Способы поступления веществ в клетку
ü пассивный транспорт – (по градиенту концентрации, т. е. из области большей в область меньшей концентрации) осуществляется путём осмоса и диффузии без затраты энергии АТФ либо при участии белков мембраны (Н2О, ионы), либо при участии липидной фазы (жирорастворимые вещества).
ü активный транспорт – (против градиента концентрации) происходит с затратами энергии. Он осуществляется специальными белками-переносчиками, образующими ионные насосы. Пример: калийнатриевый насос – в клетке К больше, а Na меньше, чем в межклеточной среде. Так поступают и некоторые нуклеотиды, моносахара, АК.
ü облегчённый транспорт – вещества поступают в клетку при помощи веществ-переносчиков, роль которых выполняют полуинтегральные белки мембраны. Протекает с небольшой затратой энергии. Так в клетку поступают АК и сахара.
ü Эндоцитоз (разновидность активного транспорта) – происходит при активном участии самой цитоплазматической мембраны, которая окружает либо пищевую частицу (фагоцитоз), либо капельку жидкости (пиноцитоз). Затем пищевая частица или жидкость поступают внутрь клетки (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липопротеидные комплексы и др.).Процесс обратный эндоцитозу – экзоцитоз – вывод внутриклеточных продуктов или непереваренных остатков (пищеварительные ферменты, гормоны, гемицеллюлоза и др.).
Межклеточные контакты ( простые и сложные).
Простые: - зубчатые (плазмалеммы соседних клеток формируют выросты наподобие зубцов);
- пальцевидные.
Между плазмалеммами соседних клеток всегда сохраняется межклеточная щель шириной 15-20нм.
Сложные: у растений – плазмодесмы – каналы, выстланные плазмалеммой, переходящей из клетки в клетку. Центральная часть плазмодесмы – десмотрубочка, состоящая из спирально расположенных белковых субъединиц. Десмотрубочка сообщается с мембранами ЭПС соседних клеток. единая система цитоплазмы клеток называется симпластом.
Аналогичные связи в животных клетках наз. щелевыми контактами: мембраны соседних клеток пронизаны каналами – коннексонами (44 нм. диам.), которые образованы белком коннектином.
В нервных клетках контакт осуществляется при помощи синапсов (химические, электрические).
%5. Цитоплазма и ее основные органоиды
Гиалоплазма (цитоплазматический матрикс) - однородная мелкозернистая структура, обеспечивающая вязкость, сократимость цитоплазмы. Это коллоидный раствор, который в зависимости от состояния клетки и воздействия внешней среды может находиться в состоянии золя (жидкости) или геля (плотного вещества), благодаря распаду микротрабекулярной системы на отдельные молекулы белка. Состоит из Н2О, мин. солей, различных видов РНК, белков, липидов и углеводов. Здесь протекают реакции внутриклеточного обмена. В гиалоплазме есть цитоскелет (микротрабекулярная система). Он определяет форму клетки и движение различных её частей и связывает все внутриклеточные структуры.
Функции гиалоплазмы:
1. внутренняя среда для протекания хим. процессов;
2. объединяет все клеточные структуры и обеспечивает химическое взаимодействие между ними;
3. определяет местоположение органелл в клетке;
4. обеспечивает внутриклеточный транспорт веществ (АК., сахаров и др.) и перемещение органелл;
5. является основным вместилищем и зоной перемещения молекул АТФ;
6. определяет форму клетки.
Органоиды - это постоянные специализированные участки цитоплазмы, имеющие определенную структуру и выполняющие определенные функции в клетке.
Классификация органоидов:
· общего назначения - имеются в большинстве клеток (митохондрии, КГ, ЭПС, рибосомы, клеточный центр, лизосомы, пластиды и вакуоли), и специального назначения - имеются в специализированных клетках (миофибриллы - в мышечных клетках, жгутики, реснички, пульсирующие вакуоли - в клетках простейших).
· мембранного и немембранного строения (рибосомы и клеточный центр)
· анаболической (синтез веществ) – ЭПС, КГ и рибосомы и катаболической системы (извлечение энергии из веществ) – митохондрии, лизосомы и микротельца
· полуавтономные структуры клетки (митохондрии и пластиды):
1. имеют собственный генетический материал (ДНК) – синтезируют собственные белки; самовоспроизводятся
2. специализируются в отношении синтеза АТФ
Митохондрии – органоид общего значения мембранного строения катаболической системы. Видны в микроскоп в виде гранул, палочек, нитей величиной от 0,5 до 7 мкм.
Структурные компоненты:
· наружная мембрана (обладает высокой проницаемостью)
· наружный матрикс (перимитохондриальное пространство – место скопления ионов водорода Н+.
· внутренняя мембрана с кристами, где расположены ферменты тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования(менее проницаема).
· внутренний матрикс (рибосомы, ДНК, и-РНК, т-РНК, ферменты кислородного этапа энергитического обмена, АМ, ряд витаминов).
· кристы
Функции:
1. Синтез АТФ (кислородный этап энергетического обмена).
2. Синтез специфических белков.
3. Участие в цитоплазматической наследственности, т. к. есть ДНК.
Эндоплазматическая сеть (открыт в 1945г.) – органоид общего значения, мембранного строения, анаболической системы. Представляет собой систему каналов и полостей, цистерн (вакуолей), пузырьков, образованных элементарными мембранами и пронизывающих всю гиалоплазму клетки. Два типа эндоплазматической сети - г ладкая (агранулярная) и шероховатая (гранулярная),на канальцах которой располагаются рибосомы.
Функции:
1. Синтез жиров и углеводов (гладкая, шероховатая)
2. Синтез белков (шероховатая)
3. Компартментализация (мембраны эндоплазматической сети делят клетку на отсеки
4. Транспорт веществ
5. Связывает в единое целое все компоненты клетки
Рибосомы - органоид общего значения, немембранного строения, диаметром 20-30 нм; состоит из р-РНК (40%) и белков (60%).
Имеет 2 субъединицы: малую и большую, которые соединяются при помощи Mg2+. Образуются субъединицы в ядрышках.
Располагаются рибосомы свободно в цитоплазме или прикрепляются к мембранам ЭПС и наружной ядерной мембране, а также в митохондриях и хлоропластах.
Имеют 2 активных центра: аминоацильный (фиксация т-РНК с АК) и пептидильный (образуются пептидные связи между АК). Рибосомы образуют комплексы - полисомы.
Функции: синтез белка (трансляция)
Комплекс Гольджи (открыт в 1898г. итальянским ученым К. Гольджи). – органоид общего значения, мембранного строения, анаболической системы. Выявляется в световом микроскопе в животных клетках в виде сложной сети, расположенной вокруг ядра (сетчатый комплекс). В клетках простейших и растений он представлен отдельными тельцами серповидной или палочковидной формы (диктиосомы). Диктиосомы состоят из канальцев, пузырьков и вакуолей.
Функции:
1. Концентрация, обезвоживание и уплотнение синтезированных в клетке белков, жиров, полисахаридов и веществ, поступивших извне и подготовка их к выведению из клетки, либо к использованию в самой клетке.
2. Образование лизосом.
3. Синтез сложных комплексов органических веществ, например, белков, олиго- и полисахаридов (гликопротеидов, гликолипиды гликокаликса, секрет поджелудочной железы, амилаза слюны, пептидные гормоны гипофиза, коллаген). У растений обр. пектиновые вещества, слизь корневого чехлика, гемицеллюлоза и целлюлоза для построения клеточной стенки.
4. Синтез цитоплазматических мембран и стенок клеток растений после деления.
5. Образование белков молока в молочных железах, желчи в печени, веществ хрусталика, зубной эмали и т.п.
Лизосомы – органоид характерный только для животных клеток, общего значения, мембранного строения, катаболической системы. Представляют собой шаровидные тельца d от 0,2 до 2 мкм. Они покрыты элементарной мембраной и содержат около 30 гидролитических ферментов, способных расщеплять белки, нуклеиновые кислоты, жиры и полисахариды до мономеров. Образование лизосом происходит в комплексе Гольджи. Выделяют первичные (неактивные) и вторичные (активные) лизосомы.Вторичные лизосомы образуются при слиянии первичных лизосом с эндоцитозными пузырьками и происходит расщепление органических веществ (так происходит обезвреживание бактерий в клетках крови – нейтрофилах. Расщепление лизосомами чужеродных веществ называется гетерофагией.
Функции:
1. Внутриклеточное пищеварение
2. Внутриклеточная регенерация
3. Участие в онтогенезе(при превращении головастика в лягушку).
4. Гетерофагия
5. Аутофагия (разрушение собственных материалов клетки – запасных питательных веществ, а также макромолекул и целых органелл, утративших функциональную активность
6. Автолиз (самопереваривание клетки ферментами лизосом при патологических процессах в клетки или при ее старении.
Клеточный центр (центросома) – органоид немембранного строения, характерный для животных клеток, некоторых грибов, водорослей, мхов и папоротников, расположенный вблизи ядра, состоящий из двух мелких гранул - центриолей, окруженных лучистой сферой. С помощью электронного микроскопа установлено, что каждая центриоль представляет собой цилиндрическое тельце длиной 0,3-0,5 мкм и диаметром 0,15 мкм. Она состоит из 27 микротрубочек, сгруппированных по три.
Функции:
1. Образовании полюсов деления
2. Формирование веретена деления (центр формирования микротрубочек)
Вакуоли - органоиды мембранного строения, представляют собой участки гиалоплазмы растительных клеток, грибов и многих протистов, ограниченные элементарной мембраной (тонопласт) Содержимое вакуолей – клеточный сок. Это водный раствор органических и неорганических веществ (соли; сахара – сахароза, фруктоза, глюкоза; органические кислоты – яблочная, лимонная, щавелевая, уксусная; АМ; белки; ядовитые и дубильные вещества; конечные продукты жизнедеятельности – щавелевокислый кальций; фенолы, танины (клеточный сок листьев, коры, древесины, незрелых плодов, семенных оболочек); алколоиды (в семенах кофе –кофеин, плодах мака – морфин, белены – атропин, стеблях и листьях люпина – люпинин); пигменты). Образуются в ЭПС и КГ. Пигменты ( растворимы в воде в отличие от пигментов пластид): наиболее распространенной группой являются 1. антоцианы (в зависимости от кислотной или щелочной реакции клеточного сока и концентрации пигмента они дают целую гамму цветов – пурпурный, красный, синий, фиолетовый) 2. флавоны и флавонолы:желтый – антохлор – встречается редко (лепестки первоцвета, коровяка, льнянки; плоды лимона, апельсина); темно-бурый – антофеин (образует пятна на двух лепестках венчика русских бобов). Вакуоли простейших можно разделить на две группы:
1) пищеварительные, 2) сократительные.
Функции: регуляция водного баланса и поддержание тургора клетки; изоляция запасных питательных ве-в и конечных продуктов.
Пластиды - органоиды общего значения, мембранного строения растительных клеток. Пластиды могут переходить друг в друга.
Разновидности:
Хлоропласты (клетки листьев, поверхности стебля, молодые плоды)содержат зеленый пигмент хлорофилл а и б, а также вспомогательные пигменты – каротиноиды (оранжевого, желтого, красного цвета).
Хлорофиллы поглощают главным образом красный и сине-фиолетовый свет. Зеленый свет они отражают.
хлорофилл а – желто-зеленый (у всех ф.с. организмов, кроме бактерий);
хлорофилл б – сине-зеленый (у высших растений и зеленых водорослей);
хлорофилл с – зеленый (у бурых водорослей и некоторых одноклеточных водорослей, включая диатомовые);
хлорофилл д – зеленый (у некоторых красных водорослей);
Каротиноиды ( желтые, оранжевые, красные или коричневые, сильно поглощают в сине-фиолетовой области) :
каротины (углеводороды, большую часть которых составляют тетратерпены; позвоночные способны расщеплять молекулу каротина с образованием двух молекул витамина А) - оранжевый (у всех ф.с. организмов, кроме бактерий);
ксантофиллы (сходны с каротинами, но отличаются тем, что содержат кислород) – все желтые (фукоксантин придает специфическую окраску бурым водорослям; с широким спектром поглощения.
Фикобилины (красные водоросли и цианобактерии); поглощают излучения в зеленой части спектра, где поглощение хлорофиллом незначительно.:
фикоэритрины – красные;
фикоцианины – синие.
Имеют размеры 5-10 мкм.Стенка хлоропласта образована двумя мембранами, под которыми находится строма, в которой протекает темновая фаза фотосинтеза. Строма пронизана системой параллельно расположенных мембран, являющихся продолжением внутренней мембраны – тиллакоидами, которые образуют две структуры: граны и ламеллы. Граны – стопки двойных мембран, где содержится хлорофилл.
Ламеллы– одиночные мембраны, соединяющие граны. В строме содержится: белки, липиды, ДНК(кольцевая), РНК, рибосомы, запасные вещества(липиды, крахмальные и белковые зерна), ферменты.
Функции
1. Фотосинтез.
2. Синтез некоторых аминокислот и жирных кислот.
3. Служат хранилищем временных запасов крахмала.
4. Участие в цитоплазматической наследственности, т. к. есть ДНК.
Хромопласты - пластиды, содержащие растительные пигменты каротиноиды (кроме зеленого). Форма: дисковидная, зубчатая, серповидная, ромбическая и т.д.
Функции – придают окраску цветкам, плодам, стеблям и другим частям растений.
Лейкопласты - бесцветные пластиды, содержащиеся чаще в неокрашенных частях растений - стеблях, корнях, луковицах и т. п. Они не имеют гран и не содержат пигментов.
Функции – накопление белков, жиров и крахмала.
Включения - это непостоянные компоненты цитоплазмы, содержание которых меняется в зависимости от функционального состояния клетки. Различают трофические, секреторные и экскреторные включения.
1. Трофические – запасы питательных веществ в клетке: углеводов(в растительных клетках – крахмал, в животных – гликоген), жиров, белков (казеин в клетках молочных желез).
2. Секреторные – их много в клетках желез внешней и внутренней секреции, в них накапливаются гормоны и БАВ.
3. Экскреторные – в них накапливаются продукты ж/д, подлежащие выведению из клетки (кристаллы щавелекислого кальция).
Ц И Т О С К Е Л Е Т.
Представлен компонентами:
- трубчатыми – микротрубочки, обеспечивающие определенную форму клетки и отвечают за направленное движение клеточных структур.Это тонкие полые неразветвленные цилиндры образованные субъединицами белка тубулина (диаметр 25нм.).
- фибриллярными – микрофиламенты (тонкие белковые нити),которые вместе с микротрубочками обеспечивают двигательную активность гиалоплазмы.
- микротрабекулярной системой – белковые нити (2нм толщиной),обеспечивающие связь всех внутриклеточных структур клетки, и представляющая собой твердую фазу гиалоплазмы. В местах пересечения концов трабекул располагаются группы рибосом. Микротрабекулы могут легко распадаться на отдельные молекулы белка,которые изменяют физические свойства гиалоплазмы (гель, золь) и участвуют в перемещении веществ и структурных элементов клетки.
Дата добавления: 2015-12-16 | Просмотры: 1434 | Нарушение авторских прав
|