Строение эукариотической клетки. (одно- и многоклеточные)

Уровни организации живой природы

Микросистема мезосистема макросистема

Молекулярный тканевой популяцинно-видовой

Субклеточный органный биоцинотический

Клеточный организменный биосферный

Формы живого

Клеточные Неклеточные

Прокариоты Эукариоты вирусы

Вирусы состоят из нуклеокапсида и НК. Различают вирусы растений, животных, в том числе человека и бактериофаги. Вирусы не живут вне клетки.

Прокариоты - доядерные, не имеющие оформленного ядра и мембраны органоидов (бактерии и сине-зеленые водоросли). Состоят из клеточной оболочки, цитоплазмы и кольцевой ДНК. Имеются рибосомы, мезосомы – выросты мембраны внутрь- роль органоидов. Имеются жгутики.

Эукариоты - высший организм, четко оформленное ядро которого обладает оболочкой- кариомембраной, отделяющей его от цитоплазмы. Э. включают три царства: грибы, растения, животные.

Что такое клетка.

Клетка - основная структурная, функциональная и генетическая единица организация живого, элементарная живая система.

Положения клеточной теории(Шванн и Шлейденн в 1839г):

1. Все живые организмы состоят из клеток;

2. Клетки всех организмов сходны по строению и химическому составу;

3. Клетка является открытой биологической системой, через которую проходят и преобразуются потоки веществ, энергии и информации;

Следующие положения дополнил Вирхов:

4. Клетки могут образовываться только из клеток путем деления;

5. В основе любого патологического процесса лежит основа нарушения функции клеток.

Суть положения целлюлярной теории:

- Клеточное строение всех живых организмов является доказательством единства их происхождения;

- Клетки многоклеточных организмов специализированы - выполняют разные функции и формируют разные ткани.

Строение эукариотической клетки. (одно- и многоклеточные).

1. Цитоплазматическая мембрана;

2. Цитоплазма;

3. Ядро.

Цитоплазматическая мембрана.

Это поверхностный аппарат клетки. За основу строения принята жидкостно-мозаичная модель(Сингер и Николсон в 1972г). В состав входит бимолекулярный слой фосфолипидов, в который погружены молекулы белков.

Липиды мембраны водонерастворимые соединения. Которые состоят из гидрофильной головки(азотсодержащая группа холин) и длинные биполярные гидрофобные хвосты- цепи жирных кислот. Молекулы фосфолипидов обращены друг к другу хвостами.

В состав мембран входят белки трех типов:

1. Периферические;

2. Погруженные(полуинтегральные);

3. Интегральные(трансмембранные, пронизывающие).

Трансмембранные формируют поры и каналы Ц.М.

Функции белков ЦМ:

1. Транспортная(каналы и поры);

2. Ферментативная;

3. Рецепторная;

4. Структурная.

На внешней поверхности белки и липиды связаны с углеводными цепями, образующими рецепторный аппарат – ГЛИКОКАЛИКС. Белки, связанные с углеводными цепями называются ГЛИКОПРОТЕИНАМИ- узнают состояние окружающей среды, внеклеточной жидкости, являясь рецепторами реагируют на изменения, передают сигналы. ГЛИКОЛИПИДЫ – участвуют в образовании межклеточных контактов. Кроме того клетки узнают рядом находится такая же клетка или она измененная.

Под ЦМ имеются белковые нити – ФИБРИЛЛЫ, которые образуют каркас – опорно-сократительный аппарат.

Функции ЦМ:

1. Транспортная- важнейшая ф-ия. Цм является полупроницаемой, не все в-ва способны проникнуть внутрь. Микромолекулы транспортируются путем пассивного или активного транспорта.

Пассивный транспорт происходит по градиенту концентрации и без затраты энергии(Е). Различают:

1). Свободная диффузия- жирорастворимые вещества по градиенту или через поры проходят свободно, они жизненно необходимы(О2; СО2; Н2О), есть и вредоносные вещества- бензол, мочевина. Транспорт воды через мембраны называется осмосом, в обратном направлении.

2). Облегченная диффузия- с помощью белков-переносчиков (аминокислоты, нуклеотиды, Мg2+, глюкоза).

Активный транспорт – идет против градиента концентрации с затратой Е. Примером является Натрий-калиевый насос. Калия больше в клетке, Натрия меньше. Вне клетки наоборот. Для поддержания этой концентрации происходит перенос трех ионов Натрия из клетки на два иона Калия внутрь клетки. Поскольку идет против градиента концентрации затрата Е.

Транспорт макромолекул идет путем эндоцитоза (внутрь) – фагоцитоз и пиноцитоз, с образованием фагоцитарной вакуоли.

Перенос в-в из клетки наружу – экзоцитоз.

Геалоплазма – внутренняя среда клетки. Строение и функции органоидов.

1-геалоплазма

цитоплазма ----------- 2 -органоиды

3 -включения

1. Цитозоль – основное вещество цитоплазмы. На 90% состоит из воды, содержит белки, аминокислоты, нуклеотиды, ионы. Благодаря белкам геалоплазма может менять вязкость – переход из жидкого (золь) в более твердое (гель). Здесь происходят все ферментативные, синтетические и метаболические процессы.

2. Органеллы – это постоянные структуры цитоплазмы, имеющие определенное строение и выполняющие в клетке определенные функции. Органоиды делятся на:

1). Общего назначения;

- немембранные

Рибосомы

Клеточный центр

Микротрубочки

Микрофиламенты

- мембранные

Одномембранные двухмембранные

Пузырьки, каналы полости: Митохондрии и пластиды

ЭПС, Комплекс Гольджи, растительных клеток.

Лизосомы, Пераксисомы,

Вакуоли.

2). Специального назначения (реснички, жгутики, микроворсинки).

Одномембранные органоиды.

ЭПС – система каналов и полостей различной формы и размеров, подобно лабиринту, пронизывающая клетку в различных направлениях. ЭПС подразделяет цитоплазму на относительно изолированные отсеки – компартменты. Компартментизация цитоплазмы способствует пространственному разделению веществ и процессов в клетке. Разделяют гладкую и гранулярную(шуроховатую) ЭПС. На гладкой происходит синтез и расщепление жиров и углеводов. На гранулярной, в связи с наличием рибосом – синтез белка.

Функции ЭПС:

1. Компартментизация цитоплазмы;

2. Синтез простых веществ;

3. Транспортная – по каналам;

4. Из ЭПС образуются другие одномембранные органоиды.

Комплекс Гольджи – образуются путем отпачковывания пузырьков от ЭПС.

Это система уплощенных полостей (мешочков, дисков), расположенных друг над другом по 4-6 штук и образующих диктосому. Края полостей переходят в трубочки, от которых отпачковываются пузырьки, и которых содержатся вещества, синтезированные в КГ (синтезируются сложные вещества из простых, которые синтезировались в ЭПС).

Функции Комплекса Гольджи:

1. Образование сложных комплексных соединений (гормоны, секреты,

Ферменты);

2. Дегидратация в-в, с образованием более концентрированных соединений;

3. КГ участвует в сортировке в-в. В определенную диктосому присоединяется определенный пузырек;

4. Образуются лизосомы и пероксисомы.

Лизосомы – это пузырьки различных размеров. Различают первичные и вторичные лизосомы.

Первичные – пузырьки, отделившиеся от КГ, иногда от ЭПС и содержащие гидролитические ферменты (гидролазы, липазы, нуклеазы, протеазы);

Вторичные: - пищеварительная вакуоль

- аутофагирующая вакуоль

- остаточное тельце

При слиянии первичной лизосомы с фагоцитарными пузырьками образуется вторичная лизосома. В ней происходит внутриклеточное переваривание. Продукты распада всасываются в цитоплазму, а непереваренные остатки выводятся экзоцитозом – остаточное тельце. Аутофагирующие вакуоли содержат остатки органоидов и фрагменты клетки, которые подвергаются расщеплению ферментами. Они образуются в больших количествах при интоксикациях, старении, голодании, гипоксии, травмах (механических нарушениях целостности клеток – аутолиз). Таким образом лизосомы участвуют в физиологической и репаративной регенерации.

Функции лизосом:

1. Внутриклеточное пищеварение;

2. Аутолиз и разрушение остатков органоидов;

3. Регенерация;

4. Участие в процессе инволюции – обратное развитие;

5. Защитные реакции при фагоцитозе

Проницаемость мембран лизосом может меняться. Наиболее проницаемой мембраны становятся при ускорении метаболизма. Проницаемость увеличивают - лабилизаторы (кислород, витамин А), уменьшают – стабилизаторы (гормоны).

Пероксисомы – пузырьки, освобождающие клетки от перикесей. Содержат два фермента – каталазу и пероксидазу. Перикеси накапливаются при разрушении мембран органоидов. Они оказывают неблагоприятное действие – денатурацию белков, снижают активность ферментов.

Вакуоли присутствуют в основном в растительной клетке – центральная вакуоль. Занимает до 90% растительной клетки – органоид общего назначения. В животных клетках до 5%, они временные. Здесь запасаются вода, питательные вещества (белки, сахара, крахмал, пигменты). В растительной клетке вакуоль является основным поставщиком воды, необхадимой для фотосинтеза. При старении клетки большая центральная вакуоль разбивается на мелкие.

Все одномембранные органоиды образуют единую вакуолярную систему клетки и могут переходить друг в друга.