Zgradba in funkcije celice. Zgradbe žive celice. Osnovne funkcije celice

Na zori razvoja življenja na Zemlji so vse celične oblike predstavljale bakterije. Skozi površino telesa so absorbirali organske snovi, raztopljene v prvobitnem oceanu.

Sčasoma so se nekatere bakterije prilagodile proizvajanju organskih snovi iz anorganskih. Za to so uporabili energijo sončne svetlobe. Nastal je prvi ekološki sistem, v katerem so bili ti organizmi proizvajalci. Posledično se je v zemeljski atmosferi pojavil kisik, ki so ga sproščali ti organizmi. Z njegovo pomočjo lahko iz iste hrane pridobite veliko več energije in dodatno energijo uporabite za zapletanje strukture telesa: razdelitev telesa na dele.

Eden od pomembnih dosežkov življenja je ločitev jedra in citoplazme. Jedro vsebuje dedne informacije. Posebna membrana okoli jedra je omogočila zaščito pred naključnimi poškodbami. Po potrebi citoplazma prejema ukaze iz jedra, ki usmerjajo življenje in razvoj celice.

Organizmi, pri katerih je jedro ločeno od citoplazme, so oblikovali jedrsko nadkraljestvo (sem sodijo rastline, glive in živali).

Tako je celica - osnova organizacije rastlin in živali - nastala in se razvila v teku biološke evolucije.

Že s prostim očesom, še bolje pa pod povečevalnim steklom, lahko vidite, da je meso zrele lubenice sestavljeno iz zelo majhnih zrnc oz. To so celice - najmanjši "gradniki", ki sestavljajo telesa vseh živih organizmov, vključno z rastlinami.

Življenje rastline poteka s kombinirano aktivnostjo njenih celic, ki ustvarjajo eno celoto. Z večceličnostjo rastlinskih delov obstaja fiziološka diferenciacija njihovih funkcij, specializacija različnih celic glede na njihovo lokacijo v rastlinskem telesu.

Rastlinska celica se od živalske razlikuje po tem, da ima gosto membrano, ki z vseh strani prekriva notranjo vsebino. Celica ni ravna (kot jo ponavadi prikazujejo), najverjetneje je videti kot zelo majhen mehurček, napolnjen s sluzno vsebino.

Zgradba in funkcije rastlinske celice

Razmislimo o celici kot strukturni in funkcionalni enoti organizma. Zunanjost celice je prekrita z gosto celično steno, v kateri so tanjši deli, imenovani pore. Pod njim je zelo tanek film - membrana, ki prekriva vsebino celice - citoplazmo. V citoplazmi so votline - vakuole, napolnjene s celičnim sokom. V središču celice ali v bližini celične stene je gosto telo - jedro z nukleolom. Jedro je od citoplazme ločeno z jedrno ovojnico. Majhna telesa, imenovana plastidi, so razporejena po citoplazmi.

Zgradba rastlinske celice

Zgradba in funkcije organelov rastlinske celice

Organoid	risanje	Opis	funkcija	Posebnosti
Celična stena ali plazemska membrana		Brezbarven, prozoren in zelo obstojen	Prenaša snovi v celico in iz nje.	Celična membrana je polprepustna
citoplazma		Gosta viskozna snov	V njej se nahajajo vsi ostali deli celice	Je v stalnem gibanju
Jedro (pomemben del celice)		Okrogla ali ovalna	Zagotavlja prenos dednih lastnosti na hčerinske celice med delitvijo	Osrednji del celice
		Sferične ali nepravilne oblike	Sodeluje pri sintezi beljakovin
		Rezervoar, ločen od citoplazme z membrano. Vsebuje celični sok	Nabirajo se rezervna hranila in odpadni produkti, ki jih celica ne potrebuje.	Ko celica raste, se majhne vakuole združijo v eno veliko (osrednjo) vakuolo
Plastidi		kloroplasti	Uporabljajo svetlobno energijo sonca in iz anorganskega ustvarjajo organsko	Oblika diskov, ločenih od citoplazme z dvojno membrano
		Kromoplasti	Nastane kot posledica kopičenja karotenoidov	Rumena, oranžna ali rjava
		levkoplasti	Brezbarvni plastidi
Jedrska ovojnica		Sestavljen je iz dveh membran (zunanje in notranje) s porami	Loči jedro od citoplazme	Omogoča izmenjavo med jedrom in citoplazmo

Živi del celice je z membrano vezan, urejen, strukturiran sistem biopolimerov in notranjih membranskih struktur, vključenih v niz presnovnih in energetskih procesov, ki vzdržujejo in razmnožujejo celoten sistem kot celoto.

Pomembna značilnost je, da celica nima odprtih membran s prostimi konci. Celične membrane vedno omejujejo votline ali področja in jih zapirajo z vseh strani.

Sodobni generalizirani diagram rastlinske celice

plazmalema(zunanja celična membrana) je ultramikroskopski film debeline 7,5 nm, sestavljen iz beljakovin, fosfolipidov in vode. To je zelo elastičen film, ki se dobro zmoči z vodo in po poškodbah hitro obnovi celovitost. Ima univerzalno strukturo, tj. značilno za vse biološke membrane. V rastlinskih celicah je zunaj celične membrane močna celična stena, ki ustvarja zunanjo oporo in ohranja obliko celice. Sestavljen je iz vlaken (celuloze), v vodi netopnega polisaharida.

Plazmodezmati rastlinske celice, so submikroskopski tubuli, ki predrejo membrane in so obloženi s plazemsko membrano, ki tako nemoteno prehaja iz ene celice v drugo. Z njihovo pomočjo pride do medcelične cirkulacije raztopin, ki vsebujejo organska hranila. Prenašajo tudi biopotenciale in druge informacije.

Porami imenovane odprtine v sekundarni membrani, kjer sta celici ločeni le s primarno membrano in srednjo lamino. Področja primarne membrane in srednje plošče, ki ločujejo sosednje pore sosednjih celic, se imenujejo membrana por ali film za zapiranje por. Zapiralni film por je preboden s plazmodezmalnimi tubuli, vendar skoznja luknja v porah običajno ni oblikovana. Pore ​​olajšajo transport vode in raztopljenih snovi iz celice v celico. V stenah sosednjih celic se tvorijo pore, običajno ena nasproti druge.

Celična membrana ima dobro definirano, relativno debelo lupino polisaharidne narave. Membrana rastlinske celice je produkt delovanja citoplazme. Pri njegovem nastanku aktivno sodelujeta Golgijev aparat in endoplazmatski retikulum.

Zgradba celične membrane

Osnova citoplazme je njena matrica ali hialoplazma, kompleksen brezbarven, optično prozoren koloidni sistem, ki je sposoben reverzibilnih prehodov iz sola v gel. Najpomembnejša vloga hialoplazme je združiti vse celične strukture v en sam sistem in zagotoviti interakcijo med njimi v procesih celičnega metabolizma.

Hyaloplasma(ali citoplazemski matriks) sestavlja notranje okolje celice. Sestavljen je iz vode in različnih biopolimerov (proteini, nukleinske kisline, polisaharidi, lipidi), od katerih pretežni del sestavljajo beljakovine različnih kemijskih in funkcionalnih specifičnosti. Hijaloplazma vsebuje tudi aminokisline, monosaharide, nukleotide in druge snovi z nizko molekulsko maso.

Biopolimeri tvorijo koloidni medij z vodo, ki je glede na pogoje lahko gost (v obliki gela) ali bolj tekoč (v obliki sola), tako v celotni citoplazmi kot v njenih posameznih delih. V hialoplazmi so različni organeli in vključki lokalizirani in medsebojno delujejo med seboj in okoljem hialoplazme. Poleg tega je njihova lokacija najpogosteje specifična za določene vrste celic. Skozi bilipidno membrano hialoplazma sodeluje z zunajceličnim okoljem. Posledično je hialoplazma dinamično okolje in ima pomembno vlogo pri delovanju posameznih organelov in življenju celic nasploh.

Citoplazemske tvorbe - organele

Organele (organele) so strukturne sestavine citoplazme. Imajo določeno obliko in velikost ter so obvezne citoplazemske strukture celice. Če jih ni ali so poškodovani, celica običajno izgubi sposobnost nadaljnjega obstoja. Številni organeli so sposobni delitve in samoreprodukcije. Njihove velikosti so tako majhne, ​​da jih je mogoče videti le z elektronskim mikroskopom.

Jedro

Jedro je najvidnejši in običajno največji organel celice. Prvi ga je podrobneje raziskal Robert Brown leta 1831. Jedro zagotavlja najpomembnejše presnovne in genetske funkcije celice. Je precej spremenljive oblike: lahko je kroglasta, ovalna, režnja ali v obliki leče.

Jedro ima pomembno vlogo v življenju celice. Celica, ki ji je bilo odstranjeno jedro, ne izloča več membrane in preneha rasti in sintetizirati snovi. V njem se intenzivirajo produkti razpada in uničenja, zaradi česar hitro odmre. Ne pride do tvorbe novega jedra iz citoplazme. Nova jedra nastanejo šele z delitvijo ali drobljenjem starega.

Notranja vsebina jedra je kariolimfa (jedrni sok), ki zapolnjuje prostor med strukturami jedra. Vsebuje enega ali več nukleolov, pa tudi znatno število molekul DNA, povezanih s specifičnimi proteini - histoni.

Struktura jedra

Nukleolus

Jedro, tako kot citoplazma, vsebuje pretežno RNK in specifične beljakovine. Njegova najpomembnejša naloga je, da tvori ribosome, ki izvajajo sintezo beljakovin v celici.

Golgijev aparat

Golgijev aparat je organel, ki je univerzalno porazdeljen v vseh vrstah evkariontskih celic. Je večnivojski sistem ploščatih membranskih vrečk, ki se po obodu zgostijo in tvorijo vezikularne procese. Najpogosteje se nahaja v bližini jedra.

Golgijev aparat

Golgijev aparat nujno vključuje sistem majhnih veziklov (mehurčkov), ki se ločijo od odebeljenih cistern (diskih) in se nahajajo vzdolž oboda te strukture. Ti vezikli igrajo vlogo znotrajceličnega transportnega sistema za specifične sektorske granule in lahko služijo kot vir celičnih lizosomov.

Funkcije Golgijevega aparata so tudi kopičenje, ločevanje in sproščanje zunaj celice s pomočjo veziklov produktov znotrajcelične sinteze, produktov razpada in strupenih snovi. Produkti sintetične aktivnosti celice, pa tudi različne snovi, ki vstopajo v celico iz okolja skozi kanale endoplazmatskega retikuluma, se prenašajo v Golgijev aparat, se kopičijo v tem organele in nato v obliki kapljic ali zrn vstopijo v citoplazmo. in jih uporablja celica sama ali pa jih izloči navzven. V rastlinskih celicah Golgijev aparat vsebuje encime za sintezo polisaharidov in sam polisaharidni material, ki se uporablja za gradnjo celične stene. Menijo, da sodeluje pri nastanku vakuol. Golgijev aparat je dobil ime po italijanskem znanstveniku Camillu Golgiju, ki ga je prvi odkril leta 1897.

Lizosomi

Lizosomi so majhni vezikli, omejeni z membrano, katerih glavna naloga je izvajanje znotrajcelične prebave. Uporaba lizosomskega aparata se pojavi med kalitvijo rastlinskega semena (hidroliza rezervnih hranil).

Zgradba lizosoma

Mikrotubule

Mikrotubuli so membranske, supramolekularne strukture, sestavljene iz beljakovinskih kroglic, razporejenih v spiralnih ali ravnih vrstah. Mikrotubule opravljajo pretežno mehansko (motorično) funkcijo, ki zagotavlja mobilnost in kontraktilnost celičnih organelov. Nahajajo se v citoplazmi, dajejo celici določeno obliko in zagotavljajo stabilnost prostorske razporeditve organelov. Mikrotubuli olajšajo premikanje organelov na mesta, ki jih določajo fiziološke potrebe celice. Precejšnje število teh struktur se nahaja v plazmalemi, blizu celične membrane, kjer sodelujejo pri tvorbi in orientaciji celuloznih mikrofibril rastlinskih celičnih sten.

Zgradba mikrotubulov

Vakuola

Vakuola je najpomembnejša sestavina rastlinskih celic. Je nekakšna votlina (rezervoar) v masi citoplazme, napolnjena z vodno raztopino mineralnih soli, aminokislin, organskih kislin, pigmentov, ogljikovih hidratov in ločena od citoplazme z vakuolno membrano - tonoplastom.

Citoplazma zapolnjuje celotno notranjo votlino le pri najmlajših rastlinskih celicah. Z rastjo celice se prostorska razporeditev sprva neprekinjene mase citoplazme bistveno spremeni: pojavijo se majhne vakuole, napolnjene s celičnim sokom, celotna masa pa postane gobasta. Z nadaljnjo rastjo celic se posamezne vakuole združijo in potisnejo plasti citoplazme na obrobje, zaradi česar oblikovana celica običajno vsebuje eno veliko vakuolo, citoplazma z vsemi organeli pa se nahaja v bližini membrane.

Vodotopne organske in mineralne spojine vakuol določajo ustrezne osmotske lastnosti živih celic. Ta raztopina določene koncentracije je nekakšna osmotska črpalka za kontrolirano prodiranje v celico in sproščanje vode, ionov in presnovnih molekul iz nje.

V kombinaciji s plastjo citoplazme in njenimi membranami, za katere so značilne polprepustne lastnosti, tvori vakuola učinkovit osmotski sistem. Osmotsko določeni so takšni indikatorji živih rastlinskih celic, kot so osmotski potencial, sesalna sila in turgorski tlak.

Zgradba vakuole

Plastidi

Plastidi so največji (po jedru) citoplazemski organeli, lastni samo celicam rastlinskih organizmov. Ne najdemo jih le v gobah. Plastidi igrajo pomembno vlogo pri presnovi. Od citoplazme so ločeni z dvojno membransko lupino, nekatere vrste pa imajo dobro razvit in urejen sistem notranjih membran. Vsi plastidi so istega izvora.

kloroplasti- najpogostejši in funkcionalno najpomembnejši plastidi fotoavtotrofnih organizmov, ki izvajajo fotosintetske procese, kar na koncu vodi do tvorbe organskih snovi in ​​sproščanja prostega kisika. Kloroplasti višjih rastlin imajo zapleteno notranjo zgradbo.

Zgradba kloroplasta

Velikosti kloroplastov v različnih rastlinah niso enake, v povprečju pa je njihov premer 4-6 mikronov. Kloroplasti se lahko premikajo pod vplivom gibanja citoplazme. Poleg tega pod vplivom osvetlitve opazimo aktivno gibanje kloroplastov ameboidnega tipa proti viru svetlobe.

Klorofil je glavna snov kloroplastov. Zahvaljujoč klorofilu lahko zelene rastline uporabljajo svetlobno energijo.

levkoplasti(brezbarvni plastidi) so jasno definirana citoplazemska telesca. Njihove velikosti so nekoliko manjše od velikosti kloroplastov. Njihova oblika je tudi bolj enotna, približuje se sferični.

Struktura levkoplasta

Najdemo ga v epidermalnih celicah, gomoljih in korenikah. Ob osvetlitvi se zelo hitro spremenijo v kloroplaste z ustrezno spremembo notranje strukture. Levkoplasti vsebujejo encime, s pomočjo katerih se iz odvečne glukoze, ki nastane med fotosintezo, sintetizira škrob, katerega glavnina se v obliki škrobnih zrn odloži v skladiščnih tkivih ali organih (gomolji, korenike, semena). Pri nekaterih rastlinah se maščobe odlagajo v levkoplaste. Rezervna funkcija levkoplastov se občasno kaže v tvorbi rezervnih beljakovin v obliki kristalov ali amorfnih vključkov.

Kromoplasti v večini primerov so derivati ​​kloroplastov, občasno - levkoplastov.

Struktura kromoplasta

Zorenje šipka, paprike in paradižnika spremlja preoblikovanje kloro- ali levkoplastov celic pulpe v karatinoidne plasti. Slednji vsebujejo pretežno rumene plastidne pigmente - karotenoide, ki se v njih, ko dozorijo, intenzivno sintetizirajo in tvorijo obarvane lipidne kapljice, trdne kroglice ali kristale. V tem primeru se klorofil uniči.

Mitohondrije

Mitohondriji so organeli, značilni za večino rastlinskih celic. Imajo spremenljivo obliko palic, zrn in niti. Leta 1894 ga je odkril R. Altman s svetlobnim mikroskopom, notranjo strukturo pa so preučevali pozneje z elektronskim mikroskopom.

Struktura mitohondrijev

Mitohondriji imajo strukturo z dvojno membrano. Zunanja membrana je gladka, notranja tvori izrastke različnih oblik – cevke v rastlinskih celicah. Prostor znotraj mitohondrija je zapolnjen s poltekočo vsebino (matriksom), ki vključuje encime, beljakovine, lipide, kalcijeve in magnezijeve soli, vitamine, pa tudi RNK, DNK in ribosome. Encimski kompleks mitohondrijev pospeši kompleksen in medsebojno povezan mehanizem biokemičnih reakcij, katerih posledica je nastanek ATP. V teh organelih se celice oskrbujejo z energijo – energija kemičnih vezi hranilnih snovi se v procesu celičnega dihanja pretvori v visokoenergijske vezi ATP. V mitohondrijih poteka encimska razgradnja ogljikovih hidratov, maščobnih kislin in aminokislin s sproščanjem energije in njeno kasnejšo pretvorbo v energijo ATP. Nakopičena energija se porabi za procese rasti, za nove sinteze itd. Mitohondriji se razmnožujejo z delitvijo in živijo približno 10 dni, nato pa se uničijo.

Endoplazemski retikulum

Endoplazmatski retikulum je mreža kanalov, cevk, veziklov in cistern, ki se nahajajo znotraj citoplazme. Leta 1945 ga je odkril angleški znanstvenik K. Porter in je sistem membran z ultramikroskopsko strukturo.

Zgradba endoplazmatskega retikuluma

Celotna mreža je združena v eno celoto z zunanjo celično membrano jedrske ovojnice. Obstajata gladek in hrapav ER, ki nosi ribosome. Na membranah gladkega ER so encimski sistemi, ki sodelujejo pri presnovi maščob in ogljikovih hidratov. Ta vrsta membrane prevladuje v semenskih celicah, bogatih z zalogovnimi snovmi (beljakovine, ogljikovi hidrati, olja); ribosomi so pritrjeni na zrnato membrano EPS, med sintezo proteinske molekule pa je polipeptidna veriga z ribosomi potopljena v kanal EPS. Funkcije endoplazmatskega retikuluma so zelo raznolike: transport snovi tako znotraj celice kot med sosednjimi celicami; delitev celice na ločene dele, v katerih hkrati potekajo različni fiziološki procesi in kemične reakcije.

Ribosomi

Ribosomi so nemembranski celični organeli. Vsak ribosom je sestavljen iz dveh delcev, ki nista enaki velikosti in ju je mogoče razdeliti na dva fragmenta, ki po združitvi v celoten ribosom še naprej ohranjata sposobnost sinteze beljakovin.

Struktura ribosoma

Ribosomi se sintetizirajo v jedru, nato pa ga zapustijo in se premaknejo v citoplazmo, kjer so pritrjeni na zunanjo površino membran endoplazmatskega retikuluma ali se nahajajo prosto. Glede na vrsto proteina, ki se sintetizira, lahko ribosomi delujejo sami ali pa so združeni v komplekse - poliribosome.

Zgradba celice

Človeško telo je tako kot vsak drug živ organizem sestavljeno iz celic. Imajo eno glavnih vlog v našem telesu. S pomočjo celic poteka rast, razvoj in razmnoževanje.

Zdaj pa se spomnimo definicije tega, kar se v biologiji običajno imenuje celica.

Celica je elementarna enota, ki sodeluje pri zgradbi in delovanju vseh živih organizmov, z izjemo virusov. Ima svoj metabolizem in je sposoben ne samo samostojnega obstoja, ampak tudi razvoja in samorazmnoževanja. Skratka, lahko zaključimo, da je celica najpomembnejši in nujen gradbeni material vsakega organizma.

Seveda je malo verjetno, da boste kletko videli s prostim očesom. Toda s pomočjo sodobnih tehnologij ima človek odlično priložnost ne le pregledati samo celico pod svetlobnim ali elektronskim mikroskopom, temveč tudi preučiti njeno strukturo, izolirati in gojiti njena posamezna tkiva ter celo dekodirati genetske celične informacije.

Zdaj pa si s pomočjo te slike vizualno ogledamo strukturo celice:

Zgradba celice

Toda zanimivo je, da se izkaže, da nimajo vse celice enake strukture. Obstaja nekaj razlik med celicami živega organizma in celicami rastlin. Navsezadnje rastlinske celice vsebujejo plastide, membrano in vakuole s celičnim sokom. Na sliki si lahko ogledate celično zgradbo živali in rastlin in vidite razliko med njimi:

Podrobnejše informacije o zgradbi rastlinskih in živalskih celic boste izvedeli z ogledom videa

Kot lahko vidite, čeprav so celice mikroskopske velikosti, je njihova struktura precej zapletena. Zato bomo zdaj prešli na podrobnejšo študijo strukture celice.

Plazemska membrana celice

Za oblikovanje in ločevanje celice od njene vrste obstaja membrana okoli človeške celice.

Ker ima membrana lastnost, da delno prepušča snovi skozi sebe, zaradi tega potrebne snovi vstopajo v celico, odpadne snovi pa se izločajo iz nje.

Običajno lahko rečemo, da je celična membrana ultramikroskopski film, ki je sestavljen iz dveh monomolekularnih plasti beljakovin in bimolekularne plasti lipidov, ki se nahaja med tema plastma.

Iz tega lahko sklepamo, da ima celična membrana pomembno vlogo v njeni zgradbi, saj opravlja vrsto specifičnih funkcij. Ima zaščitno, pregradno in povezovalno funkcijo med drugimi celicami ter za komunikacijo z okoljem.

Zdaj pa si podrobneje oglejmo sliko o strukturi membrane:

citoplazma

Naslednja sestavina notranjega okolja celice je citoplazma. Je poltekoča snov, v kateri se gibljejo in raztapljajo druge snovi. Citoplazma je sestavljena iz beljakovin in vode.

Znotraj celice poteka stalno gibanje citoplazme, kar imenujemo cikloza. Cikloza je lahko krožna ali mrežasta.

Poleg tega citoplazma povezuje različne dele celice. V tem okolju se nahajajo organeli celice.

Organeli so stalne celične strukture s posebnimi funkcijami.

Takšni organeli vključujejo strukture, kot so citoplazmatski matriks, endoplazmatski retikulum, ribosomi, mitohondriji itd.

Zdaj bomo poskušali pobližje pogledati te organele in ugotoviti, katere funkcije opravljajo.

citoplazma

Citoplazmatski matriks

Eden glavnih delov celice je citoplazemski matriks. Zahvaljujoč njej se v celici odvijajo procesi biosinteze, njene sestavine pa vsebujejo encime, ki proizvajajo energijo.

Citoplazmatski matriks

Endoplazemski retikulum

V notranjosti je območje citoplazme sestavljeno iz majhnih kanalov in različnih votlin. Ti kanali se povezujejo med seboj in tvorijo endoplazmatski retikulum. Takšna mreža je po svoji strukturi heterogena in je lahko zrnata ali gladka.


Endoplazemski retikulum

Celično jedro

Najpomembnejši del, ki je prisoten v skoraj vseh celicah, je celično jedro. Takšne celice, ki imajo jedro, imenujemo evkarionti. Vsako celično jedro vsebuje DNK. Je snov dednosti in v njej so šifrirane vse lastnosti celice.

Celično jedro

kromosomi

Če pogledate strukturo kromosoma pod mikroskopom, lahko vidite, da je sestavljen iz dveh kromatid. Praviloma po delitvi jedra kromosom postane monokromatid. Toda do začetka naslednje delitve se na kromosomu pojavi še en kromatid.

kromosomi

Celični center

Pri pregledu celičnega središča lahko vidite, da je sestavljen iz matičnega in hčerinskega centriola. Vsak tak centriol je valjast predmet, stene tvori devet trojčkov cevk, v sredini pa je homogena snov.

S pomočjo takšnega celičnega središča pride do delitve celic živali in nižjih rastlin.

Celični center

Ribosomi

Ribosomi so univerzalni organeli v živalskih in rastlinskih celicah. Njihova glavna naloga je sinteza beljakovin v funkcionalnem središču.

Ribosomi

Mitohondrije

Tudi mitohondriji so mikroskopski organeli, vendar imajo za razliko od ribosomov dvomembransko zgradbo, pri kateri je zunanja membrana gladka, notranja pa ima izrastke različnih oblik, ki jih imenujemo kriste. Mitohondriji imajo vlogo dihalnega in energijskega središča

Mitohondrije

Golgijev aparat

Toda s pomočjo Golgijevega aparata se snovi kopičijo in prenašajo. Tudi zahvaljujoč tej napravi pride do tvorbe lizosomov in sinteze lipidov in ogljikovih hidratov.

Po strukturi je Golgijev aparat podoben posameznim telesom srpaste ali paličaste oblike.

Golgijev aparat

Plastidi

Toda plastidi za rastlinsko celico igrajo vlogo energetske postaje. Nagnjeni so k preobrazbi iz ene vrste v drugo. Plastide delimo na sorte, kot so kloroplasti, kromoplasti in levkoplasti.

Plastidi

Lizosomi

Prebavna vakuola, ki je sposobna raztapljati encime, se imenuje lizosom. So mikroskopski enomembranski organeli, ki imajo zaobljeno obliko. Njihovo število je neposredno odvisno od tega, kako vitalna je celica in v kakšnem fizičnem stanju je.

V primeru, da je lizosomska membrana uničena, je celica sposobna prebaviti samo sebe.

Lizosomi

Načini hranjenja celice

Zdaj pa poglejmo načine za hranjenje celic:

Način hranjenja celice

Tu je treba opozoriti, da beljakovine in polisaharidi prodrejo v celico s fagocitozo, kapljice tekočine pa s pinocitozo.

Metoda hranjenja živalskih celic, pri kateri vstopajo hranila, se imenuje fagocitoza. In tako univerzalni način hranjenja katere koli celice, pri katerem hranila vstopajo v celico že v raztopljeni obliki, se imenuje pinocitoza.

Veda, ki proučuje zgradbo in delovanje celic, se imenuje citologija.

Celica- osnovna strukturna in funkcionalna enota živih bitij.

Celice so kljub svoji majhnosti zelo kompleksne. Notranja poltekoča vsebina celice se imenuje citoplazma.

Citoplazma je notranje okolje celice, kjer potekajo različni procesi in se nahajajo celične sestavine – organele (organele).

Celično jedro

Celično jedro je najpomembnejši del celice.
Jedro je ločeno od citoplazme z lupino, sestavljeno iz dveh membran. Jedrska membrana ima številne pore, tako da lahko različne snovi vstopajo v jedro iz citoplazme in obratno.
Notranja vsebina jedra se imenuje karioplazmo oz jedrski sok. Nahaja se v jedrnem soku kromatin in nukleolus.
Kromatin je veriga DNK. Če se celica začne deliti, se niti kromatina tesno navijejo v spiralo okoli posebnih beljakovin, kot niti na kolutu. Takšne goste formacije so jasno vidne pod mikroskopom in se imenujejo kromosomi.

Jedro vsebuje genetske informacije in nadzoruje življenje celice.

Nukleolus je gosto okroglo telo znotraj jedra. Običajno je v celičnem jedru od enega do sedem nukleolov. Jasno so vidni med celičnimi delitvami, med delitvijo pa se uničijo.

Funkcija nukleolov je sinteza RNA in beljakovin, iz katerih nastanejo posebni organeli - ribosomi.
Ribosomi sodelujejo pri biosintezi beljakovin. V citoplazmi se ribosomi najpogosteje nahajajo na hrapav endoplazmatski retikulum. Manj pogosto so prosto suspendirane v citoplazmi celice.

Endoplazmatski retikulum (ER) sodeluje pri sintezi celičnih beljakovin in transportu snovi znotraj celice.

Pomemben del snovi, ki jih sintetizira celica (beljakovine, maščobe, ogljikovi hidrati), se ne porabi takoj, ampak skozi kanale EPS vstopi za shranjevanje v posebnih votlinah, položenih v svojevrstne nize, "cisterne", in ločene od citoplazme z membrano. . Te votline se imenujejo Golgijev aparat (kompleks). Najpogosteje se cisterne Golgijevega aparata nahajajo blizu celičnega jedra.
Golgijev aparat sodeluje pri preoblikovanju celičnih beljakovin in sintetizira lizosomi- prebavni organeli celice.
Lizosomi So prebavni encimi, »zapakirani« v membranske vezikle, brsteče in razporejeni po citoplazmi.
V Golgijevem kompleksu se kopičijo tudi snovi, ki jih celica sintetizira za potrebe celotnega organizma in se iz celice odvajajo navzven.

Mitohondrije- energijski organeli celic. Pretvarjajo hranila v energijo (ATP) in sodelujejo pri dihanju celic.

Mitohondriji so prekriti z dvema membranama: zunanja membrana je gladka, notranja pa ima številne gube in izbokline - kriste.

Plazemska membrana

Da je celica enoten sistem, morajo biti vsi njeni deli (citoplazma, jedro, organeli) povezani. V ta namen se je v procesu evolucije razvil plazemska membrana, ki obdaja vsako celico in jo ločuje od zunanjega okolja. Zunanja membrana ščiti notranjo vsebino celice - citoplazmo in jedro - pred poškodbami, ohranja stalno obliko celice, zagotavlja komunikacijo med celicami, selektivno prepušča potrebne snovi v celico in odstranjuje presnovne produkte iz celice.

Zgradba membrane je v vseh celicah enaka. Osnova membrane je dvojna plast lipidnih molekul, v kateri se nahajajo številne beljakovinske molekule. Nekateri proteini se nahajajo na površini lipidne plasti, drugi prodirajo skozi obe plasti lipidov skozi in skozi.

Posebne beljakovine tvorijo najfinejše kanale, skozi katere lahko kalijevi, natrijevi, kalcijevi ioni in nekateri drugi ioni majhnega premera prehajajo v ali iz celice. Večji delci (molekule hranil – beljakovine, ogljikovi hidrati, lipidi) pa ne morejo skozi membranske kanale in vstopiti v celico z fagocitoza oz pinocitoza:

• Na mestu, kjer se delec hrane dotakne zunanje membrane celice, nastane vdolbina in delec vstopi v celico, obdano z membrano. Ta proces se imenuje fagocitoza (rastlinske celice so prekrite z gosto plastjo vlaken (celična membrana) na vrhu zunanje celične membrane in ne morejo zajemati snovi s fagocitozo).
• Pinocitoza se od fagocitoze razlikuje le po tem, da v tem primeru invaginacija zunanje membrane ne zajema trdnih delcev, temveč kapljice tekočine s snovmi, raztopljenimi v njej. To je eden glavnih mehanizmov za prodiranje snovi v celico.

Vabimo vas, da se seznanite z gradivi in.

: celulozna membrana, membrana, citoplazma z organeli, jedro, vakuole s celičnim sokom.

Prisotnost plastidov je glavna značilnost rastlinske celice.

Funkcije celične membrane- določa obliko celice, ščiti pred okoljskimi dejavniki.

Plazemska membrana- tanek film, sestavljen iz medsebojno delujočih molekul lipidov in beljakovin, ločuje notranjo vsebino od zunanjega okolja, zagotavlja transport vode, mineralov in organskih snovi v celico z osmozo in aktivnim transportom ter odstranjuje odpadne snovi.

citoplazma- notranje poltekoče okolje celice, v katerem se nahajajo jedro in organeli, zagotavlja povezave med njimi in sodeluje v osnovnih življenjskih procesih.

Endoplazemski retikulum- mreža razvejanih kanalov v citoplazmi. Sodeluje pri sintezi beljakovin, lipidov in ogljikovih hidratov ter pri transportu snovi. Ribosomi so telesca, ki se nahajajo na ER ali v citoplazmi in so sestavljena iz RNK in beljakovin ter sodelujejo pri sintezi beljakovin. EPS in ribosomi so en sam aparat za sintezo in transport beljakovin.

Mitohondrije- organele, ločene od citoplazme z dvema membranama. V njih se oksidirajo organske snovi in ​​s sodelovanjem encimov sintetizirajo molekule ATP. Povečanje površine notranje membrane, na kateri se nahajajo encimi zaradi krist. ATP je energijsko bogata organska snov.

Plastidi(kloroplasti, levkoplasti, kromoplasti), njihova vsebnost v celici je glavna značilnost rastlinskega organizma. Kloroplasti so plastidi, ki vsebujejo zeleni pigment klorofil, ki absorbira svetlobno energijo in jo uporablja za sintezo organskih snovi iz ogljikovega dioksida in vode. Kloroplasti so od citoplazme ločeni z dvema membranama, številnimi izrastki – granami na notranji membrani, v katerih se nahajajo molekule klorofila in encimi.

Golgijev kompleks- sistem votlin, ločenih od citoplazme z membrano. Kopičenje beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov v njih. Izvajanje sinteze maščob in ogljikovih hidratov na membranah.

Lizosomi- telesca, ločena od citoplazme z eno samo membrano. Encimi, ki jih vsebujejo, pospešujejo razgradnjo kompleksnih molekul v enostavne: beljakovin v aminokisline, sestavljenih ogljikovih hidratov v enostavne, lipidov v glicerol in maščobne kisline, uničujejo pa tudi odmrle dele celice in celotne celice.

Vakuole- votline v citoplazmi, napolnjene s celičnim sokom, mesto kopičenja rezervnih hranilnih in škodljivih snovi; uravnavajo vsebnost vode v celici.

Jedro- glavni del celice, na zunanji strani prekrit z dvomembransko jedrno ovojnico, preluknjano v pore. Snovi vstopijo v jedro in se iz njega odstranijo skozi pore. Kromosomi so nosilci dednih informacij o značilnostih organizma, glavnih strukturah jedra, od katerih je vsaka sestavljena iz ene molekule DNA v kombinaciji z beljakovinami. Jedro je mesto sinteze DNA, mRNA in rRNA.

Prisotnost zunanje membrane, citoplazme z organeli in jedra s kromosomi.

Zunanja ali plazemska membrana- razmejuje vsebino celice od okolja (druge celice, medcelična snov), sestoji iz lipidnih in beljakovinskih molekul, zagotavlja komunikacijo med celicami, transport snovi v celico (pinocitoza, fagocitoza) in iz celice.

citoplazma- notranje poltekoče okolje celice, ki zagotavlja komunikacijo med jedrom in organeli, ki se nahajajo v njem. Glavni življenjski procesi potekajo v citoplazmi.

Celični organeli:

1) endoplazmatski retikulum (ER)- sistem razvejanih tubulov, sodeluje pri sintezi beljakovin, lipidov in ogljikovih hidratov, pri transportu snovi v celici;

2) ribosomi- telesca, ki vsebujejo rRNA, se nahajajo na ER in v citoplazmi in sodelujejo pri sintezi beljakovin. EPS in ribosomi so en sam aparat za sintezo in transport beljakovin;

3) mitohondrije- "električne postaje" celice, ločene od citoplazme z dvema membranama. Notranji tvori kriste (gube), s čimer poveča svojo površino. Encimi na kristah pospešujejo oksidacijo organskih snovi in ​​sintezo energijsko bogatih molekul ATP;

4) Golgijev kompleks- skupina votlin, omejenih z membrano od citoplazme, napolnjenih z beljakovinami, maščobami in ogljikovimi hidrati, ki se bodisi uporabljajo v vitalnih procesih ali odstranijo iz celice. Membrane kompleksa izvajajo sintezo maščob in ogljikovih hidratov;

5) lizosomi- z encimi napolnjena telesa pospešujejo razgradnjo beljakovin v aminokisline, lipidov v glicerol in maščobne kisline, polisaharidov v monosaharide. V lizosomih se uničijo odmrli deli celice, cele celice.

Celične vključitve- kopičenja rezervnih hranil: beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov.

Jedro- najpomembnejši del celice. Prekrit je z dvojno membransko lupino z porami, skozi katere nekatere snovi prodrejo v jedro, druge pa v citoplazmo. Kromosomi so glavne strukture jedra, nosilci dednih informacij o značilnostih organizma. Prenaša se med delitvijo matične celice na hčerinske celice in z zarodnimi celicami na hčerinske organizme. Jedro je mesto sinteze DNA, mRNA in rRNA.

Vaja:

Pojasnite, zakaj organele imenujemo specializirane celične strukture?

odgovor: organele imenujemo specializirane celične strukture, saj opravljajo strogo določene funkcije, dedne informacije so shranjene v jedru, ATP se sintetizira v mitohondrijih, fotosinteza poteka v kloroplastih itd.

Če imate vprašanja o citologiji, se lahko obrnete na

ZGRADBA IN FUNKCIJE CELICE

Celica je osnovna enota strukture in življenjske aktivnosti vseh organizmov (razen virusov, ki jih pogosto imenujemo necelične oblike življenja), ki ima lasten metabolizem, sposoben samostojnega obstoja, samoreprodukcije in razvoja. Vsi živi organizmi so sestavljeni iz številnih celic (večcelične živali, rastline in gobe) ali pa so enocelični organizmi (številne praživali in bakterije). Veja biologije, ki proučuje zgradbo in delovanje celic, se imenuje citologija. V zadnjem času je postalo običajno govoriti tudi o celični biologiji, oz celična biologija.

Običajno so velikosti rastlinskih in živalskih celic v premeru od 5 do 20 mikronov. Tipična bakterijska celica je veliko manjša - pribl. 2 mikrona, najmanjša znana pa je 0,2 mikrona.

Nekatere prostoživeče celice, kot so protozoji, kot so foraminifere, lahko dosežejo nekaj centimetrov; vedno imajo veliko jeder. Celice tankih rastlinskih vlaken dosežejo dolžino enega metra, procesi živčnih celic pa pri velikih živalih dosežejo več metrov. S takšno dolžino je prostornina teh celic majhna, površina pa zelo velika.

Največje celice so neoplojena ptičja jajca, napolnjena z rumenjakom. Največje jajce (in s tem največja celica) je pripadalo izumrli ogromni ptici - Aepyornis. Predvidoma je njegov rumenjak tehtal pribl. 3,5 kg. Največje jajce med živimi vrstami pripada noju, njegov rumenjak tehta cca. 0,5 kg

Nekoč so celico obravnavali kot bolj ali manj homogeno kapljico organske snovi, ki so jo imenovali protoplazma ali živa snov. Ta izraz je postal zastarel, ko so odkrili, da je celica sestavljena iz številnih jasno ločenih struktur, imenovanih celični organeli ("majhni organi").

Prvi, ki je videl celice, je bil angleški znanstvenik Robert Hooke (pri nas poznan po Hookovem zakonu). Leta 1665 je Hooke, ko je poskušal razumeti, zakaj je pluta tako dobro plavala, začel pregledovati tanke dele plute z izboljšanim imikroskopom. Ugotovil je, da je zamašek razdeljen na veliko drobnih celic, ki so ga spominjale na satje v čebeljih panjih, in te celice je poimenoval celice.

Leta 1675 je italijanski zdravnik M. Malpighi, leta 1682 pa angleški botanik N. Rast je potrdil celično zgradbo rastlin. O celici so začeli govoriti kot o »viali, napolnjeni s hranljivim sokom«. Leta 1674 je nizozemski mojster Anthony van Leeuwenhoek(Anton van Leeuwenhoek, 1632-1723) je z mikroskopom prvič videl "živali" v kapljici vode - premikajoče se žive organizme (ciliate, amebe, bakterije). Leeuwenhoek je bil tudi prvi, ki je opazoval živalske celice – eritrocite in semenčice. Tako so že v začetku 18. stoletja znanstveniki vedeli, da imajo rastline celično zgradbo pod veliko povečavo, in videli nekaj organizmov, ki so kasneje dobili ime enocelični. V letih 1802-1808 je francoski raziskovalec Charles-François Mirbel odkril, da so vse rastline sestavljene iz tkiv, ki jih tvorijo celice.J. B. Lamarck leta 1809

razširil Mirbelovo idejo o celični zgradbi na živalske organizme. Leta 1825 je češki znanstvenik I. Purkine je odkril jedro ptičje jajčne celice in leta 1839 uvedel izraz protoplazma. Leta 1831 je angleški botanik R. Brown je prvi opisal jedro rastlinske celice in leta 1833 ugotovil, da je jedro obvezni organel rastlinske celice. Od takrat velja, da glavna stvar v organizaciji celic ni membrana, temveč vsebina.

Metode raziskovanja celic

Celice smo prvič videli šele po nastanku svetlobnih mikroskopov, od takrat pa vse do danes ostaja mikroskopija ena najpomembnejših metod preučevanja celic. Svetlobna (optična) mikroskopija je kljub razmeroma nizki ločljivosti omogočila opazovanje živih celic. V dvajsetem stoletju je bila izumljena elektronska mikroskopija, ki je omogočila preučevanje ultrastrukture celic.

Pri preučevanju oblike in strukture celic je bil prvo orodje svetlobni mikroskop. Njegova ločljivost je omejena z dimenzijami, primerljivimi z valovno dolžino svetlobe (0,4–0,7 μm za vidno svetlobo). Vendar pa je veliko elementov celične strukture veliko manjših.

Druga težava je, da je večina celičnih komponent prozornih in ima skoraj enak lomni količnik kot voda. Za izboljšanje vidnosti se pogosto uporabljajo barvila, ki imajo različne afinitete do različnih celičnih komponent. Barvanje se uporablja tudi za preučevanje celične kemije. Na primer, nekatera barvila se prednostno vežejo na nukleinske kisline in s tem razkrijejo svojo lokalizacijo v celici. Majhen del barvil

- imenujemo jih intravitalne - lahko jih uporabimo za barvanje živih celic, običajno pa je treba celice najprej fiksirati (z beljakovinskimi koagulacijskimi snovmi) in šele nato obarvati.

Pred izvedbo študije se celice ali koščki tkiva običajno vstavijo v parafin ali plastiko in nato z mikrotomom razrežejo na zelo tanke dele. Ta metoda se pogosto uporablja v kliničnih laboratorijih za identifikacijo tumorskih celic. Poleg klasične svetlobne mikroskopije so se razvile tudi druge optične metode za preučevanje celic: fluorescenčna mikroskopija, faznokontrastna mikroskopija, spektroskopija in rentgenska difrakcijska analiza.

Optična mikroskopija

V optičnem mikroskopu se povečava predmeta doseže z nizom leč, skozi katere prehaja svetloba. Največja povečava, ki jo lahko doseže optični mikroskop, je približno 1000. Druga pomembna značilnost je

ločljivost je le približno 200 nm; tako dovoljenje je bilo prejeto na koncu

XIX stoletje. Tako so najmanjše strukture, ki jih lahko opazujemo pod optičnim mikroskopom, mitohondriji in bakterije, katerih linearna velikost je približno 500 nm. Predmeti, manjši od 200 nm, pa so v svetlobnem mikroskopu vidni le, če sami oddajajo svetlobo. Ta funkcija se uporablja v fluorescenčna mikroskopija, ko se celične strukture ali posamezni proteini vežejo na posebne fluorescentne proteine ​​ali protitelesa s fluorescentnimi oznakami. Na kakovost slike, pridobljene z optičnim mikroskopom, vpliva tudi kontrast - povečati ga je mogoče z različnimi metodami obarvanja celic. Fazni kontrast, diferencialni interferenčni kontrast in mikroskopija temnega polja se uporabljajo za preučevanje živih celic. Konfokalni mikroskopi lahko izboljšajo kakovost fluorescentnih slik.

Elektronska mikroskopija

V 30. letih 20. stoletja so zasnovali elektronski mikroskop, pri katerem namesto svetlobe skozi predmet spuščajo žarek elektronov. Teoretična meja ločljivosti za sodobne elektronske mikroskope je približno 0,002 nm, vendar je iz praktičnih razlogov za biološke objekte dosežena le približno 2 nm ločljivost. Z elektronskim mikroskopom lahko preučujete ultrastrukturo celic. Obstajata dve glavni vrsti elektronske mikroskopije:

skeniranje in prenos.

Za preučevanje površine predmeta se uporablja vrstična (raster) elektronska mikroskopija (SEM). Vzorci so pogosto prevlečeni s tanko plastjo zlata. SEM

vam omogoča, da dobite tridimenzionalne slike. Transmisijska elektronska mikroskopija (TEM) - uporablja se za preučevanje notranjih

celično zgradbo. Žarek elektronov gre skozi predmet, ki je bil predhodno obdelan s težkimi kovinami, ki se kopičijo v določenih strukturah in povečujejo njihovo elektronsko gostoto. Elektroni so razpršeni na področja celice z večjo gostoto elektronov, zaradi česar so ta področja na slikah videti temnejša.

Frakcioniranje celic. Za ugotavljanje delovanja posameznih celičnih komponent je pomembno, da jih izoliramo v čisti obliki, najpogosteje se to naredi z diferencialno metodo. centrifugiranje. Razvite so bile metode za pridobivanje čistih frakcij katerega koli celičnega organela. Proizvodnja frakcij se začne z uničenjem plazemske membrane in nastankom celičnega homogenata. Homogenat zaporedno centrifugiramo pri različnih hitrostih, pri čemer lahko na prvi stopnji dobimo štiri frakcije: (1) jedra in velike delce celic, (2) mitohondrije, plastide, lizosome in peroksisome, (3) mikrosome - Golgijeve vezikle in endoplazmatski retikulum. , (4) ribosomi, proteini in manjše molekule bodo ostali v supernatantu. Nadaljnje diferencialno centrifugiranje vsake od mešanih frakcij omogoča pridobivanje čistih pripravkov organelov, na katere je mogoče uporabiti različne biokemične in mikroskopske metode.

Zgradba celice

Vse celične oblike življenja na Zemlji lahko razdelimo v dve superkraljestvi glede na strukturo njihovih sestavnih celic:

prokarioti (prenuklearni) - enostavnejši v strukturi;

evkarionti (jedrni) so bolj zapleteni. Celice, ki sestavljajo človeško telo, so evkariontske.

Kljub raznolikosti oblik je organizacija celic vseh živih organizmov podvržena skupnim strukturnim načelom.

Prokariontska celica

Prokarionti (lat. pro - pred, pred igro κάρῠον - sredica, oreh) so organizmi, ki za razliko od evkariontov nimajo izoblikovanega celičnega jedra in drugih notranjih membranskih organelov (z izjemo ploščatih rezervoarjev pri fotosintetskih vrstah npr. ucianobakterije). Edina velika krožna (pri nekaterih vrstah linearna) dvoverižna molekula DNK, ki vsebuje večji del genetskega materiala celice (tako imenovani nukleoid), ne tvori kompleksa s histonskimi proteini (tako imenovani kromatin). ). Prokarionti vključujejo bakterije, vključno s cianobakterijami (modrozelene alge) in arheje. Glavna vsebina celice, ki zapolnjuje celotno prostornino, je viskozna granula

citoplazma.

Evkariontska celica

Evkarionti (evkarioti) (grško ευ - dober, popolnoma in κάρῠον - jedro, oreh)

Organizmi, ki imajo za razliko od prokariontov oblikovano celično jedro, ki je od citoplazme omejeno z jedrno ovojnico. Genetski material je vsebovan v več linearnih dvoverižnih molekulah DNA (odvisno od vrste organizma se njihovo število na jedro lahko giblje od dve do nekaj sto), pritrjenih od znotraj na membrano celičnega jedra in tvorijo kompleks z histonske beljakovine v veliki večini, imenovane kromatin.

Zgradba evkariontske celice. Shematski prikaz živalske celice.

Nekatere celice, predvsem rastlinske in bakterijske, imajo zunanjo celične stene. V višjih rastlinah je sestavljen iz celuloze. Celična stena igra izjemno pomembno vlogo: je zunanji okvir, zaščitna lupina in zagotavlja turgor rastlinskim celicam: voda, soli in molekule številnih organskih snovi prehajajo skozi celično steno.Živalske celice praviloma nimajo celične stene.

Nahaja se pod celično steno rastline plazemska membrana ali plazmalema. Debelina plazemske membrane je približno 10 nm, preučevanje njene strukture in funkcij je mogoče le z elektronskim mikroskopom.

Notranjost celice je napolnjena s citoplazmo, v kateri se nahajajo različni organeli in celični vključki, pa tudi genetski material v obliki molekule DNA. Vsak organel celice opravlja svojo posebno funkcijo, vsi skupaj pa določajo vitalno aktivnost celice kot celote.

Plazemska membrana opravlja predvsem razmejevalno funkcijo v odnosu do zunanjega

celično okolje. Je dvojna plast molekul (bimolekularna plast ali dvosloj). To so predvsem molekule fosfolipidov in drugih njim sorodnih snovi. Molekule lipidov imajo dvojno naravo, kar se kaže v tem, kako se obnašajo v odnosu do vode. Glave molekul so hidrofilne, tj. imajo afiniteto do vode, njihovi ogljikovodikovi repi pa so hidrofobni. Zato lipidi pri mešanju z vodo na svoji površini tvorijo film, podoben oljnemu filmu; Poleg tega so vse njihove molekule usmerjene na enak način: glave molekul so v vodi, ogljikovodikovi repi pa nad njeno površino.

IN Celična membrana ima dve takšni plasti in v vsaki od njih so glave molekul obrnjene navzven, repi pa v notranjost membrane, ena proti drugi, tako da ne pridejo v stik z vodo.

Poleg glavnih lipidnih komponent vsebuje velike beljakovinske molekule, ki lahko »lebdijo« v lipidnem dvosloju in so razporejene tako, da je ena stran obrnjena v notranjost celice, druga pa v stiku z zunanjim okoljem. Nekateri proteini se nahajajo le na zunanji ali samo na notranji površini membrane ali pa so le delno potopljeni v lipidni dvosloj.

Glavna naloga celične membrane je uravnavanje transporta snovi v celico in iz nje.

Obstaja več mehanizmov za prenos snovi skozi membrano:

Difuzija je prodiranje snovi skozi membrano po koncentracijskem gradientu (od območja, kjer je njihova koncentracija višja, do območja, kjer je njihova koncentracija nižja). Difuzni transport snovi poteka s sodelovanjem membranskih proteinov, ki vsebujejo molekularne pore (voda, ioni) ali s sodelovanjem lipidne faze (za snovi, topne v maščobi).

Olajšana difuzija- posebni membranski nosilni proteini se selektivno vežejo na en ali drug ion ali molekulo in jih prenašajo skozi membrano.

Aktivni prevoz. Ta mehanizem zahteva energijo in služi za transport snovi proti njihovemu koncentracijskemu gradientu. Izvajajo ga posebni

nosilne beljakovine, ki tvorijo tako imenovane ionske črpalke. Najbolj raziskana je Na+ /K+ črpalka v živalskih celicah, ki aktivno črpa Na+ ione, medtem ko absorbira K+ ione.

IN V kombinaciji z aktivnim transportom ionov različni sladkorji, nukleotidi in aminokisline prodrejo v celico skozi citoplazmatsko membrano.

Ta selektivna prepustnost je fiziološko zelo pomembna in njena odsotnost

– prvi dokaz celične smrti. To je enostavno ponazoriti s primerom pese. Če živo pesno korenino potopimo v hladno vodo, ohrani pigment; če peso skuhamo, celice odmrejo, postanejo lahko prepustne in izgubijo pigment, zaradi česar se voda obarva rdeče.

Celica lahko "pogoltne" velike molekule, kot so beljakovine. Pod vplivom določenih proteinov, če so prisotni v tekočini, ki obdaja celico, pride do invaginacije celične membrane, ki se nato zapre in tvori vezikel - majhno vakuolo, ki vsebuje vodo in beljakovinske molekule; Po tem membrana okoli vakuole poči in vsebina vstopi v celico. Ta proces se imenuje pinocitoza (dobesedno "pitje celice") ali endocitoza.

Večje delce, na primer delce hrane, lahko absorbiramo na podoben način med t.i. fagocitoza. Običajno je vakuola, ki nastane med fagocitozo, večja in hrano prebavijo lizosomski encimi znotraj vakuole, preden okoliška membrana poči. Ta vrsta prehrane je značilna za praživali, kot so amebe, ki jedo bakterije.

Eksocitoza (exo - out), zahvaljujoč njej celica odstrani znotrajcelične produkte ali neprebavljene ostanke, zaprte v vakuole ali vezikle. Mehurček se približa citoplazemski membrani, se z njo spoji in njegova vsebina se sprosti v okolje. Tako se izločajo prebavni encimi, hormoni, hemiceluloza itd.

Zgradba citoplazme.

Tekočo komponento citoplazme imenujemo tudi citosol. Pod svetlobnim mikroskopom se je zdelo, da je celica napolnjena z nečim podobnim tekoči plazmi ali solu, v katerem "lebdijo" jedro in drugi organeli. Pravzaprav to ni res. Notranji prostor evkariontske celice je strogo urejen. Gibanje organelov je usklajeno s pomočjo specializiranih transportnih sistemov, tako imenovanih mikrotubulov, ki služijo kot znotrajcelične »ceste«, ter posebnih proteinov, dineinov in kinezinov, ki igrajo vlogo »motorjev«. Posamezne beljakovinske molekule tudi ne difundirajo prosto po celotnem znotrajceličnem prostoru, ampak so usmerjene v potrebne predelke s pomočjo posebnih signalov na svoji površini, ki jih prepoznajo transportni sistemi celice.

Endoplazemski retikulum

V evkariontski celici obstaja sistem membranskih predelkov, ki prehajajo drug v drugega (cevi in ​​rezervoarji),

ki se imenuje Endoplazemski retikulum(oz Endoplazemski retikulum, EPR ali EPS). Tisti del ER, na katerega membrane so pritrjeni ribosomi, se imenuje zrnata (ali groba) endoplazma

retikulum, na njegovih membranah pride do sinteze beljakovin. Tiste predelke, ki nimajo ribosomov na svojih stenah, uvrščamo med gladke ER, ki sodelujejo pri sintezi lipidov. Notranji prostori gladkega in zrnatega ER niso izolirani, ampak prehajajo drug v drugega in komunicirajo z lumensko-jedrno membrano. Tubuli se odpirajo tudi na površini celice, endoplazmatski retikulum pa ima tako vlogo aparata, preko katerega lahko zunanje okolje neposredno vpliva na celotno vsebino celice.

Drobna telesca, imenovana ribosomi, pokrivajo površino hrapavega endoplazmatskega retikuluma, zlasti v bližini jedra. Premer ribosomov je približno 15 nm. Vsak ribosom je sestavljen iz dveh neenakomernih delcev, majhnega in velikega, katerih glavna naloga je sinteza beljakovin; sporočilna RNA in aminokisline, povezane s prenosno RNA, so pritrjene na njihovo površino. Sintetizirani proteini se najprej kopičijo v kanalih in votlinah endoplazmatskega retikuluma in se nato transportirajo do organelov in celičnih mest, kjer se porabijo.

Golgijev aparat

Golgijev aparat (Golgijev kompleks)

Je kup ploščatih membranskih vrečk, nekoliko razširjenih bližje robom. V rezervoarjih Golgijevega aparata zorijo nekateri proteini, sintetizirani na membranah zrnatega ER in namenjeni izločanju ali tvorbi lizosomov. Golgijev aparat je asimetričen - cisterne, ki se nahajajo bližje celičnemu jedru (cis-Golgi), vsebujejo najmanj zrele beljakovine; na te cisterne so stalno pritrjeni membranski vezikli - vezikli, ki brstijo iz endoplazmatskega retikuluma. Očitno s pomočjo istih veziklov pride do nadaljnjega premikanja dozorelih beljakovin iz enega rezervoarja v drugega. Sčasoma z nasprotnega konca organele

(trans-Golgijevi) vezikli, ki vsebujejo popolnoma zrele beljakovine, brstijo.

Lizosomi

Lizosomi (grško "lyseo" - raztapljam, "soma" - telo) so majhna okrogla telesa. Ti membranski celični organeli so ovalne oblike in imajo premer 0,5 mikrona.Izvirajo iz Golgijevega aparata in morda iz endoplazmatskega retikuluma. Lizosomi vsebujejo različne encime, ki razgrajujejo velike molekule: beljakovine, maščobe, ogljikove hidrate, nukleinske kisline. Ti encimi so zaradi svojega destruktivnega delovanja tako rekoč »zaklenjeni« v lizosomih in se sproščajo le, ko je to potrebno. Če pa lizosom

poškoduje katerikoli zunanji vpliv, uniči celotno celico ali njen del.

Med znotrajcelično prebavo se encimi sproščajo iz lizosomov v prebavne vakuole.

Ko so celice izstradane, lizosomi prebavijo nekatere organele, ne da bi celico ubili. Ta delna prebava celici za nekaj časa zagotovi potrebni minimum hranil.

Lizosomi, ki imajo sposobnost aktivne prebave hranil, sodelujejo pri odstranjevanju celičnih delov, celih celic in organov, ki umrejo med življenjsko aktivnostjo. Na primer, izginotje repa pri paglavcu žabe se pojavi pod delovanjem lizosomskih encimov.V tem primeru je to normalno in koristno za telo, včasih pa je takšno uničenje celic patološko. Na primer, ko azbestni prah vdihavamo, lahko prodre v pljučne celice, nato pa počijo lizosomi, uničijo se celice in razvije se pljučna bolezen.

Informacijski center celice, kraj shranjevanja in razmnoževanja dednih informacij, ki določa vse lastnosti dane celice in organizma kot celote, je jedro. Odstranitev jedra iz celice praviloma vodi v njeno hitro smrt. Oblika in velikost celičnega jedra je zelo spremenljiva in je odvisna od vrste organizma, pa tudi od vrste, starosti in funkcionalnega stanja celice. Splošni načrt

Zgradba jedra je v vseh evkariontskih celicah enaka. Celično jedro sestavljajo jedrska membrana, jedrni matriks (nukleoplazma), kromatin in nukleolus (eno ali več). Vsebina jedra je od citoplazme ločena z dvojno membrano ali t.i jedrsko ovojnico. Zunanja membrana na nekaterih mestih prehaja v kanale endoplazmatskega retikuluma; nanj so pritrjeni ribosomi.V celičnem jedru so molekule DNA, na katerih je zapisana genetska informacija organizma. . To določa vodilno vlogo celičnega jedra pri dedovanju. V jedru se pojavi replikacija - podvojitev molekul DNK, pa tudi transkripcija - sinteza molekul RNK na matriki DNK. Sestavljanje ribosomov poteka tudi v jedru, v posebnih tvorbah, imenovanih nukleoli. Jedrni ovoj je prepreden s številnimi porami, katerih premer je približno 90 nm. Zaradi prisotnosti por, ki zagotavljajo selektivno prepustnost, jedrska ovojnica nadzoruje izmenjavo snovi med jedrom in citoplazmo.

fibrilarne strukture, ki se nahajajo v citoplazmi celice: mikrotubule, aktin in intermediarni filamenti. Mikrotubuli sodelujejo pri transportu organelov, so del bičkov, mitotično vreteno pa je zgrajeno iz mikrotubulov. Aktinski filamenti so bistveni za vzdrževanje

oblika celice, psevdopodialne reakcije. Zdi se, da je vloga vmesnih filamentov tudi vzdrževanje celične strukture. Beljakovine citoskeleta predstavljajo več deset odstotkov celične proteinske mase.

Centrioli

Centrioli so cilindrične beljakovinske strukture, ki se nahajajo v bližini jedra živalskih celic (rastline nimajo centriolov, z izjemo nižjih alg). Centriola je valj, katerega stransko površino tvori devet nizov mikrotubulov. Število mikrotubulov v kompletu lahko

razlikujejo za različne organizme od 1 do 3.

Okoli centriolov je tako imenovano središče citoskeletne organizacije, območje, v katerem so združeni minus konci celičnih mikrotubulov.

Pred delitvijo celica vsebuje dva centriola, ki se nahajata pravokotno drug na drugega. Med mitozo se premaknejo na različne konce celice in tvorijo vretena. Po citokinezi vsaka hčerinska celica prejme en centriol, ki se pri naslednji delitvi podvoji. Do podvajanja centriolov ne pride z delitvijo, temveč s sintezo nove strukture pravokotno na obstoječo.

Mitohondrije

Mitohondrije - posebni celični organeli, katerih glavna funkcija je sinteza ATP - univerzalni nosilec energije. Oksidacija organskih snovi poteka v mitohondrijih, skupaj s sintezo

adenozin trifosfat (ATP). Razgradnjo ATP v adenozin difosfat (ADP) spremlja sproščanje energije, ki se porabi za različne vitalne procese, na primer za sintezo beljakovin in nukleinskih kislin, transport snovi v celico in iz nje, prenos živčnih impulzov ali krčenja mišic.

Mitohondriji so torej energetske postaje, ki predelujejo »gorivo« – maščobe in ogljikove hidrate – v obliko energije, ki jo lahko celica porabi, torej telo kot celota.