площадь молекулы фосфолипида

ВСЕ СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ В ОДНОМ ПОСТЕ

Клетка это завод в миниатюре, в котором есть и администрация, и рабочие цеха, и служба упаковки и доставки, и охрана, и собственные котельные и много еще чего интересного.

Все органоиды клетки можно разделить на 3 группы: ОДНОМЕМБРАННЫЕ, ДВУМЕМБРАННЫЕ и НЕМЕМБРАННЫЕ.

Одномембранные – эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы и вакуоли.

Двумембранные митохондрии и пластиды. Ядро, конечно, тоже двумембранное, но оно слишком круто, чтобы быть просто органоидом, поэтому обычно его рассматривают отдельно.

Немембранные – центриоли, микротрубочки, филаменты, рибосомы, реснички и жгутики.

Есть еще два термина, которые не попали в эти перечни: цитоплазматическая мембрана и цитоплазма.

ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА

ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА окружает живое содержимое клетки и отгораживает его от внешней среды.
Состоит из четырех компонентов:
– двух слоев фосфолипидов, которые обращены гидрофильными головками наружу, а гидрофобными хвостиками внутрь;
– белков (трансмембранных, полупогруженных и периферических);
– углеводного комплекса ГЛИКОКАЛИКСА (у животных);
– холестерина.

Функции цитоплазматической мембраны:
БАРЬЕРНАЯ – отделяет живое содержимое клетки от внешней среды;
ЗАЩИТНАЯ не позволяет всякой дряни пролезть внутрь;
ТРАНСПОРТНАЯ переносит вещества в клетку и из клетки. При этом ЦМ обладает важнейшим для нее свойством – ИЗБИРАТЕЛЬНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ, т.е. способностью пропускать внутрь и выпускать наружу не что попало, а только нужное;
РЕЦЕПТОРНАЯ может взаимодействовать с внешней средой через рецепторные белки и гликокаликс.

ГЛИКОКАЛИКС это надмембранный углеводный комплекс, т.е. плантация углеводов, покрывающая мембрану снаружи. Есть он только у животных клеток (потому что у всех остальных сверху над ЦМ лежит клеточная стенка). В его задачи входит соединять между собой соседние клетки, передавать клетки сигналы из внешней среды, осуществлять внеклеточное пищеварение.

ТРАНСПОРТ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ

Главное свойство цитоплазматической мембраны – избирательная проницаемость.
Транспорт через мембрану может быть ПАССИВНЫМ и АКТИВНЫМ.

ПАССИВНЫЙ идет без затрат энергии и всегда по градиенту концентрации (т.е. из области с высокой концентрацией в область с низкой).

У пассивного транспорта есть два основных пути:

ПРОСТАЯ ДИФФУЗИЯ – когда молекулы протискиваются прямо между фосфолипидами. Так могут двигаться мелкие полярные и неполярные молекулы.

ОБЛЕГЧЕННАЯ ДИФФУЗИЯ – когда молекулы перемещаются через мембрану с помощью специальных белков. Так перемещаются сахара, аминокислоты, нуклеотиды. Для каждого вещества, свой белок.

ДИФФУЗИЯ ЧЕРЕЗ МЕМБРАННЫЕ КАНАЛЫ – когда через специальные каналообразующие белки движутся заряженные ионы.

АКТИВНЫЙ транспорт идет с затратами энергии и против градиента концентрации. Примером такого транспорта является НАТРИЙ-КАЛИЕВЫЙ НАСОС, выкачивающий натрий из клетки и закачивающий калий в клетку.

ТРАНСПОРТ КРУПНЫХ ЧАСТИЦ

Помимо небольших молекул через мембрану могут двигаться частицы и покрупнее. Если они движутся внутрь – это ЭНДОЦИТОЗ (эндо- внутрь), если наружу – то ЭКЗОЦИТОЗ (экзо – наружу).

Попытка протащить внутрь крупную твердую частицу называется ФАГОЦИТОЗ. В этом случае мембрана впячивается внутрь, окружает частицу и замыкается, образуя фагоцитарный пузырек. Если то же самое происходит с каплей жидкости, это называется ПИНОЦИТОЗ.

В ходе ЭКЗОЦИТОЗА все идет в обратном порядке.

ЭНДОЦИТОЗ И ЭКЗОЦИТОЗ возможно только в ЖИВОТНЫХ КЛЕТКАХ!!!

КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА

КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА – дополнительная оболочка клетки, которая лежит поверх цитоплазматической мембраны. Она придает клетке форму и защищает. Состоит обычно из углеводов или углеводоподных веществ:
у растений – из ЦЕЛЛЮЛОЗЫ,
у грибов – из ХИТИНА,
у бактерий – из МУРЕИНА,
у животных – НЕТ!

ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКИЙ РЕТИКУЛУМ

ЭПР – это одномембранный органоид клетки. Единственная мембрана, выходящая из наружной ядерной мембраны, образует систему цисцерн и каналов, которая ограничивает полость ЭПР.

ЭПР делится на ГЛАДКИЙ и ШЕРОХОВАТЫЙ.

В полостях гладкого ЭПР происходит синтез и модификация углеводов и липидов.

Шероховатый ЭПР – он как гладкий, только покрытый россыпью рибосом, и поэтому шероховатый. Так как основная функция рибосом – синтез белка, то и основная функция шероховатого ЭПР – тоже синтез белка.

ФУНКЦИИ ЭПР:
деление цитоплазмы на компартменты
синтез липидов (гладкий ЭПР)
синтез и модификация углеводов (гладкий ЭПР)
синтез белка
накопление и транспортировка продуктов биосинтеза
образование цисцерн аппарата Гольджи.

АППАРАТ ГОЛЬДЖИ

Аппарат Гольджи – это почтовая служба клетки. Все, что было синтезировано в эндоплазматическом ретикулуме, направляется в аппарат Гольджи для доработки, сортировки и отправки по местам назначения.

АГ образуется из оболочки эндоплазматического ретикулума. Оболочка ЭПР отщипывается и образует везикул, внутри которого помещаются продукты биосинтеза. Везикул присоединяется к крайней цисцерне аппарата Гольджи. Так в аппарат Гольджи попадают белки, углеводы и липиды, которые АГ крутит и вертит, пока не слепит из них то, что нужно.
Но самое важное, что нам нужно помнить об аппарате Гольджи, – это то, что из него образуются ЛИЗОСОМЫ.

ФУНКЦИИ АГ:
модификация белков шероховатого ЭПР
сортировка и отправка в места назначения (в лизосомы, клеточную – – мембрану, цитозоль или из клетки)
синтез веществ, секретируемых из клетки
хранение веществ
образование лизосом.

ЛИЗОСОМЫ
Лизосомы – еще один вид одномембранных органоидов клетки. Это небольшие пузырьки, заполненные гидролитическими ферментами. Всего их там порядка 40 штук. Работают ферменты только в пониженном рН, поэтому внутри лизосом поддерживается рН порядка 5.

Задача лизосомы – ЛИЗИС – расщепление. Если все лизосомы клетки разом разорвутся, рН цитоплазмы может понизиться настолько, что освободившиеся из лизосом ферменты начнут работать и переваривать содержимое клетки. Такой процесс самоубийства клетки называется АВТОЛИЗ.

ФУНКЦИИ лизосом:
участие во внутриклеточном пищеварении
разрушение структур клетки и ее самой (при необходимости)
участие в процессах дифференцировки в эмброгенезе.

ПЕРОКСИСОМЫ

Пероксисомы похожи на лизосомы. Внутри них содержится фермент КАТАЛАЗА. В процессах жизнедеятельности клетки в качестве побочного продукта образуется перекись водорода. Как раз каталаза способна разложить перекись на безопасные воду и кислород. В лабораторной работе, где нужно капнуть перекисью на сырой и вареный картофель, исследуется как раз фермент каталаза, который в сыром картофеле разрушает перекись с бурным выделением кислорода.

То же самое происхожит, когда ты капаешь перекисью на рану и она шипит. Это КАТАЛАЗА пероксисом.

ФУНКЦИИ пероксисом:
разложение перекиси водорода на воду и кислород
окисление жирных кислот.

ВАКУОЛИ

Еще один одномембранный органоид. Самых впечатляющих размеров они достигают в растительных клетках – около 90% объема. Внутри заполнены КЛЕТОЧНЫМ СОКОМ, состоящим из воды и растворенных в ней органических и неорганических веществ. Мембрана называется ТОНОПЛАСТОМ.

ФУНКЦИИ вакуолей РАСТЕНИЙ:
накопление питательных веществ
изоляция продуктов обмена
обеспечение тургорного давления
регуляция водно-солевого обмена
рост клеток
окрашивание клеток (за счет антоцианов)
выполнение функций лизосом

В животных клетках можно обнаружить ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЕ и СОКРАТИТЕЛЬНЫЕ вакуоли. Пищеварительные всегда временные. Они образуются после слияния везикула с едой с лизосомой.
ФУНКЦИЯ СОКРАТИТЕЛЬНЫХ вакуолей: выведение из клеток избытка воды.

МИТОХОНДРИИ

Митохондрии – двумембранные органоиды клетки. Наружная оболочка гладкая, а внутренняя – складчатая. Складки называются КРИСТАМИ. Кристы увеличивают площадь дыхательной поверхности. Между наружной и внутренней мембранами находится МЕЖМЕМБРАННОЕ ПРОСТРАНСТВО.

Жидкое содержимое внутри митохондрии называется МАТРИКС. В нем плавает собственная КОЛЬЦЕВАЯ ДНК митохондрии, рибосомы, иРНК и тРНК, белки и ферменты. Все эти компоненты (ДНК, РНК, рибосомы, ферменты) позволяют митохондриям самостоятельно синтезировать для себя часть белков, а также самостоятельно удваиваться.

Митохондрии – это ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ КЛЕТКИ. В них происходит кислородный этап энергетического обмена, в ходе которого выделяется аж 36 молекул АТФ (с каждой расщепленной молекулы глюкозы).

ФУНКЦИИ митохондрий:
окисление органических веществ
образование АТФ
синтез собственных белков.

ПЛАСТИДЫ

Пластиды – двумембранные органоиды растительных клеток. Жидкое содержимое внутри пластид называется СТРОМА. В ней, как в матриксе митохондрий, плавает собственная ДНК, рибосомы, иРНК и тРНК, аминокислоты, белки и ферменты. Все это позволяет пластидам самостоятельно снабжать себя белками (ПОЛУАВТОНОМНЫЙ ОРГАНОИД), а также делиться.

Пластиды бывают множества видов, но нам интересны только три основные группы: ХЛОРОПЛАСТЫ, ХРОМОПЛАСТЫ и ЛЕЙКОПЛАСТЫ.

ХЛОРОПЛАСТЫ – зеленые пластиды. Наружная мембрана гладкая, а внутренняя – тоже гладкая, но образует пузырьки – ТИЛАКОИДЫ – являющиеся основным структурным элементом хлоропластов. Стопки тилакоидов образуют ГРАНЫ, которые расположены в шахматном порядке, чтобы уловить максимальное количество света.
ФУНКЦИЯ хлоропластов – фотосинтез.

ХРОМОПЛАСТЫ – окрашенные в красный, оранжевый, желтый цвета пластиды. Придают окраску цветкам и плодам, привлекая опылителей и поедателей. Считаются стареющими пластидами, неспособными больше превратиться в другие виды пластидов. Хотя этот факт частично опровергается зеленеющими корнеплодами моркови. В общем, вопрос спорный.

ЛЕЙКОПЛАСТЫ – бесцветные пластиды. Они являются основными запасниками крахмала и других синтезированных веществ. Чаще встречаются в запасающих органах растений и в семенах.

РИБОСОМЫ

Рибосомы – это немембранные органоиды, которые есть во ВСЕХ без исключения клетках. Кроме того, это самые мелкие из органоидов, размер которых составляет всего 15-20 нм. Это значит, что вдоль одного миллиметрового деления линейки в рядок можно выложить 50 000 рибосом.

Рибосомы состоят из двух субъединиц – одна побольше и одна поменьше. Субъединицы образуются в ядрышке из рРНК и рибосомальных белков, потом выходят в цитоплазму, а цельной рибосомой становятся уже когда встречают свою иРНК.

ФУНКЦИЯ рибосом одна – биоситез белка.
Осуществлять ее они могут как по отдельности, так и в компашке. Несколько рибосом, работающих на одной иРНК, называются ПОЛИСОМЫ (или ПОЛИРИБОСОМЫ).

ЯДРО

Ядро – это нечто большее, чем просто органоид, поэтому обычно его к ним не причисляют, а рассматривают отдельно.

Ядро покрыто двумя ядерными мембранами – наружной (из которой образуется ЭПР) и внутренней. Между ними находится ПЕРИНУКЛЕАРНОЕ ПРОСТРАНСТВО. Для перемещения веществ в ядро и из ядра в мембранах есть ЯДЕРНЫЕ ПОРЫ, или НУКЛЕОПОРЫ.
Внутри ядро заполнено ЯДЕРНЫМ СОКОМ, или НУКЛЕОПЛАЗМОЙ, или КАРИОПЛАЗМОЙ.

В нуклеоплазме находится ДНК в форме хромосом или хроматина. Когда клетка не делится, ее генетический материал находится в состоянии ХРОМАТИНА, в размотанном деконденсированном виде. Хотя основную массу хроматина нельзя увидеть, отдельные его части образуют одно или несколько ЯДРЫШЕК. Ядрышки – это скопление участков ДНК, кодирующих информацию о структуре рибосом. Там же находятся пришедшие из цитоплазмы рибосомальные белки, синтезированные рРНК и собранные субъединицы рибосом.

Когда клетке приходит время делиться, ДНК упаковывается в компактную форму ХРОМОСОМ. Они хорошо окрашиваются и хорошо видны в световой микроскоп. Такая упаковка очень удобна и позволяет ничего не потерять во время расфасовки генетического материала по двум или четырем дочерним клеткам.

Leave a Comment