos, ant kurios yra daug fermentų sistemos, dalyvaujančios ATP molekulių sintezėje, paviršiaus plotą. Vidinė mitochondrijų erdvė užpildyta matrica. Matricoje yra žiedinė DNR, specifinė mRNR, prokariotinio tipo ribosomos ir Krebso ciklo fermentai.
Mitochondrijų funkcijos: 1) ATP sintezė, 2) organinių medžiagų skaidymas deguonimi.
Plastidai būdingas tik augalų ląstelėms. Yra trys pagrindiniai plastidžių tipai: leukoplastai – bespalvės plastidės nespalvotų augalų dalių ląstelėse, chromoplastai – spalvotos plastidės dažniausiai geltonos, raudonos ir oranžinės gėlės, chloroplastai yra žali plastidai.
Chloroplastai. Aukštesnių augalų ląstelėse chloroplastai turi abipus išgaubto lęšio formą. Chloroplastus riboja dvi membranos. Išorinė membrana lygi, vidinė sudėtingos sulankstytos struktūros. Mažiausia raukšlė vadinama tilakoidu. Grupė tilakoidų, išsidėsčiusių kaip monetų krūva, vadinama grana. Tilakoidinėse membranose yra fotosintezės pigmentų ir fermentų, kurie užtikrina ATP sintezę. Pagrindinis fotosintezės pigmentas yra chlorofilas, kuris lemia žalia spalva chloroplastai.
Vidinė chloroplastų erdvė yra užpildyta stroma. Stromoje yra žiedinė DNR, ribosomos, Kalvino ciklo fermentai ir krakmolo grūdeliai.
Chloroplasto funkcija: fotosintezė.
Leukoplastų funkcija: atsarginių maistinių medžiagų sintezė, kaupimas ir saugojimas.
Chromoplastai. Stromoje yra žiedinė DNR ir pigmentai – karotenoidai, kurie suteikia chromoplastams geltoną, raudoną arba oranžinę spalvą.
Chromoplastų funkcijos: dažyti gėles ir vaisius ir taip pritraukti apdulkintojus bei sėklų platintojus.
Ribosomos- nemembraninės organelės, kurių skersmuo apytiksliai 20 nm. Ribosomos susideda iš dviejų subvienetų – didelio ir mažo. Cheminė sudėtis ribosomos – baltymai ir rRNR. rRNR molekulės sudaro 50–63% ribosomos masės ir sudaro jos struktūrinį karkasą. Baltymų biosintezės metu ribosomos gali „dirbti“ atskirai arba susijungti į kompleksus – poliribosomas (polisomas ) . Tokiuose kompleksuose jie yra sujungti vienas su kitu viena mRNR molekule. Subvienetai susijungia į visą ribosomą citoplazmoje, dažniausiai baltymų biosintezės metu.
Ribosomų funkcijos: polipeptidinės grandinės surinkimas (baltymų sintezė).
Citoskeletas susidaro iš mikrotubulių ir mikrofilamentų. Mikrovamzdeliai yra cilindrinės, neišsišakojusios struktūros. Pagrindinis cheminis komponentas- tubulino baltymas. Mikrovamzdelius sunaikina kolchicinas. Mikrofilamentai yra gijos, sudarytos iš baltymo aktino. Mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai sudaro sudėtingus pynimus citoplazmoje.
Citoskeleto funkcijos: 1) ląstelės formos nustatymas, 2) organelių palaikymas, 3) verpstės formavimas, 4) dalyvavimas ląstelių judesiuose, 5) citoplazminio srauto organizavimas.
Ląstelės centras susideda iš dviejų centriolių ir centrosferos. Centrolė yra cilindras, kurio sienelę sudaro devynios trijų susiliejusių mikrovamzdelių grupės. Centrioliai yra sujungti poromis, kur jie yra stačiu kampu vienas kito atžvilgiu. Prieš ląstelių dalijimąsi centrioliai nukrypsta į priešingus polius ir šalia kiekvieno iš jų atsiranda dukterinė centriolė. Jie sudaro dalijimosi veleną, kuris prisideda prie tolygaus genetinės medžiagos pasiskirstymo tarp dukterinių ląstelių.
Funkcijos: 1) chromosomų nukrypimo į ląstelės polius užtikrinimas mitozės ar mejozės metu, 2) citoskeleto organizavimo centras.
Eukariotai arba branduolinės ląstelės yra daug sudėtingesnės nei prokariotai. Eukariotinės ląstelės struktūra yra skirta tarpląsteliniam metabolizmui.
Plazmalemma
Išorėje bet kurią ląstelę supa plona elastinga plazminė membrana, vadinama plazmolema. Plazmalemoje yra organinių medžiagų, aprašytų lentelėje.
|
Medžiagos |
Ypatumai |
Vaidmuo |
|
Fosfolipidai |
Fosforo ir riebalų junginiai. Susideda iš dviejų dalių – hidrofilinės ir hidrofobinės |
Suformuokite du sluoksnius. Hidrofobinės dalys yra greta viena kitos, hidrofilinės dalys atrodo išorėje ir ląstelės viduje |
|
Glikolipidai |
Lipidų ir angliavandenių junginiai. Įterptas tarp fosfolipidų |
Priimti ir perduoti signalus |
|
Cholesterolis |
Riebus alkoholis. Įterptas į hidrofobines fosfolipidų dalis |
Suteikia standumo |
|
Dviejų tipų - paviršinis (greta lipidų) ir vientisas (įmontuotas į membraną) |
Jie skiriasi struktūra ir funkcijomis |
Ryžiai. 1. Plazlemos sandara.
Virš augalo ląstelės plazmolemos yra ląstelės sienelė, kurioje yra celiuliozės. Jis palaiko formą ir riboja ląstelių mobilumą. Gyvūno ląstelė yra padengta glikokaliksu, susidedančiu iš įvairių organiniai junginiai. Pagrindinė funkcija papildomos dangos – apsauga.
Per plazmalemą pernešamos medžiagos, o signalai perduodami per integruotus baltymus.
Šerdis
Eukariotai nuo prokariotų skiriasi tuo, kad turi branduolį – membranos struktūrą, susidedantis iš trijų komponentų:
- dvi membranos, turinčios poras;
- nukleoplazma – skystis, susidedantis iš chromatino (sudėtyje yra RNR ir DNR), baltymų, nukleorūgščių, vandens;
- nucleolus – sutankinta nukleoplazmos dalis.
Ryžiai. 2. Branduolio sandara.
Branduolys kontroliuoja visus ląstelės procesus ir taip pat atlieka:
TOP 4 straipsniaikurie skaito kartu su tuo
- paveldimos informacijos saugojimas ir perdavimas;
- ribosomų susidarymas;
- nukleorūgščių sintezė.
Citoplazma
Eukariotų citoplazmoje yra įvairių organelių, kurie vykdo medžiagų apykaitą dėl nuolatinio citoplazmos judėjimo (ciklozės). Jų aprašymas pateiktas eukariotinės ląstelės sandaros lentelėje.
|
Organoidai |
Struktūra |
Funkcijos |
|
Endoplazminis tinklas arba endoplazminis tinklas (ER arba ER) |
Susideda iš išorinės branduolinės membranos. Yra dviejų tipų - lygūs ir šiurkštūs (su ribosomomis) |
Sintetina lipidus, hormonus, kaupia angliavandenius, neutralizuoja nuodus |
|
Ribosoma |
Nemembraninė struktūra, kurią sudaro dideli ir maži subvienetai. Sudėtyje yra baltymų ir RNR. Įsikūręs ant ER ir citoplazmoje |
Sintetina baltymus |
|
Golgi kompleksas (aparatas) |
Susideda iš membraninių rezervuarų, užpildytų fermentais. Sujungtas su EPS |
Gamina išskyras, fermentus, lizosomas |
|
Lizosomos |
Pūslelės, susidedančios iš plonos membranos ir fermentų |
Virškina citoplazmoje įstrigusias medžiagas |
|
Mitochondrijos |
Susideda iš dviejų membranų. Vidinė formuoja kristas – klostes. Užpildytas matrica, kurioje yra baltymų ir savo DNR |
Sintetina ATP |
Augalų ląstelė pasižymi dviem specialiais organeliais, kurių nėra gyvūnams:
- vakuolė - kaupia organines medžiagas, vandenį, palaiko turgorą;
- plastidai - priklausomai nuo rūšies vykdo fotosintezę (chloroplastai), kaupia medžiagas (leukoplastai), spalvina gėles ir vaisius (chromoplastai).
Gyvūnų ląstelėse (augaluose nėra) yra centrosoma (ląstelių centras), kurioje surenkami mikrovamzdeliai, iš kurių vėliau susidaro verpstė, citoskeletas, žvyneliai ir blakstienos.
Ryžiai. 3. Augalų ir gyvūnų ląstelės.
Eukariotai dauginasi dalijimosi būdu – mitoze arba mejoze. Mitozė (netiesioginis dalijimasis) būdinga visoms somatinėms (nedauginimosi) ląstelėms ir vienaląsčiams branduoliniams organizmams. Mejozė yra lytinių ląstelių susidarymo procesas.
Ko mes išmokome?
Iš 9 klasės biologijos pamokos trumpai sužinojome apie eukariotinės ląstelės sandarą ir funkcijas. Eukariotai yra sudėtingos struktūros, susidedančios iš ląstelės membranos, citoplazmos ir branduolio. Eukariotinės ląstelės citoplazmoje yra įvairių organelių (Golgi kompleksas, EPS, lizosomos ir kt.), kurios vykdo tarpląstelinį metabolizmą. Be to, augalų ląstelėms būdinga vakuolė ir plastidai, o gyvūnų ląstelėms – ląstelių centras.
Testas tema
Ataskaitos vertinimas
Vidutinis reitingas: 4.1. Iš viso gautų įvertinimų: 300.
Bet kuri ląstelė yra sistema: visi jo komponentai yra tarpusavyje susiję, priklausomi ir sąveikauja vienas su kitu; vieno iš šios sistemos elementų veiklos sutrikimas lemia pokyčius ir sutrikimus visos sistemos veikloje.
Susidaro ląstelių rinkinys audiniai, formuojasi įvairūs audiniai organai o organai sąveikauja ir atlieka bendroji funkcija, forma organų sistemos.
Bet kuri sistema turi tam tikrą struktūrą, sudėtingumo lygį ir yra pagrįsta ją sudarančių elementų sąveika.
Eukariotinių ir prokariotinių ląstelių struktūros ypatybės:
Eukariotinių ląstelių struktūra.
Eukariotinių ląstelių funkcijos .
Vienaląsčių organizmų ląstelės atlieka visas gyviems organizmams būdingas funkcijas – medžiagų apykaitą, augimą, vystymąsi, dauginimąsi; gebantis prisitaikyti.
Daugialąsčių organizmų ląstelės skiriasi pagal struktūrą, priklausomai nuo jų atliekamų funkcijų. Epitelinis, raumeningas, nervingas, jungiamieji audiniai susidaro iš specializuotų ląstelių.
Teminės užduotys
A1. Prokariotiniai organizmai apima
1) bacila
4) Volvox
A2. Ląstelės membrana atlieka funkciją
1) baltymų sintezė
2) paveldimos informacijos perdavimas
3) fotosintezė
4) fagocitozė ir pinocitozė
A3. Nurodykite tašką, kuriame įvardintos ląstelės struktūra sutampa su jos funkcija
1) neuronas – santrumpa
2) leukocitų – impulsų laidumas
3) eritrocitas – dujų pernešimas
4) osteocitas – fagocitozė
A4. Ląstelių energija gaminama
1) ribosomos
2) mitochondrijos
4) Golgi aparatas
A5. Iš siūlomo sąrašo pašalinkite nereikalingą sąvoką
1) lamblija
2) plazmodis
3) blakstienas
4) chlamidomonas
A6. Iš siūlomo sąrašo pašalinkite nereikalingą sąvoką
1) ribosomos
2) mitochondrijos
3) chloroplastai
4) krakmolo grūdeliai
A7. Ląstelių chromosomos atlieka funkciją
1) baltymų biosintezė
2) paveldimos informacijos saugojimas
3) lizosomų susidarymas
4) medžiagų apykaitos reguliavimas
1. Iš pateikto sąrašo pasirinkite chloroplastų funkcijas
1) lizosomų susidarymas
2) gliukozės sintezė
3) RNR sintezė
4) ATP sintezė
5) deguonies išsiskyrimas
6) ląstelinis kvėpavimas
AT 2. Pasirinkite mitochondrijų struktūrines ypatybes
1) apsuptas dviguba membrana
3) yra cristae
4) išorinė membrana sulankstyta
5) apsuptas vienos membranos
6) vidinėje membranoje gausu fermentų
| Ląstelių struktūros | Eukariotinė ląstelė | Prokariotinė ląstelė |
| Citoplazminė membrana | Valgyk | Valgyti; membranos invaginacijos sudaro mezosomas |
| Šerdis | Turi dvigubą membraną ir vieną ar daugiau branduolių | Ne; yra branduolio atitikmuo - nukleoidas - citoplazmos dalis, kurioje yra DNR, kuri nėra apsupta membranos |
| Genetinė medžiaga | Linijinės DNR molekulės, susijusios su baltymais | Žiedinės DNR molekulės, nesusijusios su baltymais |
| Endoplazminis Tinklelis | Valgyk | Nr |
| Golgi kompleksas | Valgyk | Nr |
| Lizosomos | Valgyk | Nr |
| Mitochondrijos | Valgyk | Nr |
| Plastidai | Valgyk | Nr |
| Centrioliai, mikrovamzdeliai, mikrofilamentai | Valgyk | Nr |
| Flagella | Jei yra, jie susideda iš mikrotubulių, apsuptų citoplazmine membrana | Jei yra, juose nėra mikrotubulių ir jie nėra apsupti citoplazminės membranos |
| Ląstelių sienelės | Aptinkama augaluose (jėgą suteikia celiuliozė) ir grybuose (jėgą suteikia chitinas) | Taip (peptidoglikanas suteikia stiprumo) |
| Kapsulė arba gleivinis sluoksnis | Nr | Kai kurios bakterijos turi |
| Ribosomos | Taip, didelis (80S) | Taip, mažas (70S) |
Testai:
1.Gyvybės palaikymas tam tikru lygmeniu yra susijęs su reprodukcijos reiškiniu. Kokiame organizacijos lygmenyje reprodukcija vykdoma matricos sintezės pagrindu
A. Molekulinė
B. Subląstelinis
V. Korinis
G. Tkanevas
D. Kūno lygyje
2. Nustatyta, kad organizmų ląstelėse nėra membraninių organelių, o jų paveldima medžiaga neturi nukleosominės organizacijos. Kokie tai organizmai?
A. Pirmuonys
B. Virusai
B. Ascomycetes
G. Eukariotai
D. Prokariotai
3. Per biologijos pamoką mokytoja paprašė nurodyti į laboratoriniai darbai mikroskopo, kuris buvo naudojamas mikroskopiniams mėginiams tirti, padidinimo laipsnis. Vienas iš mokinių nesugebėjo savarankiškai susidoroti su užduotimi. Kaip teisingai apskaičiuoti šį rodiklį?
A. Padauginkite ant visų mikroskopo lęšių nurodytus indikatorius
B. Padalinkite mažesnio padidinimo objektyvo indeksą iš didesnio padidinimo objektyvo indekso
B. Padauginkite objektyvo ir okuliaro padidinimo vertes
D. Padalinkite objektyvo padidinimą iš okuliaro
E. Iš okuliaro padidinimo vertės atimkite ant visų mikroskopo objektyvų nurodytas vertes
4. Studijuodamas mikroskaidrę, studentas, pritvirtinęs ją ant objekto stalo ir pasiekęs optimalų matymo lauko apšvietimą, sumontavo x40 objektyvą ir pažvelgė į objektyvą. Mokytojas sustabdė mokinį ir pasakė, kad jo darbo metu buvo padaryta esminė klaida. Kokia klaida buvo padaryta?
A. Nebuvo verta taisyti mikro stiklelio
B. Mikro skaidrės tyrimas turėjo būti pradėtas naudojant mažo didinimo objektyvą
B. Apšvietimas reguliuojamas paskutinis
D. Vaistas fiksuojamas prieš baigiant tyrimą.
D. Visos manipuliacijos turėjo būti atliekamos atvirkštine tvarka
5. Gyvybės egzistavimą visuose lygmenyse lemia daugiau struktūra žemas lygis. Koks organizacijos lygis yra prieš ir užtikrina gyvybės egzistavimą ląstelių lygmenyje:
A. Populiacijos rūšys
B. Audinys
B. Molekulinė
G. Organizmas
D. Biocenotiškas
Žinių kontrolės užduotys:
1. Bandydamas tirti mikropavyzdį šviesos mikroskopu, mokslininkas atrado, kad visas regėjimo laukas buvo patamsėjęs. Kas gali būti šio reiškinio priežastis? Kaip išspręsti šią problemą?
2. Bandydamas tirti mikropavyzdį šviesos mikroskopu, mokslininkas atrado, kad apšviesta tik pusė regėjimo lauko. Kas gali būti šio reiškinio priežastis? Kaip išspręsti šią problemą?
3. Kokias manipuliacijas reikia atlikti, jei naudojant šviesos mikroskopą stebimas objektas nėra aiškiai matomas?
A) jei ant okuliaro yra užrašas „x15“, o ant objektyvo – „x8“.
B) jei okuliaro objektyvo padidinimo koeficientas yra „x10“, o objektyvas yra „x40“
6. Medžiaga peržiūrai su mokytoju ir jos įsisavinimo kontrolei:
6.1. Su mokytoju analizuokite pagrindinius klausimus, kad įsisavintumėte pamokos temą.
6.2. Mokytojo technikų demonstravimas praktiška technikos šia tema.
6.3. Medžiaga skirta kontrolėįvaldyti medžiagą:
Klausimai diskusijai su mokytoju:
1. Medicinos biologija kaip mokslas apie žmogaus gyvenimo pagrindus, tiriantis paveldimumo, kintamumo, individo ir evoliucinės raidos dėsningumus, taip pat morfofiziologinius ir socialinė adaptacija asmens aplinkos sąlygas, susijusias su jo biosocialine esme.
2. Šiuolaikinė scena bendrosios ir medicininės biologijos raida. Biologijos vieta medicinos švietimo sistemoje.
3. Gyvenimo esmė. Gyvų daiktų savybės. Gyvybės formos, pagrindinės jos savybės ir atributai. Gyvybės sampratos apibrėžimas dabartiniame biologijos mokslo išsivystymo lygyje.
4. Evoliuciškai nulemti struktūriniai gyvybės organizavimo lygmenys; elementarios lygių struktūros ir jas apibūdinantys pagrindiniai biologiniai reiškiniai.
5. Idėjų apie gyvų būtybių organizavimo lygius svarba medicinai.
6. Ypatinga žmogaus vieta organinio pasaulio sistemoje.
7. Fizikinių ir cheminių, biologinių ir socialinių reiškinių ryšys žmogaus gyvenime.
8. Optinės sistemos biologiniuose tyrimuose. Šviesos mikroskopo sandara ir darbo su juo taisyklės.
9. Laikinų mikroslidžių gaminimo technika, jų tyrimas ir aprašymas. Ląstelių struktūros tyrimo metodai
Praktinė dalis
1. Vadovaudamiesi gairėmis, išstudijuokite mikroskopo sandarą ir darbo su juo taisykles.
2. Praktikuoti darbo su mikroskopu ir laikinų vatos pluoštų bei drugelio sparnų žvynų ruošimo įgūdžius. Ištirti mikroskopinius pavyzdžius: svogūno lukštą, elodėjos lapą, varlės kraujo tepinėlį, tirti tipografinį šriftą.
3. Į protokolą įrašyti loginės struktūros grafiką „Mikroskopo sandara“.
4. Įveskite protokolą „Darbo su mikroskopu taisyklės“
5. Užpildykite lentelę „Daugialąsčio organizmo organizavimo ir tyrimo lygiai“.
Susijusi informacija:
Ieškoti svetainėje:
Prokariotinės ląstelės yra mažesnės ir paprastesnės struktūros nei eukariotinės ląstelės. Tarp jų nėra daugialąsčių organizmų, tik kartais jie sudaro kažką panašaus į kolonijas. Prokariotai turi ne tik ląstelės branduolį, bet ir visus membraninius organelius (mitochondrijas, chloroplastus, EPS, Golgi kompleksą, centrioles ir kt.).
Prokariotams priskiriamos bakterijos, melsvadumbliai (cianobakterijos), archėjos ir kt. Prokariotai buvo pirmieji gyvi organizmai Žemėje.
Membraninių struktūrų funkcijas atlieka ląstelės membranos ataugos (invaginacijos) į citoplazmą. Jie būna vamzdinių, lamelinių ir kitų formų. Nemažai jų vadinami mezosomomis. Ant tokių įvairių darinių išsidėstę ir taip atlieka savo funkcijas fotosintetiniai pigmentai, kvėpavimo ir kiti fermentai.
Prokariotuose centrinėje ląstelės dalyje yra tik viena didelė chromosoma ( nukleoidas), kuris turi žiedinę struktūrą. Jame yra DNR. Vietoj baltymų, suteikiančių chromosomai tokią formą kaip eukariotuose, yra RNR. Chromosoma nuo citoplazmos nėra atskirta membranine membrana, todėl sakoma, kad prokariotai yra organizmai be branduolių. Tačiau vienoje vietoje chromosoma yra prijungta prie ląstelės membranos.
Be nukleoido, prokariotinių ląstelių struktūroje yra plazmidžių (mažų chromosomų, taip pat turinčių žiedinę struktūrą).
Skirtingai nuo eukariotų, prokariotų citoplazma yra nejudri.
Prokariotai turi ribosomas, tačiau jos yra mažesnės nei eukariotų ribosomos.
Prokariotinės ląstelės išsiskiria sudėtinga jų membranų struktūra. Be citoplazminės membranos (plazmalemos), jie turi ląstelės sienelę, taip pat kapsulę ir kitus darinius, priklausomai nuo prokariotinio organizmo tipo. Ląstelės sienelė atlieka atraminę funkciją ir neleidžia prasiskverbti kenksmingoms medžiagoms. Bakterijų ląstelės sienelėje yra mureino (glikopeptido).
Prokariotų paviršiuje dažnai būna žvynelių (viena ar daug) ir įvairių gaurelių.
Žvynelių pagalba ląstelės juda skystoje aplinkoje. Gūželiai atlieka įvairias funkcijas (suteikia nešlapimo, prisirišimo, transportavimo medžiagas, dalyvauja lytiniame procese, formuoja konjugacijos tiltelį).
Prokariotinės ląstelės dalijasi dvejetainiu dalijimusi. Jie neturi mitozės ar mejozės. Prieš dalijantis, nukleoidas padvigubėja.
Prokariotai dažnai formuoja sporas, kurios yra būdas išgyventi nepalankiomis sąlygomis. Daugelio bakterijų sporos išlieka gyvybingos aukštoje ir itin žemoje temperatūroje. Susidarius sporai, prokariotinė ląstelė pasidengia stora, tankia membrana. Ji vidinė struktūrašiek tiek keičiasi.
Eukariotinės ląstelės sandara
Eukariotinės ląstelės sienelę, skirtingai nei prokariotų ląstelės sienelę, daugiausia sudaro polisacharidai. Grybuose pagrindinis yra azoto turintis polisacharidas chitinas. Mielėse 60-70% polisacharidų yra gliukanas ir mananas, kurie yra susiję su baltymais ir lipidais. Eukariotų ląstelės sienelės funkcijos yra tokios pačios kaip ir prokariotų.
Citoplazminė membrana (CPM) taip pat turi trijų sluoksnių struktūrą. Membranos paviršiuje yra iškilimų, panašių į prokariotų mezosomas. CPM reguliuoja ląstelių metabolinius procesus.
Eukariotuose CPM gali sugauti didelius lašelius, kuriuose yra angliavandenių, lipidų ir baltymų iš aplinkos. Šis reiškinys vadinamas pinocitoze. Eukariotinės ląstelės CPM taip pat gali užfiksuoti kietąsias daleles iš aplinkos (fagocitozės reiškinys). Be to, CPM yra atsakingas už medžiagų apykaitos produktų išmetimą į aplinką.
Ryžiai. 2.2 Eukariotinės ląstelės sandaros schema:
1 ląstelės sienelė; 2 citoplazminė membrana;
3 citoplazma; 4 šerdys; 5 endoplazminis tinklas;
6 mitochondrijos; 7 Golgi kompleksas; 8 ribosomos;
9 lizosomos; 10 vakuolių
Branduolys yra atskirtas nuo citoplazmos dviem membranomis su poromis. Jaunų ląstelių poros yra atviros, jos yra skirtos ribosomų pirmtakų migracijai ir RNR pernešimui iš branduolio į citoplazmą. Nukleoplazmos branduolyje yra chromosomos, susidedančios iš dviejų siūlų pavidalo DNR grandinės molekulių, sujungtų su baltymais. Branduolys taip pat turi branduolį, kuriame gausu pasiuntinio RNR ir yra susijęs su specifine chromosoma – branduolio organizatoriumi.
Pagrindinė branduolio funkcija – dalyvauti ląstelių reprodukcijoje. Tai yra paveldimos informacijos nešėjas.
Eukariotų ląstelėje branduolys yra svarbiausias, bet ne vienintelis paveldimos informacijos nešėjas. Dalis šios informacijos yra mitochondrijų ir chloroplastų DNR.
Mitochondrijų membranos struktūra, kurią sudaro dvi išorinės ir vidinės membranos, labai sulankstytos. Redokso fermentai susitelkę ant vidinės membranos. Pagrindinė mitochondrijų funkcija yra aprūpinti ląstelę energija (ATP susidarymas). Mitochondrijos yra savaime besidauginanti sistema, nes jos turi savo chromosomą, žiedinę DNR ir kitus komponentus, kurie yra normalios prokariotinės ląstelės dalis.
Endoplazminio tinklo (ER) membranos struktūra, susidedanti iš kanalėlių, prasiskverbiančių per visą ląstelės vidinį paviršių. Jis gali būti lygus arba grubus. Šiurkščiojo ES paviršiuje yra ribosomos, didesnės nei prokariotų ribosomos. ES membranose taip pat yra fermentų, kurie sintetina lipidus, angliavandenius ir atsakingus už medžiagų transportavimą ląstelėje.
Golgi kompleksiniai suplotų membraninių pūslelių cisternų paketai, kuriuose vyksta baltymų pakavimas ir transportavimas ląstelėje. Hidrolizinių fermentų sintezė taip pat vyksta Golgi komplekse (lizosomų susidarymo vietoje).
Hidroliziniai fermentai koncentruojasi lizosomose. Čia vyksta biopolimerų (baltymų, riebalų, angliavandenių) skilimas.
Vakuolės nuo citoplazmos atskiriamos membranomis. Atsarginėse vakuolėse yra rezervinės ląstelės maistinės medžiagos, o atliekų vakuolėse – nereikalingi medžiagų apykaitos produktai ir toksinės medžiagos.
Akivaizdžiausias Skirtumas tarp prokariotų ir eukariotų yra tas, kad pastarieji turi branduolį, kuris atsispindi šių grupių pavadinimuose: „karyo“ iš senovės graikų kalbos išverstas kaip šerdis, „pro“ - anksčiau, „eu“ - geras. Vadinasi, prokariotai yra ikibranduoliniai organizmai, eukariotai – branduoliniai.
Tačiau tai toli gražu ne vienintelis ir galbūt ne pagrindinis skirtumas tarp prokariotinių organizmų ir eukariotų. Prokariotinės ląstelės iš viso neturi membraninių organelių.(su retomis išimtimis) - mitochondrijos, chloroplastai, Golgi kompleksas, endoplazminis tinklas, lizosomos.
Jų funkcijas atlieka ląstelės membranos ataugos (invaginacijos), ant kurių išsidėstę įvairūs pigmentai ir fermentai, užtikrinantys gyvybinius procesus.
Prokariotai neturi eukariotams būdingų chromosomų. Pagrindinė jų genetinė medžiaga yra nukleoidas, dažniausiai žiedo formos. Eukariotinėse ląstelėse chromosomos yra DNR ir histono baltymų kompleksai (vaidina svarbų vaidmenį DNR pakuotėje). Šie cheminiai kompleksai vadinami chromatinu. Prokariotų nukleoidas neturi histonų, o su juo susijusios RNR molekulės suteikia jam formą.
Eukariotų chromosomos randamos branduolyje. Prokariotuose nukleoidas yra citoplazmoje ir dažniausiai vienoje vietoje yra pritvirtintas prie ląstelės membranos.
Be nukleoido, prokariotinės ląstelės turi skirtingą skaičių plazmidžių - nukleoidų, kurie yra žymiai mažesni už pagrindinį.
Genų skaičius prokariotų nukleoide yra eilės tvarka mažesnis nei chromosomose. Eukariotai turi daug genų, kurie atlieka reguliavimo funkciją kitų genų atžvilgiu. Tai leidžia daugialąsčio organizmo eukariotinėms ląstelėms, turinčioms tą pačią genetinę informaciją, specializuotis; keisdami medžiagų apykaitą, lanksčiau reaguokite į išorinės ir vidinės aplinkos pokyčius. Skiriasi ir genų struktūra. Prokariotuose genai DNR yra suskirstyti į grupes, vadinamas operonais. Kiekvienas operonas transkribuojamas kaip vienas vienetas.
Taip pat yra skirtumų tarp prokariotų ir eukariotų transkripcijos ir vertimo procesuose. Svarbiausia, kad prokariotinėse ląstelėse šie procesai gali vykti vienu metu vienoje RNR molekulėje: kol ji dar sintezuojama ant DNR, ribosomos jau „sėdi“ jos baigtame gale ir sintetina baltymą. Eukariotinėse ląstelėse iRNR po transkripcijos vyksta taip vadinamas brendimas. Ir tik po to ant jo gali būti sintetinamas baltymas.
Prokariotų ribosomos yra mažesnės (sedimentacijos koeficientas 70S) nei eukariotų (80S). Baltymų ir RNR molekulių skaičius ribosomų subvienetuose skiriasi. Reikėtų pažymėti, kad mitochondrijų ir chloroplastų ribosomos (taip pat ir genetinė medžiaga) yra panašios į prokariotus, o tai gali rodyti jų kilmę iš senovės prokariotinių organizmų, atsidūrusių šeimininko ląstelės viduje.
Prokariotai paprastai išsiskiria sudėtingesne jų apvalkalo struktūra. Be citoplazminės membranos ir ląstelės sienelės, jie taip pat turi kapsulę ir kitas struktūras, priklausomai nuo prokariotinio organizmo tipo. Ląstelės sienelė atlieka atraminę funkciją ir neleidžia prasiskverbti kenksmingoms medžiagoms. Bakterijų ląstelės sienelėje yra mureino (glikopeptido). Tarp eukariotų augalai turi ląstelės sienelę (pagrindinis jos komponentas yra celiuliozė), o grybai – chitino.
Prokariotinės ląstelės dalijasi dvejetainiu dalijimusi. Jie turi nėra sudėtingų ląstelių dalijimosi procesų (mitozė ir mejozė), būdingas eukariotams. Nors prieš dalijimąsi nukleoidas padvigubėja, kaip ir chromatinas chromosomose. IN gyvenimo ciklas Eukariotuose vyksta diploidinių ir haploidinių fazių kaita. Šiuo atveju dažniausiai vyrauja diploidinė fazė. Skirtingai nei jie, prokariotai to neturi.
Eukariotinės ląstelės skiriasi dydžiu, tačiau bet kuriuo atveju jos yra žymiai didesnės nei prokariotinės ląstelės (dešimtis kartų).
Maisto medžiagos į prokariotines ląsteles patenka tik osmoso būdu. Be to, eukariotinėse ląstelėse taip pat gali būti stebima fago- ir pinocitozė (maisto ir skysčio „užfiksavimas“ naudojant citoplazminę membraną).
Apskritai, skirtumas tarp prokariotų ir eukariotų yra aiškiai sudėtingesnė pastarųjų struktūra. Manoma, kad prokariotinės ląstelės atsirado abiogenezės (ilgalaikės cheminės evoliucijos sąlygomis). pradžios Žemė). Eukariotai vėliau atsirado iš prokariotų, per jų susivienijimą (simbiotinės ir chimerinės hipotezės) arba atskirų atstovų evoliuciją (invaginacijos hipotezė). Eukariotinių ląstelių sudėtingumas leido joms organizuoti daugialąstį organizmą ir evoliucijos procese užtikrinti visą pagrindinę gyvybės įvairovę Žemėje.
Prokariotų ir eukariotų skirtumų lentelė
| Nr | Valgyk |
| Nr. Jų funkcijas atlieka ląstelės membranos invaginacijos, ant kurių yra pigmentai ir fermentai. | Mitochondrijos, plastidai, lizosomos, ER, Golgi kompleksas |
| Sudėtingesnės, yra įvairių kapsulių. Ląstelės sienelė pagaminta iš mureino. | Pagrindinis ląstelės sienelės komponentas yra celiuliozė (augaluose) arba chitinas (grybuose). Gyvūnų ląstelės neturi ląstelės sienelės. |
| Žymiai mažiau. Jį vaizduoja nukleoidas ir plazmidės, kurios turi žiedo formą ir yra citoplazmoje. | Paveldimos informacijos kiekis yra reikšmingas. Chromosomos (sudarytos iš DNR ir baltymų). Būdinga diplomidija. |
| Dvejetainių ląstelių dalijimasis. | Yra mitozė ir mejozė. |
| Nebūdinga prokariotams. | Jie atstovaujami tiek vienaląsčių, tiek daugialąsčių formų. |
| Mažesnis | Didesnis |
| Įvairūs (heterotrofiniai, fotosintetiniai ir chemosintetiniai Skirtingi keliai autotrofai; anaerobinis ir aerobinis kvėpavimas). | Autotrofija atsiranda tik augaluose dėl fotosintezės. Beveik visi eukariotai yra aerobai. |
| Iš negyvosios gamtos cheminės ir prebiologinės evoliucijos procese. | Iš prokariotų jų biologinės evoliucijos procese. |
Eukariotinės ląstelės
Sudėtingiausia organizacija yra būdinga gyvūnų ir augalų eukariotų ląstelėms. Gyvūnų ir augalų ląstelių struktūrai būdingas esminis panašumas, tačiau jų forma, dydis ir svoris yra itin įvairūs ir priklauso nuo to, ar organizmas yra vienaląstis, ar daugialąstis. Pavyzdžiui, diatomės, euglenos, mielės, miksomicetai ir pirmuonys yra vienaląsčiai eukariotai, o didžioji dauguma kitų rūšių organizmų yra daugialąsčiai eukariotai, kurių ląstelių skaičius svyruoja nuo kelių (pavyzdžiui, kai kuriuose helmintuose) iki milijardų (žinduoliams). vienam organizmui. Žmogaus kūnas susideda iš apie 10 skirtingų ląstelių, kurios viena nuo kitos skiriasi savo atliekamomis funkcijomis.
Žmonių atveju yra daugiau nei 200 skirtingų ląstelių tipų. Daugiausiai žmogaus kūno ląstelių yra epitelio ląstelės, tarp kurių yra keratinizuojančios ląstelės (plaukai ir nagai), absorbcijos ir barjerines funkcijas atliekančios ląstelės (virškinimo trakte, urogenitaliniame trakte, ragenoje, makštyje ir kitose organų sistemose), gleivinės ląstelės. Vidaus organai ir ertmės (pneumocitai, serozinės ląstelės ir daugelis kitų). Yra ląstelių, kurios užtikrina medžiagų apykaitą ir atsarginių medžiagų (hepatocitų, riebalų ląstelės). Didelė grupė susideda iš epitelio ir jungiamojo audinio ląstelių, kurios išskiria ekstraląstelinę matricą (amiloblastus, fibroblastus, osteoblastus ir kt.) ir hormonus, taip pat susitraukiančias ląsteles (skeleto ir širdies raumenis, rainelę ir kitas struktūras), kraujo kūnelius ir Imuninė sistema(eritrocitai, neutrofilai, eozinofilai, bazofilai, T-limfocitai ir kt.). Taip pat yra ląstelių, kurios veikia kaip jutimo keitikliai (fotoreceptoriai, lytėjimo, klausos, uoslės, skonio ir kiti receptoriai). Nemažą skaičių ląstelių sudaro centrinės nervų ląstelės ir glijos ląstelės nervų sistema. Taip pat yra specializuotos akies lęšiuko ląstelės, pigmentinės ląstelės ir mitybos ląstelės, toliau vadinamos židinio ląstelėmis. Taip pat žinoma daug kitų žmogaus ląstelių tipų.
Gamtoje nėra tipinės ląstelės, nes jos visos pasižymi itin didele įvairove. Nepaisant to, visos eukariotinės ląstelės labai skiriasi nuo prokariotinių ląstelių daugybe savybių ir, svarbiausia, tūrio, formos ir dydžio. Daugumos eukariotų ląstelių tūris viršija prokariotų tūrį 1000–10 000 kartų. Šis prokariotinių ląstelių tūris yra susijęs su įvairių jose esančių organelių, atliekančių įvairias ląstelių funkcijas, kiekiu. Eukariotinės ląstelės taip pat pasižymi dideliu genetinės medžiagos kiekiu, daugiausia susitelkusios santykinai dideli kiekiai chromosomos, o tai suteikia jiems didesnes diferenciacijos ir specializacijos galimybes.
Ne mažiau svarbi eukariotinių ląstelių ypatybė yra ta, kad joms būdingas suskaidymas, kurį užtikrina vidinių membranų sistemų buvimas. Dėl to daugelis fermentų yra lokalizuoti tam tikruose skyriuose. Pavyzdžiui, beveik visi fermentai, katalizuojantys baltymų sintezę gyvūnų ląstelėse, yra lokalizuoti ribosomose, o fermentai, katalizuojantys fosfolipidų sintezę, daugiausia susitelkę ląstelės citoplazminėje membranoje. Skirtingai nuo prokariotinių ląstelių, eukariotinės ląstelės turi branduolį.
Eukariotinės ląstelės, palyginti su prokariotinėmis ląstelėmis, turi sudėtingesnę medžiagų iš aplinkos suvokimo sistemą, be kurios jų gyvenimas neįmanomas. Yra ir kitų skirtumų tarp eukariotinių ir prokariotinių ląstelių.
Ląstelių forma gali būti labai įvairi ir dažnai priklauso nuo jų atliekamų funkcijų. Pavyzdžiui, daugelis pirmuonių yra ovalo formos, o raudonieji kraujo kūneliai yra ovalūs diskai ir raumenų ląstelėsžinduoliai yra pailgi. Eukariotinių ląstelių matmenys yra mikroskopiniai (3 lentelė).
Kai kurioms ląstelių rūšims būdingi dideli dydžiai. Pavyzdžiui, matmenys nervų ląstelės didelių gyvūnų jie siekia kelių metrų ilgį, o žmonėms - iki 1 metro. Atskirų augalų audinių ląstelės siekia kelis milimetrus.
Manoma, kad kuo didesnis rūšies organizmas, tuo didesnės jos ląstelės. Tačiau giminingoms gyvūnų rūšims, kurios skiriasi dydžiu, taip pat būdingos panašaus dydžio ląstelės. Pavyzdžiui, visi žinduoliai turi panašaus dydžio raudonųjų kraujo kūnelių.
Ląstelės skiriasi ir mase. Pavyzdžiui, viena žmogaus kepenų ląstelė (hepatocitas) sveria 19-9 g.
Žmogaus somatinė ląstelė (tipiška eukariotinė ląstelė) yra darinys, susidedantis iš daugelio konstrukciniai komponentai mikroskopiniai ir submikroskopiniai dydžiai (46 pav.).
Naudojimas elektroninė mikroskopija ir kiti metodai leido nustatyti didžiulę įvairovę tiek apvalkalo, tiek citoplazmos, tiek branduolio struktūroje. Visų pirma, buvo nustatytas tarpląstelinių struktūrų struktūros membraninis principas, kuriuo remiantis išskiriama nemažai ląstelės struktūrinių komponentų, būtent.
