Bakit kailangan ang cytoplasm sa isang selula ng halaman? Cytoplasm: komposisyon ng kemikal, istraktura at pangunahing pag-andar. cytoplasm. Ang komposisyon at pag-andar nito
2. Ang istraktura ng cytoplasm, nito komposisyong kemikal, ibig sabihin. Ang istraktura at pag-andar ng mga lamad.
Cytoplasm (protoplasm) bilang ang mga buhay na nilalaman ng cell ay kilala na sa XII siglo. Ang terminong protoplasm ay unang iminungkahi ng Czech scientist na si Purkinje (1839).
Mayroong tatlong mga layer ng cytoplasm: plasmalemma, hyaloplasm, tonoplast.
plasmalemma - elementarya lamad, ang panlabas na layer ng cytoplasm, katabi ng shell. Ang kapal nito ay halos 80A (A - angstrom, 10-10 m). Binubuo ng phospholipids, protina, lipoproteins, carbohydrates, inorganic ions, tubig. Maaari itong magkaroon ng lamellar (layered) at micellar (droplet) na istruktura. Kadalasan ito ay binubuo ng 3 mga layer: isang bimolecular layer ng phospholipids (35A), ang mga ito ay nagkakahalaga ng 40%, ang ibabaw ay natatakpan sa magkabilang panig na may isang hindi tuluy-tuloy na layer ng mga istrukturang protina (20 at 25A). Sa ilang mga lugar sa junction ng lamellar at micellar na mga istraktura o sa pagitan ng dalawang micelles, ang panlabas at panloob na mga layer ng mga istrukturang protina ay maaaring pagsamahin, na bumubuo ng hydrophilic protein pores, 7-10A, kung saan ang mga sangkap sa dissolved state ay pumasa.
Ang mga molekula ng protina na walang aktibidad na enzymatic ay naka-embed sa membrane matrix - tiyak na mga selective ionic conduction channel (potassium, sodium, atbp.). Sa wakas, ang lamad ay maaaring maglaman ng mga protina - mga enzyme na tinitiyak ang pagpasok ng mga macromolecular substance sa cell. Ang lahat ng mga pormasyon na ito - biochemical pores - ay nagbibigay ng pangunahing pag-aari ng mga lamad - semi-permeability.
Ang plasmalemma ay may maraming fold, depressions, protrusions, na nagpapataas ng ibabaw nito ng maraming beses.
Bilang isang lamad, ang plasmalemma ay gumaganap ng mahalaga at kumplikadong mga tungkulin: 1. Kinokontrol ang paggamit at paglabas ng mga sangkap ng selula; 2. Nagko-convert, nag-iimbak at kumukonsumo ng enerhiya; 3. Kumakatawan sa isang kemikal na converter, pinabilis ang pagbabago ng mga sangkap; 4. Tumatanggap at nagko-convert ng liwanag, mekanikal at kemikal na mga signal mula sa labas ng mundo.
Kaya, kinokontrol ng plasmalemma ang pagkamatagusin ng cell, ang mga proseso ng pagsipsip, pagbabagong-anyo, pagtatago at paglabas ng mga sangkap.
Tonoplast - panloob na lamad na naghihiwalay sa cell sap mula sa cytoplasm
Hyaloplasm. Kinakatawan ang batayan ng cellular na organisasyon, ay isang pagpapahayag ng kakanyahan nito bilang isang buhay na bagay. Mula sa isang physicochemical point of view, ito ay isang kumplikadong heterogenous colloidal system, kung saan ang mga high-molecular compound ay dispersed sa isang aqueous medium. Sa karaniwan, ang cytoplasm ay naglalaman ng 70-80% na tubig, 12% na protina, 1.5-2% na nucleic acid, mga 5% na taba, 4-6% na carbohydrates at 0.5-2% na hindi. organikong bagay. Maaari itong nasa dalawang estado: sol at gel. Si Sol- estado ng likido, may lagkit, gel- solid state, may elasticity, extensibility. May kakayahang baligtarin ang "sol-gel transition" sa ilalim ng impluwensya ng temperatura, konsentrasyon ng mga hydrogen ions, pagdaragdag ng electrolyte, mekanikal na epekto.
Cytoplasm ay nasa pare-pareho paggalaw, na sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay napakabagal at halos hindi mahahalata. Ang pagtaas ng temperatura, isang ilaw o chemical stimulus ay nagpapabilis sa paggalaw ng cytoplasm at ginagawa itong nakikita sa isang light microscope. Ang mga chloroplast, na dinadala ng agos ng malapot na cytoplasm, ay tumutulong upang makita ang paggalaw na ito. Ang paggalaw ng cytoplasm ay may dalawang uri: pabilog (rotational) at striated (circulating). Kung ang cell cavity ay inookupahan ng isang malaking vacuole, kung gayon ang cytoplasm ay gumagalaw lamang sa mga dingding. Ito ay isang circular motion. Ito ay makikita sa mga selula ng dahon ng Vallisneria, Elodea. Kung mayroong maraming mga vacuole sa cell, kung gayon ang mga hibla ng cytoplasm, na tumatawid sa cell, ay konektado sa gitna, kung saan matatagpuan ang nucleus. Sa mga hibla na ito mayroong isang striated na paggalaw ng cytoplasm. Ang striated na paggalaw ng cytoplasm ay maaaring maobserbahan sa mga selula ng mga nakatutusok na buhok ng kulitis, sa mga selula ng mga buhok ng mga batang shoots ng kalabasa.
Ang mga katangian ng hyaloplasm ay nauugnay din sa mga supramolecular na istruktura ng isang likas na protina. Ito ay mga microtubule at microfilament.
microtubule- guwang na maliliit na pormasyon na may pader na protina na siksik ng elektron. Nakikilahok sila sa pagpapadaloy ng mga sangkap sa pamamagitan ng cytoplasm, sa paggalaw ng mga chromosome at pagbuo ng mga mitotic spindle thread.
Mga microfilament binubuo ng helically arranged protein subunits na bumubuo ng mga fibers o isang three-dimensional na network, naglalaman ng contractile proteins at nagtataguyod ng paggalaw ng hyaloplasm at organelles na nakakabit sa kanila.
Hyaloplasm bilang isang kumplikadong heterogenous colloidal system ng macromolecules at supramolecular structures, ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng insolubility sa tubig, lagkit, elasticity, ang kakayahang baligtarin ang mga pagbabago, obstruction sa pamamagitan ng mga pores ng natural na lamad, malalaking interface, malakas na light refraction, at isang napakababang pagsasabog. rate.
Mga organel ng hyaloplasm . Tulad ng nabanggit kanina, sa hyaloplasm mayroong malaking bilang ng supramolecular formations, na maraming organelles.
Mga function ng biomembranes
1) hadlang - nagbibigay ng regulated, selective, passive at active metabolism sa kapaligiran. Halimbawa, pinoprotektahan ng peroxisome membrane ang cytoplasm mula sa mga peroxide na mapanganib para sa cell. Nangangahulugan ang selective permeability na ang permeability ng isang lamad sa iba't ibang atoms o molecule ay depende sa kanilang laki, electrical charge, at mga kemikal na katangian. Tinitiyak ng selective permeability ang paghihiwalay ng cell at cellular compartments mula sa kapaligiran at bigyan sila ng mga kinakailangang sangkap.
2) transportasyon - sa pamamagitan ng lamad, ang mga sangkap ay dinadala sa cell at palabas ng cell. Ang transportasyon sa pamamagitan ng mga lamad ay nagbibigay ng: paghahatid ng mga sustansya, pag-alis ng mga huling produkto ng metabolismo, pagtatago ng iba't ibang mga sangkap, paglikha ng mga ionic gradient, pagpapanatili ng naaangkop na pH at konsentrasyon ng ionic sa cell, na kinakailangan para sa pagpapatakbo ng mga cellular enzymes. sa ilang kadahilanan ay hindi makatawid sa phospholipid bilayer (halimbawa, dahil sa mga katangian ng hydrophilic, dahil ang lamad ay hydrophobic sa loob at hindi pinapayagan ang mga hydrophilic na sangkap na dumaan, o dahil sa malaking sukat nito), ngunit kinakailangan para sa cell, maaari silang tumagos sa lamad sa pamamagitan ng mga espesyal na protina ng carrier (transporter) at channel protein o sa pamamagitan ng endocytosis. Ang isang variant ng mekanismong ito ay pinadali ang pagsasabog, kung saan ang isang tiyak na molekula ay tumutulong sa isang sangkap na dumaan sa lamad. Maaaring may channel ang molekula na ito na nagpapahintulot lamang sa isang uri ng substance na dumaan. Ang aktibong transportasyon ay nangangailangan ng enerhiya, dahil ito ay nangyayari laban sa gradient ng konsentrasyon. May mga espesyal na pump protein sa lamad, kabilang ang ATPase, na aktibong nagbobomba ng potassium ions (K+) sa cell at nagbobomba ng sodium ions (Na+) palabas dito.
3) matrix - nagbibigay ng isang tiyak na kamag-anak na posisyon at oryentasyon ng mga protina ng lamad, ang kanilang pinakamainam na pakikipag-ugnayan;
4) mekanikal - tinitiyak ang awtonomiya ng cell, ang mga intracellular na istruktura nito, pati na rin ang koneksyon sa iba pang mga cell (sa mga tisyu). gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagbibigay ng mekanikal na function. mga pader ng cell, at sa mga hayop - intercellular substance.
5) enerhiya - sa panahon ng photosynthesis sa chloroplasts at cellular respiration sa mitochondria, ang mga sistema ng paglipat ng enerhiya ay nagpapatakbo sa kanilang mga lamad, kung saan ang mga protina ay nakikilahok din;
6) receptor - ilang mga protina na matatagpuan sa lamad ay mga receptor (mga molekula kung saan nakikita ng cell ang ilang partikular na signal). Ang mga neurotransmitter (mga kemikal na nagsasagawa ng mga nerve impulses) ay nagbubuklod din sa mga partikular na protina ng receptor sa mga target na selula.
7) enzymatic - ang mga protina ng lamad ay kadalasang mga enzyme. Halimbawa, ang mga lamad ng plasma ng mga selulang epithelial ng bituka ay naglalaman ng mga digestive enzymes.
8) ang pagpapatupad ng henerasyon at pagpapadaloy ng mga biopotential.
Sa tulong ng lamad, ang isang pare-parehong konsentrasyon ng mga ion ay pinananatili sa cell: ang konsentrasyon ng K + ion sa loob ng cell ay mas mataas kaysa sa labas, at ang konsentrasyon ng Na + ay mas mababa, na napakahalaga, dahil pinapanatili nito ang potensyal na pagkakaiba sa buong lamad at bumubuo ng isang nerve impulse.
9) cell marking - may mga antigens sa lamad na nagsisilbing marker - "mga label" na nagpapahintulot sa iyo na makilala ang cell. Ito ay mga glycoprotein (iyon ay, mga protina na may mga branched oligosaccharide side chain na nakakabit sa kanila) na gumaganap ng papel na "mga antena". Dahil sa napakaraming mga configuration ng side chain, posibleng gumawa ng partikular na marker para sa bawat uri ng cell. Sa tulong ng mga marker, maaaring makilala ng mga cell ang iba pang mga cell at kumilos kasabay ng mga ito, halimbawa, kapag bumubuo ng mga organo at tisyu. Pinapayagan din nito ang immune system na makilala ang mga dayuhang antigens.
Cell- ang elementarya na yunit ng isang buhay na sistema. Ang iba't ibang mga istraktura ng isang buhay na cell, na responsable para sa pagganap ng isang partikular na function, ay tinatawag na mga organelles, tulad ng mga organo ng buong organismo. Ang mga partikular na function sa cell ay ipinamamahagi sa mga organelles, mga intracellular na istruktura na may isang tiyak na hugis, tulad ng cell nucleus, mitochondria, atbp.
Mga istruktura ng cell:
Cytoplasm. Ang ipinag-uutos na bahagi ng cell, na nakapaloob sa pagitan ng plasma membrane at ng nucleus. Cytosol- malapot solusyon sa tubig iba't ibang mga asing-gamot at mga organikong sangkap, na natatakpan ng isang sistema ng mga filament ng protina - mga cytoskeleton. Karamihan sa mga kemikal at pisyolohikal na proseso ng cell ay nagaganap sa cytoplasm. Istraktura: Cytosol, cytoskeleton. Mga Pag-andar: kabilang ang iba't ibang organelles, ang panloob na kapaligiran ng cell
lamad ng plasma. Ang bawat selula ng mga hayop, halaman, ay limitado mula sa kapaligiran o iba pang mga selula ng lamad ng plasma. Ang kapal ng lamad na ito ay napakaliit (mga 10 nm) na ito ay makikita lamang gamit ang isang electron microscope.
Mga lipid bumubuo ng isang dobleng layer sa lamad, at ang mga protina ay tumagos sa buong kapal nito, ay inilulubog sa iba't ibang kalaliman sa lipid layer o matatagpuan sa panlabas at loobang bahagi mga lamad. Ang istraktura ng mga lamad ng lahat ng iba pang mga organel ay katulad ng lamad ng plasma. Istraktura: isang dobleng layer ng lipid, protina, carbohydrates. Mga Pag-andar: paghihigpit, pagpapanatili ng hugis ng cell, proteksyon laban sa pinsala, regulator ng paggamit at pag-alis ng mga sangkap.
Mga lysosome. Ang mga lysosome ay mga may lamad na organel. Mayroon Hugis biluhaba at diameter na 0.5 µm. Naglalaman ang mga ito ng isang hanay ng mga enzyme na sumisira sa organikong bagay. Ang lamad ng lysosomes ay napakalakas at pinipigilan ang pagtagos ng sarili nitong mga enzyme sa cytoplasm ng cell, ngunit kung ang lysosome ay nasira ng anumang panlabas na impluwensya, pagkatapos ay masisira ang buong cell o bahagi nito.
Ang mga lysosome ay matatagpuan sa lahat ng mga selula ng halaman, hayop at fungi.
Isinasagawa ang panunaw ng iba't ibang mga organikong particle, ang mga lysosome ay nagbibigay ng karagdagang "mga hilaw na materyales" para sa mga proseso ng kemikal at enerhiya sa cell. Sa panahon ng gutom, ang mga lysosome na selula ay natutunaw ang ilang mga organel nang hindi pinapatay ang selula. Ang bahagyang pantunaw na ito ay nagbibigay ng cell sa loob ng ilang panahon kinakailangang minimum sustansya. Minsan tinutunaw ng mga lysosome ang buong mga selula at mga grupo ng mga selula, na gumaganap ng mahalagang papel sa mga proseso ng pag-unlad sa mga hayop. Ang isang halimbawa ay ang pagkawala ng buntot sa panahon ng pagbabago ng isang tadpole sa isang palaka. Istraktura: hugis-itlog na mga vesicle, lamad sa labas, mga enzyme sa loob. Mga Pag-andar: pagkasira ng mga organikong sangkap, pagkasira ng mga patay na organel, pagkasira ng mga ginugol na selula.
Golgi complex. Ang mga produkto ng biosynthesis na pumapasok sa lumens ng mga cavity at tubules ng endoplasmic reticulum ay puro at dinadala sa Golgi apparatus. Ang organelle na ito ay 5–10 µm ang laki.
Istruktura: mga cavity na napapalibutan ng mga lamad (vesicles). Mga Pag-andar: akumulasyon, packaging, paglabas ng mga organikong sangkap, pagbuo ng mga lysosome
Endoplasmic reticulum. Ang endoplasmic reticulum ay isang sistema para sa synthesis at transportasyon ng mga organikong sangkap sa cytoplasm ng isang cell, na isang openwork na istraktura ng mga konektadong cavity.
Ang isang malaking bilang ng mga ribosome ay nakakabit sa mga lamad ng endoplasmic reticulum - ang pinakamaliit na mga organelle ng cell na mukhang isang globo na may diameter na 20 nm. at binubuo ng RNA at protina. Ang mga ribosome ay kung saan nagaganap ang synthesis ng protina. Pagkatapos ang mga bagong synthesize na protina ay pumasok sa sistema ng mga cavity at tubules, kung saan sila ay gumagalaw sa loob ng cell. Mga cavity, tubules, tubules mula sa mga lamad, sa ibabaw ng ribosome membranes. Mga Pag-andar: synthesis ng mga organikong sangkap sa tulong ng mga ribosom, transportasyon ng mga sangkap.
Mga ribosom. Ang mga ribosome ay nakakabit sa mga lamad ng endoplasmic reticulum o malayang matatagpuan sa cytoplasm, sila ay nakaayos sa mga grupo, at ang mga protina ay na-synthesize sa kanila. Komposisyon ng protina, ribosomal RNA Functions: nagbibigay ng biosynthesis ng protina (pagpupulong ng isang molekula ng protina mula sa).
Mitokondria. Ang mitochondria ay mga organelle ng enerhiya. Ang hugis ng mitochondria ay naiiba, maaari silang maging ang natitira, hugis ng baras, filamentous na may average na diameter ng 1 micron. at 7 µm ang haba. Ang bilang ng mitochondria ay nakasalalay sa functional na aktibidad ng cell at maaaring umabot sa libu-libo sa mga lumilipad na kalamnan ng mga insekto. Ang Mitochondria ay panlabas na hangganan ng isang panlabas na lamad, sa ilalim nito ay isang panloob na lamad na bumubuo ng maraming mga outgrowth - cristae.
Sa loob ng mitochondria ay RNA, DNA at ribosomes. Ang mga partikular na enzyme ay itinayo sa mga lamad nito, sa tulong kung saan ang enerhiya ng mga sangkap ng pagkain ay na-convert sa enerhiya ng ATP sa mitochondria, na kinakailangan para sa buhay ng cell at ng organismo sa kabuuan.
Membrane, matrix, outgrowths - cristae. Mga Pag-andar: synthesis ng isang molekula ng ATP, synthesis ng sarili nitong mga protina, nucleic acid, carbohydrates, lipids, pagbuo ng sarili nitong mga ribosome.
mga plastid. Lamang sa cell ng halaman: leukoplasts, chloroplasts, chromoplasts. Mga Pag-andar: akumulasyon ng mga reserbang organikong sangkap, pang-akit ng mga pollinating na insekto, synthesis ng ATP at carbohydrates. Ang mga chloroplast ay hugis ng isang disc o isang bola na may diameter na 4-6 microns. Na may dobleng lamad - panlabas at panloob. Sa loob ng chloroplast mayroong mga ribosome ng DNA at mga espesyal na istruktura ng lamad - grana, na konektado sa isa't isa at sa panloob na lamad ng chloroplast. Ang bawat chloroplast ay may humigit-kumulang 50 butil, na pasuray-suray para sa mas magandang pagkuha ng liwanag. Ang chlorophyll ay matatagpuan sa mga gran membrane, salamat sa kung saan ang enerhiya ng sikat ng araw ay na-convert sa kemikal na enerhiya ng ATP. Ang enerhiya ng ATP ay ginagamit sa mga chloroplast para sa synthesis ng mga organikong compound, pangunahin ang carbohydrates.
Mga Chromoplast. Ang mga pula at dilaw na pigment na matatagpuan sa mga chromoplast ay nagbibigay sa iba't ibang bahagi ng halaman ng kanilang pula at dilaw na kulay. karot, prutas ng kamatis.
Ang mga leukoplast ay ang lugar ng akumulasyon ng isang reserbang nutrient - starch. Mayroong maraming mga leukoplast lalo na sa mga selula ng mga tubers ng patatas. Sa liwanag, ang mga leukoplast ay maaaring maging mga chloroplast (bilang resulta kung saan ang mga selula ng patatas ay nagiging berde). Sa taglagas, ang mga chloroplast ay nagiging chromoplast at ang mga berdeng dahon at prutas ay nagiging dilaw at pula.
Cell Center. Binubuo ito ng dalawang cylinders, centrioles, na matatagpuan patayo sa bawat isa. Mga Pag-andar: suporta para sa mga spindle thread
Ang mga pagsasama ng cellular ay maaaring lumitaw sa cytoplasm o mawala sa panahon ng buhay ng cell.
Ang mga siksik na inklusyon sa anyo ng mga butil ay naglalaman ng mga ekstrang sustansya (starch, protina, asukal, taba) o mga produktong basura ng cell na hindi pa maalis. Ang lahat ng mga plastid ng mga selula ng halaman ay may kakayahang mag-synthesize at mag-ipon ng mga reserbang nutrients. Sa mga selula ng halaman, ang akumulasyon ng mga reserbang sustansya ay nangyayari sa mga vacuole.
Mga butil, butil, patak Mga Pag-andar: mga di-permanenteng pormasyon na nag-iimbak ng mga organikong bagay at enerhiya
Nucleus. Nuclear envelope ng dalawang lamad, nuclear juice, nucleolus. Mga Pag-andar: imbakan ng namamana na impormasyon sa cell at pagpaparami nito, RNA synthesis - impormasyon, transportasyon, ribosomal. Ang mga spores ay matatagpuan sa nuclear membrane, kung saan ang isang aktibong pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng nucleus at cytoplasm ay isinasagawa. Nakaimbak sa nucleus namamana na impormasyon hindi lamang tungkol sa lahat ng mga tampok at katangian ng isang naibigay na cell, tungkol sa mga proseso na dapat magpatuloy dito (halimbawa, synthesis ng protina), kundi pati na rin tungkol sa mga palatandaan ng organismo sa kabuuan. Ang impormasyon ay naitala sa mga molekula ng DNA, na siyang pangunahing bahagi ng mga kromosom. Ang nucleus ay naglalaman ng isang nucleolus. Ang nucleus, dahil sa pagkakaroon nito ng mga chromosome na naglalaman ng namamana na impormasyon, ay gumaganap ng mga function ng isang sentro na kumokontrol sa lahat ng mahahalagang aktibidad at pag-unlad ng cell.
Ang mga selula na bumubuo sa mga tisyu ng mga halaman at hayop ay malaki ang pagkakaiba-iba sa hugis, sukat at panloob na istraktura. Gayunpaman, lahat ng mga ito ay nagpapakita ng pagkakatulad sa mga pangunahing tampok ng mga proseso ng mahahalagang aktibidad, metabolismo, sa pagkamayamutin, paglago, pag-unlad, at kakayahang magbago.
Ang mga pagbabagong biyolohikal na nagaganap sa isang cell ay hindi mapaghihiwalay na nauugnay sa mga istruktura ng isang buhay na selula na responsable para sa pagganap ng isang solong o iba pang function. Ang ganitong mga istraktura ay tinatawag na organelles.
Ang mga cell ng lahat ng uri ay naglalaman ng tatlong pangunahing, hindi mapaghihiwalay na mga bahagi:
- ang mga istrukturang bumubuo sa ibabaw nito: ang panlabas na lamad ng selula, o ang lamad ng selula, o ang cytoplasmic membrane;
- cytoplasm na may isang buong complex ng mga pinasadyang mga istraktura - organelles (endoplasmic reticulum, ribosomes, mitochondria at plastids, Golgi complex at lysosomes, cell center), na kung saan ay patuloy na naroroon sa cell, at pansamantalang formations na tinatawag na inclusions;
- nucleus - pinaghihiwalay mula sa cytoplasm sa pamamagitan ng isang buhaghag na lamad at naglalaman ng nuclear juice, chromatin at nucleolus.
Istraktura ng cell
Ang surface apparatus ng cell (cytoplasmic membrane) ng mga halaman at hayop ay may ilang mga katangian.
Sa mga uniselular na organismo at leukocytes, tinitiyak ng panlabas na lamad ang pagtagos ng mga ion, tubig, at maliliit na molekula ng iba pang mga sangkap sa selula. Ang proseso ng pagtagos ng mga solidong particle sa cell ay tinatawag na phagocytosis, at ang pagpasok ng mga droplet ng mga likidong sangkap ay tinatawag na pinocytosis.
Kinokontrol ng panlabas na lamad ng plasma ang pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng cell at ng panlabas na kapaligiran.
Ang mga eukaryotic cell ay naglalaman ng mga organel na natatakpan ng dobleng lamad - mitochondria at plastids. Naglalaman ang mga ito ng kanilang sariling DNA at protina-synthesizing apparatus, multiply sa pamamagitan ng dibisyon, iyon ay, mayroon silang isang tiyak na awtonomiya sa cell. Bilang karagdagan sa ATP, ang isang maliit na halaga ng protina ay na-synthesize sa mitochondria. Ang mga plastid ay katangian ng mga selula ng halaman at dumarami sa pamamagitan ng paghahati.
Mga uri ng cell | Ang istraktura at pag-andar ng panlabas at panloob na mga layer ng lamad ng cell | ||
---|---|---|---|
panlabas na layer (komposisyon ng kemikal, mga pag-andar) |
panloob na layer - lamad ng plasma |
||
komposisyong kemikal | mga function | ||
mga selula ng halaman | Binubuo ng hibla. Ang layer na ito ay nagsisilbing balangkas ng cell at gumaganap ng isang proteksiyon na function. | Dalawang layer ng protina, sa pagitan nila - isang layer ng lipid | Nililimitahan ang panloob na kapaligiran ng cell mula sa panlabas at pinapanatili ang mga pagkakaibang ito |
mga selula ng hayop | Ang panlabas na layer (glycocalix) ay napaka manipis at nababanat. Binubuo ng polysaccharides at protina. Nagsasagawa ng proteksiyon na function. | masyadong | Ang mga espesyal na enzyme ng lamad ng plasma ay kinokontrol ang pagtagos ng maraming mga ion at molekula sa cell at ang kanilang paglabas sa panlabas na kapaligiran. |
Kabilang sa mga single-membrane organelles ang endoplasmic reticulum, ang Golgi complex, lysosomes, iba't ibang uri mga vacuole.
Pinahintulutan ng mga modernong paraan ng pananaliksik ang mga biologist na itatag na, ayon sa istraktura ng cell, ang lahat ng nabubuhay na nilalang ay dapat nahahati sa mga organismo na "non-nuclear" - prokaryotes at "nuclear" - eukaryotes.
Ang prokaryotic bacteria at blue-green algae, pati na rin ang mga virus, ay mayroon lamang isang chromosome, na kinakatawan ng isang molekula ng DNA (mas madalas na RNA) na direktang matatagpuan sa cytoplasm ng cell.
Mga pangunahing organo | Istruktura | Mga pag-andar |
---|---|---|
Cytoplasm | Panloob na semi-likido na daluyan ng pinong butil na istraktura. Naglalaman ng nucleus at organelles |
|
EPS - endoplasmic reticulum | Ang sistema ng mga lamad sa cytoplasm "na bumubuo ng mga channel at mas malalaking cavity, ang ER ay may 2 uri: butil-butil (magaspang), kung saan matatagpuan ang maraming ribosome, at makinis. |
|
Mga ribosom | Maliit na katawan na may diameter na 15-20 mm | Isagawa ang synthesis ng mga molekula ng protina, ang kanilang pagpupulong mula sa mga amino acid |
Mitokondria | Mayroon silang spherical, filiform, oval at iba pang mga hugis. May mga fold sa loob ng mitochondria (haba mula 0.2 hanggang 0.7 microns). Ang panlabas na takip ng mitochondria ay binubuo ng 2 lamad: ang panlabas ay makinis, at ang panloob ay bumubuo ng mga outgrowth-krus kung saan matatagpuan ang mga respiratory enzymes. |
|
Plastids - katangian lamang ng mga selula ng halaman, mayroong tatlong uri: | double membrane cell organelles | |
mga chloroplast | Mayroon kulay berde, hugis-itlog, limitado mula sa cytoplasm ng dalawang tatlong-layer na lamad. Sa loob ng chloroplast ay ang mga mukha kung saan ang lahat ng chlorophyll ay puro | Gamitin ang liwanag na enerhiya ng araw at lumikha ng mga organikong sangkap mula sa inorganic |
mga chromoplast | Dilaw, orange, pula o kayumanggi, nabuo bilang isang resulta ng akumulasyon ng karotina | Bigyan ng pula at dilaw na kulay ang iba't ibang bahagi ng halaman |
mga leucoplast | Walang kulay na mga plastid (matatagpuan sa mga ugat, tubers, bombilya) | Nag-iimbak sila ng mga ekstrang sustansya. |
Golgi complex | Maaari itong magkaroon ng ibang hugis at binubuo ng mga cavity na nalilimitahan ng mga lamad at tubule na umaabot mula sa kanila na may mga bula sa dulo |
|
Mga lysosome | Mga bilog na katawan na halos 1 µm ang lapad. Mayroon silang isang lamad (balat) sa ibabaw, sa loob kung saan mayroong isang kumplikadong mga enzyme | Magsagawa ng digestive function - tunawin ang mga particle ng pagkain at alisin ang mga patay na organelles |
Mga organel ng paggalaw ng cell |
|
|
Mga pagsasama ng cell | Ito ay mga di-permanenteng bahagi ng cell - carbohydrates, taba at protina. | Mga ekstrang nutrients na ginagamit sa buhay ng cell |
Cell Center | Binubuo ng dalawang maliliit na katawan - centrioles at centrosphere - isang siksik na lugar ng cytoplasm | May mahalagang papel sa paghahati ng cell |
Ang mga eukaryote ay may malaking kayamanan ng mga organel, may mga nuclei na naglalaman ng mga chromosome sa anyo ng mga nucleoproteins (isang complex ng DNA na may histone protein). Kabilang sa mga eukaryote ang karamihan sa mga modernong halaman at hayop, parehong unicellular at multicellular.
Mayroong dalawang antas ng cellular organization:
- prokaryotic - ang kanilang mga organismo ay napakasimpleng nakaayos - ito ay mga unicellular o kolonyal na anyo na bumubuo sa kaharian ng mga shotgun, asul-berdeng algae at mga virus
- eukaryotic - unicellular colonial at multicellular forms, mula sa protozoa - rhizomes, flagellates, ciliates - hanggang mas matataas na halaman at mga hayop na bumubuo sa kaharian ng halaman, kaharian ng fungi, kaharian ng hayop
Mga pangunahing organel | Istruktura | Mga pag-andar |
---|---|---|
Nucleus ng mga selula ng halaman at hayop | Bilog o hugis-itlog na hugis | |
Ang nuclear envelope ay binubuo ng 2 lamad na may mga pores |
|
|
Nuclear juice (karyoplasm) - isang semi-liquid substance | Ang kapaligiran kung saan matatagpuan ang nucleoli at chromosome | |
Ang nucleoli ay spherical o irregular | Sila ay synthesize RNA, na kung saan ay bahagi ng ribosome | |
Ang mga kromosom ay siksik, pahaba o filamentous na mga pormasyon na makikita lamang sa panahon ng paghahati ng selula. | Naglalaman ng DNA, na naglalaman ng namamana na impormasyon na ipinasa mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon |
Ang lahat ng mga organelles ng cell, sa kabila ng mga kakaiba ng kanilang istraktura at pag-andar, ay magkakaugnay at "gumana" para sa cell bilang isang solong sistema kung saan ang cytoplasm ay ang link.
Mga espesyal na biyolohikal na bagay na sumasakop sa isang intermediate na posisyon sa pagitan ng buhay at walang buhay na kalikasan, ay mga virus na natuklasan noong 1892 ni D.I. Ivanovsky, sila ay kasalukuyang object ng isang espesyal na agham - virology.
Ang mga virus ay nagpaparami lamang sa mga selula ng halaman, hayop at tao, na nagiging sanhi iba't ibang sakit. Ang mga virus ay may napakasimpleng istraktura at binubuo ng isang nucleic acid (DNA o RNA) at isang coat na protina. Sa labas ng mga host cell, ang viral particle ay hindi nagpapakita ng anumang mahahalagang function: hindi ito nagpapakain, hindi humihinga, hindi lumalaki, hindi dumami.
Ang cytoplasm ay binubuo ng pangunahing sangkap ng hyaloplasm at ang mga istrukturang bahagi nito - mga organelles at inklusyon.
Ang Hyaloplasma ay isang sistemang koloidal at may kumplikadong komposisyon ng kemikal (mga protina, mga nucleic acid, amino acids, polysaccharides at iba pang mga bahagi). Nagbibigay ito ng mga function ng transportasyon, ang pagkakabit ng lahat ng mga istruktura ng cell at nagdeposito ng supply ng mga sangkap sa anyo ng mga inklusyon. Mula sa mga protina (tubulin) nabuo ang mga microtubule na bahagi ng centrioles; basal na katawan ng cilia.
Ang mga organel ay mga istruktura na patuloy na nasa cell at gumaganap ng ilang mga function. Sila ay nahahati sa lamad at hindi lamad. Upang Kasama sa mga lamad ang: mitochondria, endoplasmic reticulum, Golgi complex, lysosome at peroxisome. Kasama sa non-membrane ang: ribosom, cell cytoskeleton(kabilang ang mga microtubule, microfilament at intermediate filament) at centrioles. Karamihan sa mga organel na may pangkalahatang kahalagahan, na matatagpuan sa lahat ng mga selula ng mga organo. Ngunit sa ilang mga tisyu mayroong mga espesyal na organelles. Kaya sa mga kalamnan - myofilaments, sa nervous tissue - neurofilaments.
Isaalang-alang ang morpolohiya at pag-andar ng mga indibidwal na organel:
Mga non-membrane organelles:
MITOCHONDRIA
(mitos - sinulid; chondr - butil)
Binuksan sa katapusan ng huling siglo. Gamit ang isang electron microscope, ang kanilang istraktura ay napaliwanagan.
Tinatakpan ng dalawang lamad, kung saan mayroong isang intermembrane space. Ang panlabas na lamad ay buhaghag. Sa panloob na lamad mayroong mga cristae, kung saan matatagpuan ang ATP-somes (mga espesyal na istruktura - mga particle na may mga enzyme) kung saan nangyayari ang ATP synthesis. Sa loob ay mayroong isang matrix, kung saan matatagpuan ang mga DNA strands, ribosome granules, i-RNA, t-RNA at electron-dense particle, kung saan matatagpuan ang mga Ca at Mg cations.
Ang matrix ay naglalaman ng mga enzyme na nagsisisira sa mga produkto ng glycolysis (anaerobic oxidation) sa CO 2 at H. Ang mga hydrogen ions ay pumapasok sa ATP-somes at pinagsama sa oxygen upang bumuo ng tubig. Ang enerhiya na inilabas sa prosesong ito ay ginagamit sa reaksyon ng phosphorylation sa pagbuo ng ATP. Nagagawa ng ATP na bumagsak sa ADP at isang residue ng phosphorus, pati na rin ang enerhiya na ginagamit upang isagawa ang mga sintetikong proseso.
Kaya, ang mitochondria ay nauugnay sa paggawa ng enerhiya sa pamamagitan ng ATP synthesis, kung kaya't sila ay itinuturing na mga istasyon ng enerhiya ng mga cell. Ang pagkakaroon ng DNA at ribosome ay nagpapahiwatig ng autonomous synthesis ng ilang mga protina. Ang lifespan ng mitochondria sa mga neuron ay mula 6 hanggang 30 araw. Ang bagong pagbuo ng mitochondria ay nangyayari dahil sa pag-usbong at pagbuo ng mga constriction, na sinusundan ng paghahati sa dalawa. Ang bilang ng mitochondria ay mula 1000 hanggang 3000, at sa mga itlog hanggang sa 300,000 (ang kanilang pagkawala ay replenished dahil sa paghahati at namumuko).
ENDOPLASMIC RETICULUM
Ito ay isang sistema ng mga flattened cisterns, tubules at vesicles, na magkakasamang lumikha ng isang lamad na network ng cytoplasm ng mga cell. Kung ang mga ribosome ay nakakabit sa panlabas na ibabaw, kung gayon ang network ay butil-butil (magaspang), walang ribosome - agranular. Ang pangunahing pag-andar ng endoplasmic reticulum ay ang akumulasyon, paghihiwalay at transportasyon ng mga nabuo na sangkap. Sa butil-butil na network, ang synthesis ng protina ay nangyayari, sa agranular network - ang synthesis at pagkasira ng glycogen, ang synthesis ng steroid hormones (lipids), ang neutralisasyon ng mga toxin, carcinogenic substance, atbp. mga hibla ng kalamnan at mga selula ng makinis na tissue ng kalamnan, ang endoplasmic reticulum ay isang Ca depot. Ang mga sangkap na nabuo sa network ay pumapasok sa Golgi complex.
GOLGI COMPLEX
Ito ay binuksan noong 1898. Ang mga siyentipiko ay dumating sa konklusyon na ang organoid na ito ay pumipili ng mga sangkap na na-synthesize sa cell. Binubuo ang Golgi complex ng mga patag na balon o sac; transport vesicles na nagdadala ng lihim ng protina mula sa endoplasmic reticulum; mga vacuole na nagpapalapot sa sikreto, na nakahiwalay sa mga sac at mga imbakang tubig. Ang sikreto sa mga vacuole ay lumalapot, at sila ay nagiging secretory granules, na pagkatapos ay aalisin mula sa cell.
Ang Golgi complex ay nabuo mula sa ibaba sa nabubuong ibabaw mula sa mga fragment (transport vesicles) ng endoplasmic reticulum na matatagpuan sa ilalim nito. Ang mga fragment ay naghihiwalay, nagsasama-sama at bumubuo ng mga sac o balon. Sa mga tangke ng Golgi complex, ang synthesis ng glycoproteins ay nangyayari din, i.e. pagbabago ng mga protina sa pamamagitan ng pagsasama ng polysaccharides sa mga protina at pagbuo ng mga lysosome. Nakikilahok sa pagbuo ng mga lamad, na sinimulan sa endoplasmic reticulum.
LYSOSOME
Binuksan sila noong 1955. Para silang mga bula na napapalibutan ng lamad. Ang mga ito ay natagpuan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng hydrolytic enzymes (acid phosphatase). Ang kanilang pangunahing pag-andar ay ang paghahati ng mga sangkap na nagmula sa labas, pati na rin ang mga organelles at inklusyon sa panahon ng pag-renew o may pagbaba sa functional na aktibidad (pati na rin ang buong cell sa ilalim ng mga kondisyon ng organ involution - halimbawa, involution ng matris pagkatapos panganganak). Kaya, ang mga lysosome ay ang digestive system ng cell.
Mayroong 4 na anyo ng lysosomes:
Pangunahin - storage granule.
Pangalawa (phagolysosomes), kung saan ang mga enzyme ay isinaaktibo at ang mga sangkap ay lysed.
Autophagosome - hydrolysis ng mga intracellular na istruktura.
Ang mga natitirang katawan, ang mga nilalaman nito ay tinanggal mula sa cell sa pamamagitan ng exocytosis.
Ang mga digested substance ay pumapasok (nagkakalat) sa hyaloplasm at kasama sa mga metabolic na proseso.
PEROXISOMS
Ito ay mga spherical na istruktura na may diameter na 0.3-1.5 microns. Ang kanilang matrix ay maaaring walang hugis, butil-butil at mala-kristal. Nagmula ang mga ito sa endoplasmic reticulum at kahawig ng mga lysosome, mas kaunting electron ang siksik. Naglalaman ang mga ito ng enzyme catalase, na sumisira sa mga peroxide na nabuo sa panahon ng pagkasira ng mga lipid, na nakakalason sa cell, na nakakagambala sa paggana ng mga lamad.
Mga non-membrane organelles:
MGA RIBOSOM
Ito ay mga istruktura na nauugnay sa synthesis ng protina. Ang mga ito ay nabuo sa nucleolus at binubuo ng ribosomal na protina na nagmumula sa cytoplasm at ribosomal RNA na na-synthesize sa nucleolus. Sa istruktura ng mga ribosom, mayroong malaki at maliit na mga subunit na nakagapos ng mga Mg ions. Ang mga ribosom ay maaaring malayang matatagpuan sa cytoplasm o sa anyo ng maliliit na kumpol (polysomes), o nauugnay sa endoplasmic reticulum.
Ang mga libreng ribosom at polysome ay matatagpuan sa mga batang selula at nag-synthesize ng protina para sa paglaki ng cell, habang ang mga ribosome sa endoplasmic reticulum ay nag-synthesize ng protina para i-export. Para sa synthesis ng protina, kinakailangan: 1) mga amino acid (mayroong 20 sa kanila); 2) Inf-RNA (nabuo sa nucleus, may mga trinucleotide dito na bumubuo ng code; 3) naglilipat ng RNA at 4) isang bilang ng mga enzyme.
CYTOSKELETON
Sa loob ng mahabang panahon, hindi alam ng mga siyentipiko kung ano ang nagpapanatili ng kaayusan sa cell at hindi pinapayagan ang mga nilalaman nito na magkakasama, na nagiging sanhi ng paglipat ng cytoplasm, pagbabago ng hugis, hanggang sa naimbento ang electron microscope. Naging malinaw na ang puwang sa pagitan ng core at ng panloob na ibabaw ng lamad ng plasma ay may nakaayos na istraktura. Una, ito ay nahahati at nahahati sa mga compartment sa tulong ng mga panloob na lamad, at pangalawa, ang intracellular space ay puno ng iba't ibang mga filament - mga hibla ng protina na tulad ng thread na bumubuo sa balangkas. Ayon sa kanilang diameter, ang mga hibla na ito ay nahahati sa microtubule, microfibrils at intermediate filament. Ito ay lumabas na ang mga microtubule ay mga guwang na silindro, na binubuo ng protina na tubulin; microfibrils - mahahabang istruktura ng fibrillar na binubuo ng mga protina ng actin at myosin; at mga intermediate - mula sa iba't ibang mga protina (sa epithelium - keratin, atbp.) Ang mga microtubule at microfibrils ay nagbibigay ng mga proseso ng motor sa cell at nakikilahok sa function ng suporta. Ang mga intermediate filament ay gumaganap lamang ng isang sumusuportang function.
Kamakailan lamang, natuklasan ng mga siyentipiko ang ikaapat na bahagi ng cytoskeleton - manipis na mga filament, na nagbibigay ng koneksyon sa pagitan ng mga pangunahing bahagi ng cytoskeleton. Sila ay tumagos sa buong cytoplasm, na bumubuo ng mga sala-sala at, marahil, ay kasangkot sa paghahatid ng mga signal mula sa ibabaw ng cell patungo sa nucleus.
Ang mga microtubule ay kasangkot sa pagbuo centrioles, na kinakatawan bilang dalawang cylinder na patayo sa isa't isa. Ang mga cylinder ay binubuo ng 9 triplets ng microtubule (9 x 3)+0. Ang mga satellite ay konektado sa centrioles, na siyang mga sentro ng division spindle assembly. Sa paligid ng mga centrioles, ang mga manipis na fibril ay nakaayos nang radially, na bumubuo ng isang centrosphere. Magkasama silang tinatawag na cell center.
Bilang paghahanda para sa paghahati, doble ang mga centriole. Dalawang centriole ang naghihiwalay, at isang bagong anak na babae ang nabuo malapit sa bawat isa. Pumunta ang mag-asawa sa mga poste. Kasabay nito, ang lumang network ng mga microtubule ay nawawala at pinalitan ng isang mitotic spindle, na binubuo din ng mga microtubules, ngunit ng single undoubled (9 x1) + 0. Ang lahat ng ito ay ginagawa ng cell center.
Ang mga microtubule ay kasangkot sa pagbuo ng cilia at flagella. Ang formula ng cilia at axonema ng sperm tail ay (9 x 2) + 2, at ang formula ng basal body sa base ng cilia ay (9 x 3) + 0. Ang cilia at flagella ay naglalaman ng denein bilang karagdagan sa tubulin. . Kung walang isa o dalawang gitnang tubule, kung gayon ang cilia at flagella ay hindi gumagalaw. Maaaring nauugnay ito sa pagkabaog ng lalaki at talamak na brongkitis.
Mga intermediate na filament kadalasang matatagpuan sa mga lugar ng tissue na nakakaranas ng mekanikal na stress. Dahil sa kanilang lakas, patuloy silang naglilingkod kahit na pagkamatay ng selda (buhok).
Cytoplasm - obligadong bahagi ng cell, nakapaloob sa pagitan ng plasma membrane at ng nucleus at kumakatawan hyaloplasm - pangunahing sangkap ng cytoplasm organelles- pare-pareho ang mga bahagi ng cytoplasm at pagsasama- pansamantalang mga bahagi ng cytoplasm. Ang kemikal na komposisyon ng cytoplasm ay magkakaiba. Ang batayan nito ay tubig (60-90% ng kabuuang masa ng cytoplasm). Ang cytoplasm ay mayaman sa mga protina, maaaring kabilang dito ang mga taba at mga sangkap na tulad ng taba, iba't ibang mga organic at inorganic na compound. Ang cytoplasm ay alkalina. Isa sa mga katangiang katangian cytoplasm - patuloy na paggalaw (cyclosis). Ito ay natutukoy pangunahin sa pamamagitan ng paggalaw ng mga organel ng cell, tulad ng mga chloroplast. Kung ang paggalaw ng cytoplasm ay huminto, ang cell ay namamatay, dahil ang pagiging pare-pareho lamang ang paggalaw nito ay maaaring gawin ang mga function nito.
Ang pangunahing sangkap ng cytoplasm ay hyaloplasm (cytosol)- ay isang walang kulay, malansa, makapal at transparent na colloidal solution. Nasa loob nito na ang lahat ng mga proseso ng metabolic ay nagaganap, nagbibigay ito ng pagkakabit ng nucleus at lahat ng organelles. Depende sa pamamayani ng likidong bahagi o malalaking molekula sa hyaloplasm, dalawang anyo ng hyaloplasm ay nakikilala: sol - mas likidong hyaloplasm at gel- mas siksik na hyaloplasm. Posible ang mutual transition sa pagitan nila: ang gel ay madaling nagiging sol at vice versa.
Mga pader ng cell Ang mga eukaryotic na organismo ay may iba't ibang istraktura, ngunit ang lamad ng plasma ay laging magkadugtong sa cytoplasm, isang panlabas na layer ang bumubuo sa ibabaw nito. Sa mga hayop ito ay tinatawag na glycocalyx(nabuo ng glycoproteins, glycolipids, lipoproteins), sa mga halaman - pader ng cell mula sa isang malakas na layer ng fiber fibers.
Ang istraktura ng mga lamad. Lahat biological na lamad may mga karaniwang katangian at katangian ng istruktura. Kasalukuyang karaniwang tinatanggap modelo ng fluid mosaic istraktura ng lamad (modelo ng sandwich). Ang batayan ng lamad ay isang lipid bilayer, pangunahing nabuo phospholipids. Sa bilayer, ang mga buntot ng mga molekula sa lamad ay nakaharap sa isa't isa, at ang mga polar na ulo ay nakaharap palabas, patungo sa tubig. Bilang karagdagan sa mga lipid, ang lamad ay naglalaman ng mga protina (60% sa karaniwan). Tinutukoy nila ang karamihan sa mga tiyak na pag-andar ng lamad. Ang mga molekula ng protina ay hindi bumubuo ng isang tuluy-tuloy na layer, nakikilala nila mga peripheral na protina- mga protina na matatagpuan sa panlabas o panloob na ibabaw ng lipid bilayer, semi-integral na mga protina- mga protina na nahuhulog sa lipid bilayer sa iba't ibang lalim, integral, o mga protina ng transmembrane- mga protina na tumatagos sa lamad, habang nakikipag-ugnayan sa panlabas at panloob na kapaligiran ng selula.
Ang mga protina ng lamad ay maaaring magsagawa ng iba't ibang mga function: ang transportasyon ng ilang mga molekula, ang catalysis ng mga reaksyon na nagaganap sa mga lamad, ang pagpapanatili ng istraktura ng lamad, at ang pagtanggap at pagbabago ng mga signal mula sa kapaligiran.
Ang lamad ay maaaring maglaman ng mula 2 hanggang 10% na carbohydrates. Ang carbohydrate component ng mga lamad ay karaniwang kinakatawan ng oligosaccharide o polysaccharide chain na nauugnay sa mga molekula ng protina (glycoproteins) o lipids (glycolipids). Karaniwan, ang mga karbohidrat ay matatagpuan sa panlabas na ibabaw ng lamad. Ang mga karbohidrat ay nagbibigay ng mga function ng receptor ng lamad. Sa mga selula ng hayop, ang mga glycoprotein ay bumubuo ng isang epimembrane complex - glycocalyx, pagkakaroon ng kapal ng ilang sampu ng nanometer. Ang extracellular digestion ay nagaganap sa loob nito, maraming mga cell receptor ang matatagpuan, at sa tulong nito, tila, ang cell adhesion ay nangyayari.
Ang mga molekula ng mga protina at lipid ay mobile, na nakakagalaw pangunahin sa eroplano ng lamad. Ang kapal ng lamad ng plasma ay nasa average na 7.5 nm.
Mga function ng lamad.
1. Pinaghihiwalay nila ang mga nilalaman ng cellular mula sa panlabas na kapaligiran.
2. I-regulate ang metabolismo sa pagitan ng cell at ng kapaligiran.
3. Ang mga cell ay nahahati sa mga compartment na idinisenyo para sa iba't ibang reaksyon na mangyari.
4. Maraming mga reaksiyong kemikal ang nagaganap sa mga conveyor ng enzyme na matatagpuan mismo sa mga lamad.
5. Magbigay ng komunikasyon sa pagitan ng mga selula sa mga tisyu ng mga multicellular na organismo.
6. May mga receptor site sa mga lamad para makilala ang panlabas na stimuli.
Ang isa sa mga pangunahing pag-andar ng lamad ay transportasyon, na tinitiyak ang pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng cell at ng panlabas na kapaligiran. Ang mga lamad ay may pag-aari selective permeability, ibig sabihin, ang mga ito ay mahusay na natatagusan sa ilang mga sangkap o molekula at mahinang natatagusan (o ganap na hindi natatagusan) sa iba. Mayroong iba't ibang mga mekanismo para sa transportasyon ng mga sangkap sa buong lamad. Depende sa pangangailangan na gumamit ng enerhiya para sa transportasyon ng mga sangkap, mayroong : pasibong transportasyon- transportasyon ng mga sangkap nang walang pagkonsumo ng enerhiya; aktibong transportasyon - transportasyon na gumagamit ng enerhiya.
Ang passive na transportasyon ay batay sa pagkakaiba sa mga konsentrasyon at singil. Sa passive transport, ang mga sangkap ay palaging lumilipat mula sa isang lugar na may mas mataas na konsentrasyon patungo sa isang lugar na may mas mababang konsentrasyon, iyon ay, kasama ang isang gradient ng konsentrasyon.
Makilala tatlong pangunahing mekanismo ng passive transport:simpleng pagsasabog- transportasyon ng mga sangkap nang direkta sa pamamagitan ng lipid bilayer. Ang mga gas, non-polar o maliliit na uncharged polar molecule ay madaling dumaan dito. Kung mas maliit ang molekula at mas nalulusaw sa taba, mas mabilis itong tumawid sa lamad. Kapansin-pansin, ang mga molekula ng polar na tubig ay tumagos sa lipid bilayer nang napakabilis. Ito ay dahil ang mga molekula nito ay maliit at neutral sa kuryente. Ang pagsasabog ng tubig sa mga lamad ay tinatawag osmosis.
Pagsasabog sa pamamagitan ng mga channel ng lamad. Ang mga naka-charge na molekula at ion (Na +, K +, Ca 2+, C1~) ay hindi makakadaan sa lipid bilayer sa pamamagitan ng simpleng pagsasabog, gayunpaman, tumagos sila sa lamad dahil sa pagkakaroon nito ng mga espesyal na protina na bumubuo ng channel na bumubuo ng mga pores. Karamihan sa tubig ay dumadaan sa lamad sa pamamagitan ng mga channel na nabuo ng mga aquaporin.
Pinadali ang pagsasabog- transportasyon ng mga sangkap sa tulong ng mga espesyal na protina ng transportasyon, na ang bawat isa ay responsable para sa transportasyon ng ilang mga molekula o grupo ng mga kaugnay na molekula. Nakikipag-ugnayan sila sa molekula ng inilipat na sangkap at sa ilang paraan ay inililipat ito sa lamad. Ito ay kung paano dinadala ang mga asukal, amino acid, nucleotides at marami pang polar molecule sa cell.
Kailangan aktibong transportasyon nangyayari kapag kinakailangan upang matiyak ang paglipat ng mga molekula sa pamamagitan ng lamad laban sa electrochemical gradient. Ang transportasyon na ito ay isinasagawa ng mga protina ng carrier, ang aktibidad na nangangailangan ng paggasta ng enerhiya. Ang pinagmumulan ng enerhiya ay mga molekulang ATP. Ang isa sa mga pinaka-pinag-aralan na aktibong sistema ng transportasyon ay ang sodium-potassium pump. Ang konsentrasyon ng K + sa loob ng cell ay mas mataas kaysa sa labas nito, at Na + - vice versa. Samakatuwid, ang K + ay passively diffuses palabas ng cell sa pamamagitan ng mga water pores ng lamad, at Na + - sa cell. Kasabay nito, para sa normal na paggana ng cell, mahalaga na mapanatili ang isang tiyak na ratio ng K + at Na + ions sa cytoplasm at sa panlabas na kapaligiran. Ito ay posible dahil ang lamad, dahil sa pagkakaroon ng sodium-potassium pump, ay aktibong nagbomba ng Na + palabas ng cell, at K + sa cell. Ang sodium-potassium pump ay kumokonsumo ng halos isang-katlo ng lahat ng enerhiya na kailangan para sa buhay ng cell. Para sa isang cycle ng operasyon, ang pump ay nagbobomba ng 3 Na + ions mula sa cell at nagbomba ng 2 K + ions. Ang K + ay passive na lumalabas sa cell nang mas mabilis kaysa sa Na + papunta sa cell.
Ang cell ay may mga mekanismo kung saan maaari itong maghatid ng malalaking particle at macromolecule sa buong lamad. Ang proseso ng pagsipsip ng mga macromolecule ng cell ay tinatawag endositosis. Sa panahon ng endocytosis, ang plasma membrane ay bumubuo ng isang invagination, ang mga gilid nito ay nagsasama, at ang mga istruktura na natanggal mula sa cytoplasm ng isang solong lamad, na bahagi ng panlabas na cytoplasmic membrane, ay inilalagay sa cytoplasm. Mayroong dalawang uri ng endocytosis: phagocytosis- pagkuha at pagsipsip ng malalaking particle (halimbawa, phagocytosis ng mga lymphocytes, protozoa, atbp.) at pinocytosis - ang proseso ng pagkuha at pagsipsip ng mga patak ng isang likido na may mga sangkap na natunaw dito.
Exocytosis- ang proseso ng pag-alis ng iba't ibang mga sangkap mula sa cell. Sa panahon ng exocytosis, ang vesicle membrane ay sumasama sa panlabas na cytoplasmic membrane, ang mga nilalaman ng vesicle ay tinanggal sa labas ng cell, at ang lamad nito ay kasama sa panlabas na cytoplasmic membrane.
mga organel ng cell
Organelles (organelles)- mga permanenteng istruktura ng cellular na tinitiyak ang pagganap ng mga partikular na function ng cell. Ang bawat organelle ay may isang tiyak na istraktura at gumaganap ng mga tiyak na function.
Mayroong: mga organelle ng lamad - pagkakaroon ng istraktura ng lamad, at maaari silang maging single-membrane (endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, lysosomes, vacuoles ng mga cell ng halaman) at dalawang-membrane (mitochondria, plastids, nucleus).
Bilang karagdagan sa mga organelle ng lamad, maaari ding magkaroon ng mga non-membrane organelles - walang istraktura ng lamad (chromosome, ribosome, cell center at centrioles, cilia at flagella na may basal na katawan, microtubule, microfilament).
Mga organel ng solong lamad:
1. Endoplasmic reticulum (ER). Ito ay isang sistema ng mga lamad na bumubuo ng mga tangke at mga channel, na konektado sa isa't isa at nililimitahan ang isang panloob na espasyo - EPR cavity. Sa isang banda, ang mga lamad ay konektado sa panlabas na cytoplasmic membrane, sa kabilang banda, sa panlabas na shell ng nuclear membrane. Mayroong dalawang uri ng EPR: magaspang (butil-butil), naglalaman ng mga ribosom sa ibabaw nito at kumakatawan sa isang hanay ng mga flattened sac, at makinis (agranular), na ang mga lamad ay hindi nagdadala ng mga ribosom.
Mga Pag-andar: hinahati ang cytoplasm ng cell sa mga nakahiwalay na compartment, sa gayon ay nagbibigay ng spatial na demarcation mula sa isa't isa ng maraming iba't ibang mga reaksyon na tumatakbo nang magkatulad, Nagsasagawa ng synthesis at breakdown ng carbohydrates at lipids (smooth EPR) at nagbibigay ng synthesis ng protina (rough EPR) , naipon sa mga channel at cavity, at pagkatapos ay dinadala ang mga produkto ng biosynthesis sa mga organelle ng cell.
2. Golgi apparatus. Isang organoid na kadalasang matatagpuan malapit sa cell nucleus (madalas malapit sa cell center sa mga selula ng hayop). Ito ay isang stack ng mga flattened cisterns na may malawak na mga gilid, kung saan ang isang sistema ng maliit na single-membrane vesicles (Golgi vesicles) ay konektado. Ang bawat stack ay karaniwang binubuo ng 4-6 na tangke. Ang bilang ng mga Golgi stack sa isang cell ay mula isa hanggang ilang daan.
Ang pinakamahalagang pag-andar ng Golgi complex ay ang pag-alis ng iba't ibang mga lihim (enzymes, hormones) mula sa cell, samakatuwid ito ay mahusay na binuo sa mga secretory cell. Narito ang synthesis ng mga kumplikadong carbohydrates mula sa mga simpleng asukal, ang pagkahinog ng mga protina, ang pagbuo ng mga lysosome.
3. Lysosome. Ang pinakamaliit na single-membrane cell organelles, na mga vesicle na may diameter na 0.2-0.8 microns, na naglalaman ng hanggang 60 hydrolytic enzymes na aktibo sa isang bahagyang acidic na kapaligiran.
Ang pagbuo ng mga lysosome ay nangyayari sa Golgi apparatus, kung saan ang mga enzyme na na-synthesize dito ay nagmula sa EPR. Ang pagkasira ng mga sangkap sa tulong ng mga enzyme ay tinatawag na lysis, kaya ang pangalan ng organoid.
Mayroong: mga pangunahing lysosome - mga lysosome na humiwalay sa Golgi apparatus at naglalaman ng mga enzyme sa isang hindi aktibong anyo, at mga pangalawang lysosome - mga lysosome na nabuo bilang resulta ng pagsasanib ng mga pangunahing lysosome na may mga pinocytic o phagocytic vacuoles; Ang panunaw at lysis ng mga sangkap na pumapasok sa cell ay nangyayari sa kanila (samakatuwid, sila ay madalas na tinatawag na digestive vacuoles).
Ang mga produkto ng panunaw ay hinihigop ng cytoplasm ng cell, ngunit ang ilan sa mga materyal ay nananatiling hindi natutunaw. Ang pangalawang lysosome na naglalaman ng hindi natutunaw na materyal na ito ay tinatawag na natitirang katawan. Sa pamamagitan ng exocytosis, ang mga hindi natutunaw na particle ay tinanggal mula sa cell.
Minsan, sa pakikilahok ng mga lysosome, ang cell ay sinisira ang sarili. Ang prosesong ito ay tinatawag na autolysis. Ito ay kadalasang nangyayari sa ilang mga proseso ng pagkita ng kaibhan (halimbawa, ang pagpapalit ng kartilago ng tissue ng buto, ang pagkawala ng buntot sa palaka tadpole).
4. Cilia at flagella. Binubuo ng siyam na dobleng microtubule na bumubuo sa dingding ng isang silindro na natatakpan ng isang lamad; sa gitna nito ay dalawang solong microtubule. Ang 9+2 type structure na ito ay katangian ng cilia at flagella ng halos lahat ng eukaryotic organism, mula protozoa hanggang sa tao.
Ang cilia at flagella ay pinalakas sa cytoplasm ng mga basal na katawan na nasa base ng mga organel na ito. Ang bawat basal body ay binubuo ng siyam na triplets ng microtubule; walang microtubule sa gitna nito.
5. Kasama rin ang mga organelle ng single-membrane mga vacuole, napapalibutan ng isang lamad - tonoplast. Sa mga selula ng halaman, maaari nilang sakupin ang hanggang 90% ng dami ng cell at tiyakin ang pagpasok ng tubig sa selula dahil sa mataas na osmotic potential at turgor (intracellular pressure). Sa mga selula ng hayop, ang mga vacuole ay maliit, na nabuo sa pamamagitan ng endocytosis (phagocytosis at pinocytosis), pagkatapos ng pagsasanib sa mga pangunahing lysosome, ang mga ito ay tinatawag na digestive vacuoles.
Mga organelle ng dobleng lamad:
1. Mitokondria. Dalawang-membrane na organelles ng isang eukaryotic cell na nagbibigay ng enerhiya sa katawan. Ang bilang ng mitochondria sa isang cell ay malawak na nag-iiba, mula 1 hanggang 100 libo, at depende sa metabolic activity nito. Ang bilang ng mitochondria ay maaaring tumaas sa pamamagitan ng paghahati, dahil ang mga organel na ito ay may sariling DNA.
Ang panlabas na lamad ng mitochondria ay makinis, ang panloob na lamad ay bumubuo ng maraming invaginations o tubular outgrowths - cristae. Ang bilang ng cristae ay maaaring mag-iba mula sa ilang sampu hanggang ilang daan at kahit libu-libo, depende sa mga function ng cell. Pinapataas nila ang ibabaw ng panloob na lamad, kung saan matatagpuan ang mga sistema ng enzyme na kasangkot sa synthesis ng mga molekula ng ATP.
Ang panloob na espasyo ng mitochondria ay napuno matris. Ang matrix ay naglalaman ng isang molekula ng singsing mitochondrial DNA tiyak na mRNA, tRNA at ribosomes (prokaryotic type) na nagsasagawa ng autonomous biosynthesis ng bahagi ng mga protina na bumubuo sa panloob na lamad. Ang mga katotohanang ito ay nagpapatotoo na pabor sa pinagmulan ng mitochondria mula sa oxidizing bacteria (ayon sa symbiogenesis hypothesis). Pero karamihan ng Ang mitochondrial genes ay lumipat sa nucleus, at ang synthesis ng maraming mitochondrial proteins ay nangyayari sa cytoplasm. Bilang karagdagan, mayroong mga enzyme na bumubuo ng mga molekula ng ATP. Ang mitochondria ay may kakayahang magparami sa pamamagitan ng fission.
Ang mga function ng mitochondria ay ang oxygen breakdown ng amino acid carbohydrates, glycerol at mga fatty acid sa pagbuo ng ATP, ang synthesis ng mitochondrial proteins.
2. Mga plastid. Mayroong tatlong pangunahing uri ng plastids: mga leucoplast- walang kulay na mga plastid sa mga selula ng hindi nabahiran na mga bahagi ng mga halaman, mga chromoplast- may kulay na mga plastid, kadalasang dilaw, pula at orange, mga chloroplast- berdeng plastid. Ang mga plastid ay nabuo mula sa proplastids - dalawang-membrane vesicle hanggang sa 1 micron ang laki.
Dahil ang mga plastid ay may isang karaniwang pinagmulan, ang mga interconversion ay posible sa pagitan ng mga ito. Ang pagbabagong-anyo ng mga leukoplast sa mga chloroplast ay kadalasang nangyayari (pag-green ng mga tubers ng patatas sa liwanag), ang reverse na proseso ay nangyayari sa dilim. Kapag ang mga dahon ay nagiging dilaw at ang mga prutas ay nagiging pula, ang mga chloroplast ay nagiging mga chromoplast. Tanging ang pagbabago ng mga chromoplast sa mga leukoplast o chloroplast ay itinuturing na imposible.
Mga chloroplast. Ang pangunahing function ay photosynthesis, i.e. sa mga chloroplast sa liwanag, ang mga organikong sangkap ay na-synthesize mula sa mga inorganic sa pamamagitan ng pag-convert ng solar energy sa enerhiya ng mga molekulang ATP. Ang mga chloroplast ng mas matataas na halaman ay hugis tulad ng isang biconvex lens. Ang panlabas na lamad ay makinis, habang ang panloob na lamad ay may nakatiklop na istraktura. Bilang resulta ng pagbuo ng mga protrusions ng panloob na lamad, lumitaw ang isang sistema ng lamellae at thylakoids. Panloob na kapaligiran mga chloroplast - stroma naglalaman ng circular DNA at prokaryotic-type ribosomes. Ang mga plastid ay may kakayahang magsasarili, tulad ng mitochondria. Ang mga katotohanan, ayon sa symbiogenesis hypothesis, ay nagpapatotoo din na pabor sa pinagmulan ng mga plastid mula sa cyanobacteria.
kanin. Modern (pangkalahatan) scheme ng istraktura ng cell ng halaman, pinagsama-sama ayon sa data ng electron microscopic na pagsusuri ng iba't ibang mga selula ng halaman: 1 - Golgi apparatus; 2 - malayang matatagpuan ribosomes; 3 - mga chloroplast; 4 - mga intercellular space; 5 - polyribosomes (maraming magkakaugnay na ribosom); 6 - mitochondria; 7 - lysosomes; 8 - butil-butil na endoplasmic reticulum; 9 - makinis na endoplasmic reticulum; 10 - microtubule; 11 - plastids; 12 - plasmodesmata na dumadaan sa shell; 13 - pader ng cell; 14 - nucleolus; 15, 18 - nuclear envelope; 16 - mga pores sa nuclear envelope; 17 - plasmalemma; 19 - hyaloplasm; 20 - tonoplast; 21 - mga vacuoles; 22 - core.
kanin. Istraktura ng lamad
kanin. Ang istraktura ng mitochondria. Sa itaas at sa gitna - isang view ng longitudinal na seksyon sa pamamagitan ng mitochondria (sa itaas - mitochondria mula sa embryonic cell ng root tip; sa gitna - mula sa cell ng isang adult na dahon ng elodea). Nasa ibaba ang isang 3D diagram kung saan ang bahagi ng mitochondria ay pinutol, na nagbibigay-daan sa iyong makita ito. panloob na istraktura. 1 - panlabas na lamad; 2 - panloob na lamad; 3 - cristae; 4 - matris.
kanin. Ang istraktura ng chloroplast. Kaliwa - pahaba na seksyon sa pamamagitan ng chloroplast: 1 - grana na nabuo ng mga stacked lamellae; 2 - shell; 3 - stroma (matrix); 4 - lamellae; 5 - patak ng taba na nabuo sa chloroplast. Sa kanan - isang three-dimensional na diagram ng lokasyon at relasyon ng lamellae at grana sa loob ng chloroplast: 1 - grana; 2 - lamellae.