Λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης. Μηχανισμοί μεταφοράς ουσιών μέσω του πλάσματος. Λειτουργία υποδοχέα του πλάσματος. Δομή της πλασματικής μεμβράνης

Ενεργός

(με κατανάλωση ενέργειας)

Απλή διάχυση

(χωρίς πρωτεΐνες)

Πηγή ενέργειας - ATP

Διευκολυνόμενη διάχυση

(που περιλαμβάνει πρωτεΐνες)

Άλλοι τύποι πηγών

Μέσω ενός καναλιού στην πρωτεΐνη

Μέσω πραξικοπήματος

πρωτεΐνη με ουσία

Ρύζι. 4. Ταξινόμηση τύπων μεταφοράς ουσιών μέσω της μεμβράνης.

Με ενεργή μεταφορά, ανόργανα ιόντα, αμινοξέα και σάκχαρα και σχεδόν όλες οι φαρμακευτικές ουσίες με πολικά μόρια κινούνται μέσω της μεμβράνης - παρα-αμινοβενζοϊκό οξύ, σουλφοναμίδες, ιώδιο, καρδιακές γλυκοσίδες, βιταμίνες Β, κορτικοστεροειδή ορμόνες κ.λπ.

Για να δείξουμε με σαφήνεια τη διαδικασία μεταφοράς ουσιών μέσω της μεμβράνης, παρουσιάζουμε (με μικρές αλλαγές) το σχήμα 5 από το βιβλίο «Molecular Biology of the Cell» (1983) του B. Alberts και άλλων επιστημόνων που θεωρούνται ηγέτες στην ανάπτυξη του θεωρία

Μεταφερόμενο μόριο

Πρωτεΐνη καναλιού

μεταφορέας πρωτεΐνης

Lipid Electrochemical

κλίση διπλής στιβάδας

Απλή διάχυση Διευκολυνόμενη διάχυση

Παθητική μεταφορά Ενεργητική μεταφορά

Εικόνα 5. Πολλά μικρά, αφόρτιστα μόρια περνούν ελεύθερα μέσα από τη λιπιδική διπλοστιβάδα. Φορτισμένα μόρια, μεγάλα αφόρτιστα μόρια και μερικά μικρά αφόρτιστα μόρια περνούν μέσω μεμβρανών μέσω καναλιών ή πόρων ή με τη βοήθεια ειδικών πρωτεϊνών μεταφορέων. Η παθητική μεταφορά στρέφεται πάντα ενάντια στην ηλεκτροχημική κλίση προς την εδραίωση της ισορροπίας. Η ενεργή μεταφορά συμβαίνει ενάντια σε μια ηλεκτροχημική κλίση και απαιτεί ενεργειακή δαπάνη.

διαμεμβρανική μεταφορά, αντανακλά τους κύριους τύπους μεταφοράς ουσιών κατά μήκος της μεμβράνης. Πρέπει να σημειωθεί ότι οι πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη διαμεμβρανική μεταφορά ανήκουν σε ενσωματωμένες πρωτεΐνες και τις περισσότερες φορές αντιπροσωπεύονται από μία σύνθετη πρωτεΐνη.

Η μεταφορά μορίων πρωτεΐνης υψηλού μοριακού βάρους και άλλων μεγάλων μορίων μέσω της μεμβράνης στο κύτταρο πραγματοποιείται με ενδοκυττάρωση (πινοκύττωση, φαγοκυττάρωση και ενδοκυττάρωση) και από το κύτταρο με εξωκυττάρωση. Σε όλες τις περιπτώσεις, αυτές οι διαδικασίες διαφέρουν από τις παραπάνω στο ότι η μεταφερόμενη ουσία (σωματίδιο, νερό, μικροοργανισμοί κ.λπ.) συσκευάζεται πρώτα σε μια μεμβράνη και με αυτή τη μορφή μεταφέρεται στο κύτταρο ή απελευθερώνεται από το κύτταρο. Η διαδικασία συσκευασίας μπορεί να συμβεί τόσο στην επιφάνεια της πλασματικής μεμβράνης όσο και στο εσωτερικό του κυττάρου.

σι. Μεταφορά πληροφοριών μέσω της πλασματικής μεμβράνης.

Εκτός από τις πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη μεταφορά ουσιών κατά μήκος της μεμβράνης, έχουν εντοπιστεί πολύπλοκα σύμπλοκα αρκετών πρωτεϊνών. Χωρικά διαχωρισμένα, ενώνονται με μια πεπερασμένη συνάρτηση. Τα σύνθετα συγκροτήματα πρωτεϊνών περιλαμβάνουν ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών που είναι υπεύθυνες για την παραγωγή μιας πολύ ισχυρής βιολογικά δραστικής ουσίας στο κύτταρο - cAMP (κυκλική μονοφωσφορική αδενοσίνη). Αυτό το σύνολο πρωτεϊνών περιέχει τόσο επιφανειακές όσο και ολοκληρωμένες πρωτεΐνες. Για παράδειγμα, στην εσωτερική επιφάνεια της μεμβράνης υπάρχει μια επιφανειακή πρωτεΐνη που ονομάζεται πρωτεΐνη G. Αυτή η πρωτεΐνη διατηρεί τη σχέση μεταξύ δύο γειτονικών ενσωματωμένων πρωτεϊνών - μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται υποδοχέας αδρεναλίνης και μιας ενζυμικής πρωτεΐνης - αδενυλική κυκλάση. Ο αδρενεργικός υποδοχέας είναι σε θέση να συνδεθεί με την αδρεναλίνη, η οποία εισέρχεται στον μεσοκυττάριο χώρο από το αίμα και διεγείρεται. Αυτή η διέγερση μεταδίδεται από την G-πρωτεΐνη στην αδενυλική κυκλάση, ένα ένζυμο ικανό να παράγει τη δραστική ουσία - cAMP. Το τελευταίο εισέρχεται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου και ενεργοποιεί μια ποικιλία ενζύμων σε αυτό. Για παράδειγμα, ένα ένζυμο που διασπά το γλυκογόνο σε γλυκόζη ενεργοποιείται. Ο σχηματισμός γλυκόζης οδηγεί σε αύξηση της μιτοχονδριακής δραστηριότητας και αύξηση της σύνθεσης του ATP, το οποίο εισέρχεται σε όλα τα κυτταρικά διαμερίσματα ως ενεργειακός φορέας, ενισχύοντας το έργο του λυσοσώματος, των αντλιών μεμβράνης νατρίου-καλίου και ασβεστίου, των ριβοσωμάτων κ.λπ. αυξάνοντας τελικά τη ζωτική δραστηριότητα σχεδόν όλων των οργάνων, ιδιαίτερα των μυών. Αυτό το παράδειγμα, αν και πολύ απλοποιημένο, δείχνει πώς η δραστηριότητα της μεμβράνης σχετίζεται με το έργο άλλων στοιχείων του κυττάρου. Σε καθημερινό επίπεδο, αυτό το πολύπλοκο σχήμα φαίνεται αρκετά απλό. Φανταστείτε ότι ένας σκύλος επιτέθηκε ξαφνικά σε ένα άτομο. Το προκύπτον αίσθημα φόβου οδηγεί στην απελευθέρωση αδρεναλίνης στο αίμα. Το τελευταίο συνδέεται με αδρενεργικούς υποδοχείς στην πλασματική μεμβράνη, αλλάζοντας έτσι τη χημική δομή του υποδοχέα. Αυτό, με τη σειρά του, οδηγεί σε αλλαγή στη δομή της G-πρωτεΐνης. Η τροποποιημένη G-πρωτεΐνη καθίσταται ικανή να ενεργοποιεί την αδενυλική κυκλάση, η οποία ενισχύει την παραγωγή cAMP. Το τελευταίο διεγείρει το σχηματισμό γλυκόζης από το γλυκογόνο. Ως αποτέλεσμα, ενισχύεται η σύνθεση του ενεργοβόρου μορίου ATP. Ο αυξημένος σχηματισμός ενέργειας στους μύες ενός ατόμου οδηγεί σε μια γρήγορη και ισχυρή αντίδραση στην επίθεση ενός σκύλου (πτήση, άμυνα, μάχη κ.λπ.).

PLASMA MEMBRANE - (κυτταρική μεμβράνη plasmalemma), μια βιολογική μεμβράνη που περιβάλλει το πρωτόπλασμα των φυτικών και ζωικών κυττάρων. Συμμετέχει στη ρύθμιση του μεταβολισμού μεταξύ του κυττάρου και του περιβάλλοντος του.

Η κυτταρική μεμβράνη (επίσης κυτταρόλημμα, πλασμάλεμα ή πλασματική μεμβράνη) είναι μια ελαστική μοριακή δομή που αποτελείται από πρωτεΐνες και λιπίδια. Το κυτταρικό τοίχωμα, εάν το κύτταρο έχει ένα (συνήθως τα φυτικά κύτταρα έχουν), καλύπτει την κυτταρική μεμβράνη. Η κυτταρική μεμβράνη είναι μια διπλή στιβάδα (διστοιβάδα) μορίων της κατηγορίας των λιπιδίων, τα περισσότερα από τα οποία είναι τα λεγόμενα πολύπλοκα λιπίδια - φωσφολιπίδια. Τα μόρια λιπιδίων έχουν ένα υδρόφιλο ("κεφαλή") και ένα υδρόφοβο ("ουρά") μέρος. Όταν σχηματίζονται μεμβράνες, οι υδρόφοβες περιοχές των μορίων στρέφονται προς τα μέσα και οι υδρόφιλες περιοχές προς τα έξω.

Δομή κυτταρικής μεμβράνης

Μερικές εξαιρέσεις αποτελούν, ίσως, τα αρχαία, των οποίων οι μεμβράνες σχηματίζονται από γλυκερίνη και τερπενοειδή αλκοόλες. Ορισμένες πρωτεΐνες είναι τα σημεία επαφής μεταξύ της κυτταρικής μεμβράνης και του κυτταροσκελετού μέσα στο κύτταρο και του κυτταρικού τοιχώματος (αν υπάρχει) έξω.

Δείτε τι είναι η «μεμβράνη πλάσματος» σε άλλα λεξικά:

Πειράματα με τεχνητά διλιπιδικά φιλμ έδειξαν ότι έχουν υψηλή επιφανειακή τάση, πολύ μεγαλύτερη από ό,τι στις κυτταρικές μεμβράνες. Ο J. Robertson διατύπωσε τη θεωρία μιας ενιαίας βιολογικής μεμβράνης το 1960, η οποία υποστήριξε μια δομή τριών στρωμάτων όλων των κυτταρικών μεμβρανών.

Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, οι πρωτεΐνες στη μεμβράνη δεν σχηματίζουν ένα συνεχές στρώμα στην επιφάνεια, αλλά χωρίζονται σε ακέραιες, ημι-ολοκληρωμένες και περιφερειακές. Για παράδειγμα, η μεμβράνη υπεροξισώματος προστατεύει το κυτταρόπλασμα από υπεροξείδια που είναι επικίνδυνα για το κύτταρο. Επιλεκτική διαπερατότητα σημαίνει ότι η διαπερατότητα της μεμβράνης σε διαφορετικά άτομα ή μόρια εξαρτάται από το μέγεθός τους, ηλεκτρικό φορτίοκαι χημικές ιδιότητες.

Μια παραλλαγή αυτού του μηχανισμού είναι η διευκολυνόμενη διάχυση, στην οποία ένα συγκεκριμένο μόριο βοηθά μια ουσία να περάσει μέσα από τη μεμβράνη. Για παράδειγμα, οι ορμόνες που κυκλοφορούν στο αίμα δρουν μόνο σε κύτταρα στόχους που έχουν υποδοχείς που αντιστοιχούν σε αυτές τις ορμόνες. νευροδιαβιβαστές ( ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ, εξασφαλίζοντας την αγωγή των νευρικών ερεθισμάτων) δεσμεύονται επίσης σε ειδικές πρωτεΐνες υποδοχέα των κυττάρων-στόχων.

Με τη βοήθεια δεικτών, τα κύτταρα μπορούν να αναγνωρίσουν άλλα κύτταρα και να ενεργήσουν σε συνεννόηση με αυτά, για παράδειγμα, στο σχηματισμό οργάνων και ιστών. Οι μεμβράνες αποτελούνται από τρεις κατηγορίες λιπιδίων: φωσφολιπίδια, γλυκολιπίδια και χοληστερόλη.

Η χοληστερόλη δίνει στη μεμβράνη ακαμψία καταλαμβάνοντας τον ελεύθερο χώρο μεταξύ των υδρόφοβων ουρών των λιπιδίων και εμποδίζοντάς τα να λυγίσουν. Επομένως, οι μεμβράνες με χαμηλή περιεκτικότητα σε χοληστερόλη είναι πιο εύκαμπτες και αυτές με υψηλή περιεκτικότητα σε χοληστερόλη είναι πιο άκαμπτες και εύθραυστες. Η χοληστερόλη χρησιμεύει επίσης ως «πώμα» που εμποδίζει την κίνηση των πολικών μορίων από το κύτταρο και μέσα στο κύτταρο. Ένα σημαντικό μέρος της μεμβράνης αποτελείται από πρωτεΐνες που τη διαπερνούν και είναι υπεύθυνες για τις διάφορες ιδιότητες των μεμβρανών.

Χαρακτηριστικά του μεταβολισμού στη μεμβράνη

Δίπλα στις πρωτεΐνες υπάρχουν δακτυλιοειδή λιπίδια - είναι πιο διατεταγμένα, λιγότερο κινητικά, περιέχουν περισσότερα κορεσμένα λιπαρά οξέα και απελευθερώνονται από τη μεμβράνη μαζί με την πρωτεΐνη. Χωρίς δακτυλιοειδή λιπίδια, οι πρωτεΐνες της μεμβράνης δεν λειτουργούν. Η επιλεκτική διαπερατότητα της μεμβράνης κατά την παθητική μεταφορά οφείλεται σε ειδικά κανάλια - ενσωματωμένες πρωτεΐνες. Διεισδύουν στη μεμβράνη κατευθείαν, σχηματίζοντας ένα είδος διόδου.

Σε σχέση με τη βαθμίδα συγκέντρωσης, τα μόρια αυτών των στοιχείων κινούνται μέσα και έξω από το κύτταρο. Όταν ερεθίζονται, τα κανάλια ιόντων νατρίου ανοίγουν και τα ιόντα νατρίου εισέρχονται ξαφνικά στο κύτταρο. Χρησιμεύει όχι μόνο ως μηχανικό φράγμα, αλλά, το πιο σημαντικό, περιορίζει την ελεύθερη αμφίδρομη ροή ουσιών χαμηλών και υψηλού μοριακού χαρακτήρα προς και έξω από το κύτταρο. Επιπλέον, το πλάσμα δρα ως δομή που «αναγνωρίζει» διάφορες χημικές ουσίες και ρυθμίζει την επιλεκτική μεταφορά αυτών των ουσιών στο κύτταρο.

Η μηχανική σταθερότητα της πλασματικής μεμβράνης καθορίζεται όχι μόνο από τις ιδιότητες της ίδιας της μεμβράνης, αλλά και από τις ιδιότητες του παρακείμενου γλυκοκάλυκα και του φλοιώδους στρώματος του κυτταροπλάσματος. Εξωτερική επιφάνειαΗ πλασματική μεμβράνη καλύπτεται με ένα χαλαρό ινώδες στρώμα ουσίας πάχους 3-4 nm - τον γλυκοκάλυκα.

Σε αυτή την περίπτωση, ορισμένες πρωτεΐνες μεταφοράς μεμβράνης σχηματίζουν μοριακά σύμπλοκα, κανάλια μέσω των οποίων τα ιόντα διέρχονται από τη μεμβράνη με απλή διάχυση. Σε άλλες περιπτώσεις, ειδικές πρωτεΐνες μεταφοράς μεμβράνης συνδέονται επιλεκτικά σε ένα ή άλλο ιόν και το μεταφέρουν κατά μήκος της μεμβράνης.

ΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ - το εξωτερικό στρώμα του κυτταρικού κυτταροπλάσματος με πυκνότερη σύσταση. Οι ενώσεις αγκύρωσης, ή οι επαφές, όχι μόνο συνδέουν τις πλασματικές μεμβράνες των γειτονικών κυττάρων, αλλά επικοινωνούν και με τα ινώδη στοιχεία του κυτταροσκελετού. Για παράδειγμα, οι πλασματικές μεμβράνες των εντερικών επιθηλιακών κυττάρων περιέχουν πεπτικά ένζυμα.

1. Φράγμα- παρέχει ρυθμισμένο, επιλεκτικό, παθητικό και ενεργό μεταβολισμό με το περιβάλλον.

Οι κυτταρικές μεμβράνες έχουν επιλεκτική διαπερατότητα: γλυκόζη, αμινοξέα, λιπαρά οξέα, γλυκερίνη και ιόντα διαχέονται αργά μέσα από αυτά, οι ίδιες οι μεμβράνες ρυθμίζουν ενεργά αυτήν τη διαδικασία - ορισμένες ουσίες περνούν, αλλά άλλες όχι.

2. Μεταφορές- η μεταφορά ουσιών μέσα και έξω από το κύτταρο γίνεται μέσω της μεμβράνης. Η μεταφορά μέσω μεμβρανών εξασφαλίζει: παροχή θρεπτικών ουσιών, απομάκρυνση τελικών προϊόντων του μεταβολισμού, έκκριση διαφόρων ουσιών, δημιουργία βαθμίδων ιόντων, διατήρηση του κατάλληλου pH και συγκέντρωσης ιόντων στο κύτταρο, που είναι απαραίτητα για τη λειτουργία των κυτταρικών ενζύμων.

Υπάρχουν τέσσερις κύριοι μηχανισμοί για την είσοδο ουσιών στο κύτταρο ή την απομάκρυνσή τους από το κύτταρο προς τα έξω:

α) Παθητικό (διάχυση, όσμωση) (δεν απαιτεί ενέργεια)

Διάχυση

Η κατανομή των μορίων ή των ατόμων μιας ουσίας μεταξύ των μορίων ή των ατόμων μιας άλλης, που οδηγεί σε αυθόρμητη εξίσωση των συγκεντρώσεών τους σε όλο τον κατειλημμένο όγκο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μια από τις ουσίες έχει ήδη εξισορροπημένη συγκέντρωση και μιλούν για διάχυση μιας ουσίας σε μια άλλη. Σε αυτή την περίπτωση, η ουσία μεταφέρεται από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης (κατά μήκος του διανύσματος βαθμίδωσης συγκέντρωσης (Εικ. 2.4).

Ρύζι. 2.4. Διάγραμμα της διαδικασίας διάχυσης

Ωσμωση

Η διαδικασία της μονόδρομης διάχυσης μορίων διαλύτη μέσω ημιπερατής μεμβράνης προς υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας από όγκο με χαμηλότερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας (Εικ. 2.5).

Ρύζι. 2.5. Διάγραμμα της διαδικασίας όσμωσης

β) Ενεργή μεταφορά (απαιτεί ενεργειακή δαπάνη)

Αντλία νατρίου-καλίου- ένας μηχανισμός ενεργού συζευγμένης διαμεμβρανικής μεταφοράς ιόντων νατρίου (έξω από το κύτταρο) και ιόντων καλίου (μέσα στο κύτταρο), ο οποίος παρέχει μια βαθμίδα συγκέντρωσης και διαφορά δυναμικού διαμεμβράνης. Το τελευταίο χρησιμεύει ως βάση για πολλές λειτουργίες κυττάρων και οργάνων: έκκριση κυττάρων αδένων, μυϊκή σύσπαση, αγωγή των νευρικών ερεθισμάτων κ.λπ. (Εικ. 2.6).

Ρύζι. 2.6. Σχέδιο λειτουργίας της αντλίας καλίου-νατρίου

Στο πρώτο στάδιο, το ένζυμο Na + /K + -ATPase συνδέει τρία ιόντα Na + στην εσωτερική πλευρά της μεμβράνης. Αυτά τα ιόντα αλλάζουν τη διαμόρφωση του ενεργού κέντρου της ΑΤΡάσης. Μετά από αυτό, το ένζυμο είναι σε θέση να υδρολύσει ένα μόριο ΑΤΡ. Η ενέργεια που απελευθερώνεται μετά την υδρόλυση δαπανάται για την αλλαγή της διαμόρφωσης του φορέα, λόγω της οποίας τρία ιόντα Na + και ένα ιόν PO 4 3− (φωσφορικό) εμφανίζονται στην εξωτερική πλευρά της μεμβράνης. Εδώ, τα ιόντα Na + διαχωρίζονται και το PO 4 3− αντικαθίσταται από δύο ιόντα K +. Μετά από αυτό, το ένζυμο επιστρέφει στην αρχική του διαμόρφωση και τα ιόντα K+ εμφανίζονται μέσαμεμβράνες. Εδώ τα ιόντα K+ χωρίζονται και ο φορέας είναι έτοιμος για εργασία ξανά.

Ως αποτέλεσμα, δημιουργείται υψηλή συγκέντρωση ιόντων Na + στο εξωκυτταρικό περιβάλλον και υψηλή συγκέντρωση K + δημιουργείται μέσα στο κύτταρο. Αυτή η διαφορά συγκέντρωσης χρησιμοποιείται στα κύτταρα όταν διεξάγεται μια νευρική ώθηση.

γ) Ενδοκυττάρωση (φαγοκυττάρωση, πινοκυττάρωση)

Φαγοκυττάρωση(τρώγοντας από ένα κύτταρο) είναι η διαδικασία απορρόφησης από ένα κύτταρο στερεών αντικειμένων, όπως ευκαρυωτικά κύτταρα, βακτήρια, ιοί, υπολείμματα νεκρών κυττάρων κ.λπ. Ένα μεγάλο ενδοκυτταρικό κενό (φαγόσωμα) σχηματίζεται γύρω από το απορροφούμενο αντικείμενο. Το μέγεθος των φαγοσωμάτων είναι από 250 nm και άνω. Με τη σύντηξη του φαγοσώματος με το πρωτογενές λυσόσωμα, σχηματίζεται ένα δευτερογενές λυσόσωμα. Σε ένα όξινο περιβάλλον, τα υδρολυτικά ένζυμα διασπούν μακρομόρια παγιδευμένα στο δευτερογενές λυσόσωμα. Τα προϊόντα διάσπασης (αμινοξέα, μονοσακχαρίτες και άλλες χρήσιμες ουσίες) μεταφέρονται στη συνέχεια μέσω της λυσοσωμικής μεμβράνης στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Η φαγοκυττάρωση είναι πολύ διαδεδομένη. Σε εξαιρετικά οργανωμένα ζώα και ανθρώπους, η διαδικασία της φαγοκυττάρωσης παίζει προστατευτικό ρόλο. Η φαγοκυτταρική δραστηριότητα των λευκοκυττάρων και των μακροφάγων έχει μεγάλη σημασία για την προστασία του οργανισμού από παθογόνα μικρόβια και άλλα ανεπιθύμητα σωματίδια που εισέρχονται σε αυτό. Η φαγοκυττάρωση περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Ρώσο επιστήμονα I. I. Mechnikov (Εικ. 2.7)

Πινοκυττάρωση(ποτό από ένα κύτταρο) είναι η διαδικασία απορρόφησης από ένα κύτταρο μιας υγρής φάσης από το περιβάλλον που περιέχει διαλυτές ουσίες, συμπεριλαμβανομένων μεγάλων μορίων (πρωτεΐνες, πολυσακχαρίτες κ.λπ.). Κατά τη διάρκεια της πινοκύτωσης, μικρά κυστίδια που ονομάζονται ενδοσώματα απελευθερώνονται από τη μεμβράνη στο κύτταρο. Είναι μικρότερα από τα φαγοσώματα (το μέγεθός τους είναι μέχρι 150 nm) και συνήθως δεν περιέχουν μεγάλα σωματίδια. Μετά το σχηματισμό του ενδοσώματος, το πρωτογενές λυσόσωμα το πλησιάζει και αυτά τα δύο μεμβρανικά κυστίδια συγχωνεύονται. Το οργανίδιο που προκύπτει ονομάζεται δευτερογενές λυσόσωμα. Η διαδικασία της πινοκύτωσης διεξάγεται συνεχώς από όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα. (Εικ. 7)

Ενδοκυττάρωση που προκαλείται από υποδοχείς - ενεργός συγκεκριμένη διαδικασία, στο οποίο η κυτταρική μεμβράνη διογκώνεται μέσα στο κύτταρο, σχηματίζοντας κοψίματα με περίγραμμα. Η ενδοκυτταρική πλευρά του οριοθετημένου λάκκου περιέχει ένα σύνολο προσαρμοστικών πρωτεϊνών. Τα μακρομόρια που συνδέονται με συγκεκριμένους υποδοχείς στην κυτταρική επιφάνεια περνούν προς τα μέσα με πολύ υψηλότερο ρυθμό από τις ουσίες που εισέρχονται στα κύτταρα μέσω της πινοκύτωσης.

Ρύζι. 2.7. Ενδοκυττάρωση

δ) Εξωκυττάρωση (αρνητική φαγοκυττάρωση και πινοκύττωση)

Μια κυτταρική διαδικασία κατά την οποία τα ενδοκυτταρικά κυστίδια (κυστίδια μεμβράνης) συντήκονται με την εξωτερική κυτταρική μεμβράνη. Κατά τη διάρκεια της εξωκυττάρωσης, τα περιεχόμενα των εκκριτικών κυστιδίων (κυστίδια εξωκυττάρωσης) απελευθερώνονται και η μεμβράνη τους συγχωνεύεται με την κυτταρική μεμβράνη. Σχεδόν όλες οι μακρομοριακές ενώσεις (πρωτεΐνες, πεπτιδικές ορμόνες κ.λπ.) απελευθερώνονται από το κύτταρο με αυτόν τον τρόπο (Εικ. 2.8)

Ρύζι. 2.8. Σχέδιο εξωκυττάρωσης

3. Δημιουργία και αγωγή βιοδυναμικών- με τη βοήθεια της μεμβράνης, διατηρείται μια σταθερή συγκέντρωση ιόντων στο κύτταρο: η συγκέντρωση του ιόντος K+ μέσα στο κύτταρο είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι έξω και η συγκέντρωση του Na+ είναι πολύ χαμηλότερη, κάτι που είναι πολύ σημαντικό, καθώς αυτό εξασφαλίζει τη διατήρηση της διαφοράς δυναμικού στη μεμβράνη και τη δημιουργία νευρικής ώθησης.

4. Μηχανικό- εξασφαλίζει την αυτονομία του κυττάρου, τις ενδοκυτταρικές δομές του, καθώς και τη σύνδεση με άλλα κύτταρα (σε ιστούς).

5. Ενέργεια- κατά τη φωτοσύνθεση στους χλωροπλάστες και την κυτταρική αναπνοή στα μιτοχόνδρια, λειτουργούν στις μεμβράνες τους συστήματα μεταφοράς ενέργειας, στα οποία συμμετέχουν και οι πρωτεΐνες.

6. Υποδοχέας- ορισμένες πρωτεΐνες που βρίσκονται στη μεμβράνη είναι υποδοχείς (μόρια με τη βοήθεια των οποίων το κύτταρο αντιλαμβάνεται ορισμένα σήματα).

7. Ενζυματικό- οι μεμβρανικές πρωτεΐνες είναι συχνά ένζυμα. Για παράδειγμα, οι πλασματικές μεμβράνες των εντερικών επιθηλιακών κυττάρων περιέχουν πεπτικά ένζυμα.

8. Μήτρα- εξασφαλίζει μια ορισμένη σχετική θέση και προσανατολισμό των πρωτεϊνών της μεμβράνης, τη βέλτιστη αλληλεπίδρασή τους.

9. Σήμανση κελιών- υπάρχουν αντιγόνα στη μεμβράνη που λειτουργούν ως δείκτες - «ετικέτες» που επιτρέπουν την αναγνώριση του κυττάρου. Πρόκειται για γλυκοπρωτεΐνες (δηλαδή πρωτεΐνες με διακλαδισμένες πλευρικές αλυσίδες ολιγοσακχαριτών συνδεδεμένες σε αυτές) που παίζουν το ρόλο των «κεριών». Με τη βοήθεια δεικτών, τα κύτταρα μπορούν να αναγνωρίσουν άλλα κύτταρα και να ενεργήσουν σε συνεννόηση με αυτά, για παράδειγμα, στο σχηματισμό οργάνων και ιστών. Αυτό επιτρέπει επίσης στο ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίζει ξένα αντιγόνα.

Κυτταρικά εγκλείσματα

Τα κυτταρικά εγκλείσματα περιλαμβάνουν υδατάνθρακες, λίπη και πρωτεΐνες. Όλες αυτές οι ουσίες συσσωρεύονται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου με τη μορφή σταγόνων και κόκκων διαφόρων μεγεθών και σχημάτων. Συντίθενται περιοδικά στο κύτταρο και χρησιμοποιούνται στη μεταβολική διαδικασία.

Κυτόπλασμα

Είναι μέρος ενός ζωντανού κυττάρου (πρωτοπλάστης) χωρίς πλασματική μεμβράνη ή πυρήνα. Η σύνθεση του κυτταροπλάσματος περιλαμβάνει: την κυτταροπλασματική μήτρα, τον κυτταροσκελετό, τα οργανίδια και τα εγκλείσματα (μερικές φορές τα εγκλείσματα και τα περιεχόμενα των κενοτοπίων δεν θεωρούνται ως η ζωντανή ουσία του κυτταροπλάσματος). Οριοθετείται από εξωτερικό περιβάλλονπλασματική μεμβράνη, το κυτταρόπλασμα είναι το εσωτερικό ημι-υγρό περιβάλλον των κυττάρων. Το κυτταρόπλασμα των ευκαρυωτικών κυττάρων περιέχει τον πυρήνα και διάφορα οργανίδια. Περιέχει επίσης διάφορα εγκλείσματα - προϊόντα κυτταρικής δραστηριότητας, κενοτόπια, καθώς και μικροσκοπικούς σωλήνες και νήματα που σχηματίζουν τον σκελετό του κυττάρου. Οι πρωτεΐνες κυριαρχούν στη σύνθεση της κύριας ουσίας του κυτταροπλάσματος.

Λειτουργίες του κυτταροπλάσματος

1) οι κύριες μεταβολικές διεργασίες λαμβάνουν χώρα σε αυτό.

2) ενώνει τον πυρήνα και όλα τα οργανίδια σε ένα σύνολο, εξασφαλίζει την αλληλεπίδρασή τους.

3) κινητικότητα, ευερεθιστότητα, μεταβολισμός και αναπαραγωγή.

Η κινητικότητα εκδηλώνεται σε διάφορες μορφές:

Ενδοκυτταρική κίνηση του κυτταρικού κυτταροπλάσματος.

Κίνηση αμοιβοειδών. Αυτή η μορφή κίνησης εκφράζεται με το σχηματισμό ψευδοπόδων από το κυτταρόπλασμα προς ή μακριά από ένα συγκεκριμένο ερέθισμα. Αυτή η μορφή κίνησης είναι εγγενής στην αμοιβάδα, στα λευκοκύτταρα του αίματος και επίσης σε ορισμένα κύτταρα ιστών.

Κίνηση που τρεμοπαίζει. Εμφανίζεται με τη μορφή χτυπημάτων μικροσκοπικών πρωτοπλασματικών εκβλαστήσεων - βλεφαρίδων και μαστιγίων (κιλιάτες, επιθηλιακά κύτταρα πολυκύτταρων ζώων, σπέρμα κ.λπ.).

Συσταλτική κίνηση. Εξασφαλίζεται λόγω της παρουσίας στο κυτταρόπλασμα ενός ειδικού οργανιδίου μυοϊνιδίων, η βράχυνση ή η επιμήκυνση του οποίου συμβάλλει στη συστολή και χαλάρωση του κυττάρου. Η ικανότητα συστολής αναπτύσσεται περισσότερο στα μυϊκά κύτταρα.

Η ευερεθιστότητα εκφράζεται στην ικανότητα των κυττάρων να ανταποκρίνονται στον ερεθισμό αλλάζοντας τον μεταβολισμό και την ενέργεια.

Κυτοσκελετός

Ένα από τα διακριτικά χαρακτηριστικά ενός ευκαρυωτικού κυττάρου είναι η παρουσία στο κυτταρόπλασμά του σκελετικών σχηματισμών με τη μορφή μικροσωληνίσκων και δεσμίδων πρωτεϊνικών ινών. Τα κυτταροσκελετικά στοιχεία, στενά συνδεδεμένα με την εξωτερική κυτταροπλασματική μεμβράνη και το πυρηνικό περίβλημα, σχηματίζουν σύνθετες πλέξεις στο κυτταρόπλασμα.

Ο κυτταροσκελετός σχηματίζεται από μικροσωληνίσκους, μικρονημάτια και το μικροδοκιδωτό σύστημα. Ο κυτταροσκελετός καθορίζει το σχήμα του κυττάρου, συμμετέχει στις κυτταρικές κινήσεις, τη διαίρεση και την κίνηση του ίδιου του κυττάρου και στην ενδοκυτταρική μεταφορά των οργανιδίων.

Μικροσωληνίσκοιβρίσκονται σε όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα και είναι κοίλοι, μη διακλαδισμένοι κύλινδροι, των οποίων η διάμετρος δεν υπερβαίνει τα 30 nm και το πάχος του τοιχώματος είναι 5 nm. Μπορούν να φτάσουν αρκετά μικρόμετρα σε μήκος. Αποσυντίθεται και επανασυναρμολογείται εύκολα. Το τοίχωμα του μικροσωληνίσκου αποτελείται κυρίως από ελικοειδείς υπομονάδες της πρωτεϊνικής τουμπουλίνης (Εικ. 2.09)

Λειτουργίες μικροσωληνίσκων:

1) εκτελέστε μια λειτουργία υποστήριξης.

2) σχηματίστε έναν άξονα. εξασφάλιση της απόκλισης των χρωμοσωμάτων στους πόλους του κυττάρου. υπεύθυνος για την κίνηση των κυτταρικών οργανιδίων.

3) συμμετέχουν στην ενδοκυτταρική μεταφορά, έκκριση και σχηματισμό κυτταρικού τοιχώματος.

4) είναι δομικό στοιχείοβλεφαρίδες, μαστίγια, βασικά σώματα και κεντρόλες.

Μικρονημάτιααντιπροσωπεύονται από νημάτια με διάμετρο 6 nm, που αποτελούνται από πρωτεΐνη ακτίνης, κοντά στη μυϊκή ακτίνη. Η ακτίνη αποτελεί το 10-15% της συνολικής κυτταρικής πρωτεΐνης. Στα περισσότερα ζωικά κύτταρα, ένα πυκνό δίκτυο νηματίων ακτίνης και σχετικών πρωτεϊνών σχηματίζεται ακριβώς κάτω από την πλασματική μεμβράνη.

Εκτός από την ακτίνη, στο κύτταρο βρίσκονται και νημάτια μυοσίνης. Ωστόσο, ο αριθμός τους είναι πολύ μικρότερος. Η αλληλεπίδραση μεταξύ ακτίνης και μυοσίνης προκαλεί συστολή των μυών. Τα μικρονημάτια συνδέονται με την κίνηση ολόκληρου του κυττάρου ή των επιμέρους δομών του μέσα σε αυτό. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η κίνηση παρέχεται μόνο από νημάτια ακτίνης, σε άλλες από την ακτίνη μαζί με τη μυοσίνη.

Λειτουργίες μικρονημάτων

1) μηχανική αντοχή

2) επιτρέπει στο κελί να αλλάξει το σχήμα του και να κινηθεί.

Ρύζι. 2.09. Κυτοσκελετός

Οργανίδια (ή οργανίδια)

Χωρίζονται σε μη μεμβράνης, μονής μεμβράνης και διπλής μεμβράνης.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ οργανίδια μη μεμβράνηςΤα ευκαρυωτικά κύτταρα περιλαμβάνουν οργανίδια που δεν έχουν τη δική τους κλειστή μεμβράνη, και συγκεκριμένα: ριβοσώματακαι οργανίδια χτισμένα με βάση μικροσωληνίσκους τουμπουλίνης - κέντρο κυττάρων (centrioles)Και οργανίδια κίνησης (μαστίγια και βλεφαρίδες).Στα κύτταρα των περισσότερων μονοκύτταρων οργανισμών και στη συντριπτική πλειονότητα των ανώτερων (χερσαίων) φυτών, τα κεντριόλια απουσιάζουν.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ μονομεμβρανικά οργανίδιασχετίζομαι: ενδοπλασματικό δίκτυο, συσκευή Golgi, λυσοσώματα, υπεροξισώματα, σφαιροσώματα, κενοτόπια και μερικά άλλα.Όλα τα οργανίδια μιας μεμβράνης συνδέονται μεταξύ τους σε ένα ενιαίο κυτταρικό σύστημα. Τα φυτικά κύτταρα έχουν ειδικά λυσοσώματα, τα ζωικά κύτταρα έχουν ειδικά κενοτόπια: πεπτικά, απεκκριτικά, συσταλτικά, φαγοκυτταρικά, αυτοφαγοκυτταρικά κ.λπ.

ΠΡΟΣ ΤΗΝ οργανίδια διπλής μεμβράνηςσχετίζομαι μιτοχόνδρια και πλαστίδια.

Μη μεμβρανικά οργανίδια

Α) Ριβοσώματα- οργανίδια που βρίσκονται στα κύτταρα όλων των οργανισμών. Πρόκειται για μικρά οργανίδια, που αντιπροσωπεύονται από σφαιρικά σωματίδια με διάμετρο περίπου 20 nm. Τα ριβοσώματα αποτελούνται από δύο υπομονάδες άνισου μεγέθους - μεγάλες και μικρές. Τα ριβοσώματα περιέχουν πρωτεΐνες και ριβοσωμικό RNA (rRNA). Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ριβοσωμάτων: ευκαρυωτικά (80S) και προκαρυωτικά (70S).

Ανάλογα με τη θέση στο κύτταρο, υπάρχουν ελεύθερα ριβοσώματα που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα που συνθέτουν πρωτεΐνες και συνδεδεμένα ριβοσώματα - ριβοσώματα που συνδέονται με μεγάλες υπομονάδες στην εξωτερική επιφάνεια των μεμβρανών ER, συνθέτοντας πρωτεΐνες που εισέρχονται στο σύμπλεγμα Golgi και στη συνέχεια εκκρίνονται από το κύτταρο. Κατά τη βιοσύνθεση των πρωτεϊνών, τα ριβοσώματα μπορούν να συνδυαστούν σε σύμπλοκα - πολυριβοσώματα (πολυσώματα).

Τα ευκαρυωτικά ριβοσώματα σχηματίζονται στον πυρήνα. Πρώτον, τα rRNA συντίθενται σε πυρηνικό DNA, τα οποία στη συνέχεια καλύπτονται με ριβοσωμικές πρωτεΐνες που προέρχονται από το κυτταρόπλασμα, διασπώνται στο απαιτούμενο μέγεθος και σχηματίζουν ριβοσωματικές υπομονάδες. Δεν υπάρχουν πλήρως σχηματισμένα ριβοσώματα στον πυρήνα. Ο συνδυασμός υπομονάδων σε ένα ολόκληρο ριβόσωμα συμβαίνει στο κυτταρόπλασμα, συνήθως κατά τη βιοσύνθεση πρωτεϊνών.

Τα ριβοσώματα βρίσκονται στα κύτταρα όλων των οργανισμών. Το καθένα αποτελείται από δύο σωματίδια, μικρά και μεγάλα. Τα ριβοσώματα περιέχουν πρωτεΐνες και RNA.

Λειτουργίες

πρωτεϊνική σύνθεση.

Οι συντιθέμενες πρωτεΐνες αρχικά συσσωρεύονται στα κανάλια και τις κοιλότητες του ενδοπλασματικού δικτύου και στη συνέχεια μεταφέρονται σε οργανίδια και κυτταρικές θέσεις. Το EPS και τα ριβοσώματα που βρίσκονται στις μεμβράνες του αντιπροσωπεύουν μια ενιαία συσκευή για τη βιοσύνθεση και τη μεταφορά πρωτεϊνών (Εικ. 2.10-2.11).

Ρύζι. 2.10. Δομή ριβοσώματος

Ρύζι. 2.11. Δομή ριβοσωμάτων

Β) Κυτταρικό κέντρο (κεντριόλια)

Το κεντριόλιο είναι ένας κύλινδρος (μήκους 0,3 μm και διαμέτρου 0,1 μm), το τοίχωμα του οποίου σχηματίζεται από εννέα ομάδες τριών συντηγμένων μικροσωληνίσκων (9 τριπλέτες), που συνδέονται μεταξύ τους σε ορισμένα διαστήματα με σταυροδεσμούς. Συχνά τα κεντρόλια συνδυάζονται σε ζεύγη όπου βρίσκονται σε ορθή γωνία μεταξύ τους. Εάν το κεντρόλιο βρίσκεται στη βάση του βλεφαρίδας ή του μαστιγίου, τότε ονομάζεται βασικό σώμα.

Σχεδόν όλα τα ζωικά κύτταρα έχουν ένα ζεύγος κεντρολίων, τα οποία είναι το μεσαίο στοιχείο του κυτταρικού κέντρου.

Πριν από τη διαίρεση, τα κεντρόλια αποκλίνουν σε αντίθετους πόλους και μια θυγατρική κεντρόλιο εμφανίζεται κοντά σε καθένα από αυτά. Από κεντρόλια που βρίσκονται σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου, σχηματίζονται μικροσωληνίσκοι που αναπτύσσονται ο ένας προς τον άλλο.

Λειτουργίες

1) σχηματίζουν μια μιτωτική άτρακτο, διευκολύνοντας την ομοιόμορφη κατανομή του γενετικού υλικού μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων,

2) αποτελούν το κέντρο οργάνωσης του κυτταροσκελετού. Μερικά από τα νήματα της ατράκτου συνδέονται με τα χρωμοσώματα.

Τα κεντρόλια είναι αυτοαναπαραγόμενα οργανίδια του κυτταροπλάσματος. Προκύπτουν ως αποτέλεσμα της επικάλυψης των υπαρχόντων. Αυτό συμβαίνει όταν τα κεντρόλια χωρίζονται. Το ανώριμο κεντριόλιο περιέχει 9 απλούς μικροσωληνίσκους. Προφανώς, κάθε μικροσωληνίσκος είναι ένα πρότυπο για τη συναρμολόγηση τριδύμων χαρακτηριστικών ενός ώριμου κεντρολίου (Εικ. 2.12).

Τα σετριόλια βρίσκονται στα κύτταρα των κατώτερων φυτών (φύκια).

Ρύζι. 2.12. Κεντριόλια του κυτταρικού κέντρου

Μονομεμβρανικά οργανίδια

Δ) Ενδοπλασματικό δίκτυο (ΕΔ)

Ολόκληρη η εσωτερική ζώνη του κυτταροπλάσματος είναι γεμάτη με πολυάριθμα μικρά κανάλια και κοιλότητες, τα τοιχώματα των οποίων είναι μεμβράνες παρόμοιες στη δομή με την πλασματική μεμβράνη. Αυτά τα κανάλια διακλαδίζονται, συνδέονται μεταξύ τους και σχηματίζουν ένα δίκτυο που ονομάζεται ενδοπλασματικό δίκτυο. Το ενδοπλασματικό δίκτυο είναι ετερογενές στη δομή του. Υπάρχουν δύο γνωστοί τύποι του - κοκκώδηςΚαι λείος.

Στις μεμβράνες των καναλιών και των κοιλοτήτων του κοκκώδους δικτύου υπάρχουν πολλά μικρά στρογγυλά σώματα - ριβοσώματα, που δίνουν στις μεμβράνες μια τραχιά εμφάνιση. Οι μεμβράνες του λείου ενδοπλασματικού δικτύου δεν φέρουν ριβοσώματα στην επιφάνειά τους. Το EPS εκτελεί πολλές διαφορετικές λειτουργίες.

Λειτουργίες

Η κύρια λειτουργία του κοκκώδους ενδοπλασματικού δικτύου είναι η συμμετοχή στη σύνθεση πρωτεϊνών, η οποία συμβαίνει στα ριβοσώματα. Η σύνθεση λιπιδίων και υδατανθράκων γίνεται στις μεμβράνες του λείου ενδοπλασματικού δικτύου. Όλα αυτά τα προϊόντα σύνθεσης συσσωρεύονται σε κανάλια και κοιλότητες και στη συνέχεια μεταφέρονται σε διάφορα οργανίδια του κυττάρου, όπου καταναλώνονται ή συσσωρεύονται στο κυτταρόπλασμα ως κυτταρικά εγκλείσματα. Το EPS συνδέει τα κύρια οργανίδια του κυττάρου μεταξύ τους (Εικ. 2.13).

Ρύζι. 2.13. Η δομή του ενδοπλασματικού δικτύου (ER) ή του δικτύου

Δ) Συσκευή Golgi

Η δομή αυτού του οργανιδίου είναι παρόμοια στα κύτταρα φυτικών και ζωικών οργανισμών, παρά την ποικιλομορφία του σχήματός του. Εκτελεί πολλές σημαντικές λειτουργίες.

Μονομεμβρανικό οργανίδιο. Είναι στοίβες από πεπλατυσμένες «στέρνες» με διευρυμένες άκρες, με τις οποίες συνδέεται ένα σύστημα μικρών κυστιδίων μονού μεμβράνης (κυστίδια Golgi). Τα κυστίδια Golgi συγκεντρώνονται κυρίως στην πλευρά δίπλα στο ER και κατά μήκος της περιφέρειας των στοίβων. Πιστεύεται ότι μεταφέρουν πρωτεΐνες και λιπίδια στη συσκευή Golgi, τα μόρια της οποίας, κινούμενοι από δεξαμενή σε δεξαμενή, υφίστανται χημική τροποποίηση.

Όλες αυτές οι ουσίες αρχικά συσσωρεύονται, γίνονται χημικά πολύπλοκες και στη συνέχεια εισέρχονται στο κυτταρόπλασμα με τη μορφή μεγάλων και μικρών φυσαλίδων και είτε χρησιμοποιούνται στο ίδιο το κύτταρο κατά τη διάρκεια της ζωής του είτε αφαιρούνται από αυτό και χρησιμοποιούνται στο σώμα (Εικ. 2.14-2.15).

Ρύζι. 2.14. Δομή της συσκευής Golgi

Λειτουργίες:

Τροποποίηση και συσσώρευση πρωτεϊνών, λιπιδίων, υδατανθράκων.

Συσκευασία εισερχόμενων οργανικών ουσιών σε φυσαλίδες μεμβράνης (κυστίδια).

Τόπος σχηματισμού λυσοσωμάτων;

Η εκκριτική λειτουργία, επομένως η συσκευή Golgi είναι καλά ανεπτυγμένη στα εκκριτικά κύτταρα.

Ρύζι. 2.15. συγκρότημα Golgi

Ε) Λυσοσώματα

Είναι μικρά στρογγυλά σώματα. Μέσα στο λυσόσωμα υπάρχουν ένζυμα που διασπούν πρωτεΐνες, λίπη, υδατάνθρακες και νουκλεϊκά οξέα. Τα λυσοσώματα πλησιάζουν ένα σωματίδιο τροφής που έχει εισέλθει στο κυτταρόπλασμα, συγχωνεύονται με αυτό και σχηματίζεται ένα πεπτικό κενό, μέσα στο οποίο υπάρχει ένα σωματίδιο τροφής που περιβάλλεται από ένζυμα λυσοσώματος.

Τα ένζυμα των λυσοσωμάτων συντίθενται στο ακατέργαστο ER και μετακινούνται στη συσκευή Golgi, όπου τροποποιούνται και συσκευάζονται σε μεμβρανικά κυστίδια λυσοσωμάτων. Ένα λυσόσωμα μπορεί να περιέχει από 20 έως 60 διάφοροι τύποιυδρολυτικά ένζυμα. Η διάσπαση των ουσιών που χρησιμοποιούν ένζυμα ονομάζεται λύση.

Υπάρχουν πρωτογενή και δευτερογενή λυσοσώματα. Τα λυσοσώματα που προκύπτουν από τη συσκευή Golgi ονομάζονται πρωτογενή.

Δευτερεύοντα ονομάζονται λυσοσώματα που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της σύντηξης πρωτογενών λυσοσωμάτων με ενδοκυτταρικά κενοτόπια. Σε αυτή την περίπτωση, αφομοιώνουν ουσίες που εισέρχονται στο κύτταρο με φαγοκυττάρωση ή πινοκύττωση, επομένως μπορούν να ονομαστούν πεπτικά κενοτόπια.

Λειτουργίες των λυσοσωμάτων:

1) πέψη ουσιών ή σωματιδίων που συλλαμβάνονται από το κύτταρο κατά τη διάρκεια της ενδοκυττάρωσης (βακτήρια, άλλα κύτταρα),

2) αυτοφαγία - καταστροφή δομών που δεν είναι απαραίτητες για το κύτταρο, για παράδειγμα, κατά την αντικατάσταση παλαιών οργανιδίων με νέα ή την πέψη πρωτεϊνών και άλλων ουσιών που παράγονται μέσα στο ίδιο το κύτταρο,

3) αυτόλυση - αυτοπέψη ενός κυττάρου, που οδηγεί στον θάνατό του (μερικές φορές αυτή η διαδικασία δεν είναι παθολογική, αλλά συνοδεύει την ανάπτυξη του οργανισμού ή τη διαφοροποίηση ορισμένων εξειδικευμένων κυττάρων) (Εικ. 2.16-2.17).

Παράδειγμα: Όταν ένας γυρίνος μεταμορφώνεται σε βάτραχο, τα λυσοσώματα που βρίσκονται στα κύτταρα της ουράς τον αφομοιώνουν: η ουρά εξαφανίζεται και οι ουσίες που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας απορροφώνται και χρησιμοποιούνται από άλλα κύτταρα του σώματος.

Ρύζι. 2.16. Σχηματισμός λυσοσώματος

Ρύζι. 2.17. Λειτουργία των λυσοσωμάτων

Ζ) Υπεροξισώματα

Οργανίδια παρόμοια σε δομή με τα λυσοσώματα, κυστίδια με διάμετρο έως 1,5 microns με ομοιογενή μήτρα που περιέχει περίπου 50 ένζυμα.

Η καταλάση προκαλεί τη διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2 και αποτρέπει την υπεροξείδωση των λιπιδίων

Τα υπεροξισώματα σχηματίζονται με εκβλάστηση από προηγούμενα, δηλ. ανήκουν σε αυτοαναπαραγόμενα οργανίδια, παρά το γεγονός ότι δεν περιέχουν DNA. Αναπτύσσονται λόγω της πρόσληψης ενζύμων (Εικ. 2.18).

Ρύζι. 2.18. Υπεροξίσωμα (κρυσταλλικό νουκλεοειδές στο κέντρο)

Η) Κενοτόπια

Μονομεμβρανικά οργανίδια. Τα κενοτόπια είναι «δοχεία» γεμάτα με υδατικά διαλύματα οργανικών και ανόργανων ουσιών. Το ER και η συσκευή Golgi συμμετέχουν στο σχηματισμό κενοτοπίων.

Τα νεαρά φυτικά κύτταρα περιέχουν πολλά μικρά κενοτόπια, τα οποία στη συνέχεια, καθώς τα κύτταρα αναπτύσσονται και διαφοροποιούνται, συγχωνεύονται μεταξύ τους και σχηματίζουν ένα μεγάλο κεντρικό κενοτόπιο.

Το κεντρικό κενό μπορεί να καταλάβει έως και το 95% του όγκου ενός ώριμου κυττάρου, ο πυρήνας και τα οργανίδια ωθούνται προς την κυτταρική μεμβράνη. Η μεμβράνη που δεσμεύει το φυτικό κενοτόπιο ονομάζεται τονοπλαστικό.

Το υγρό που γεμίζει το κενό των φυτών ονομάζεται κυτταρικός χυμός. Ο κυτταρικός χυμός περιέχει υδατοδιαλυτά οργανικά και ανόργανα άλατα, μονοσακχαρίτες, δισακχαρίτες, αμινοξέα, τελικά ή τοξικά μεταβολικά προϊόντα (γλυκοσίδες, αλκαλοειδή), ορισμένες χρωστικές (ανθοκυανίνες).

Τα σάκχαρα και οι πρωτεΐνες αποθηκεύονται συχνότερα από οργανικές ουσίες. Τα σάκχαρα έχουν συχνά τη μορφή διαλυμάτων, οι πρωτεΐνες εισέρχονται με τη μορφή κυστιδίων ER και της συσκευής Golgi, μετά την οποία τα κενοτόπια αφυδατώνονται και μετατρέπονται σε κόκκους αλευρόνης.

Τα ζωικά κύτταρα περιέχουν μικρά πεπτικά και αυτοφαγικά κενοτόπια, τα οποία ανήκουν στην ομάδα των δευτερογενών λυσοσωμάτων και περιέχουν υδρολυτικά ένζυμα. Τα μονοκύτταρα ζώα έχουν επίσης συσταλτικά κενοτόπια που εκτελούν τη λειτουργία της ωσμορύθμισης και της απέκκρισης.

Λειτουργίες

Στα φυτά

1) συσσώρευση υγρού και διατήρηση του στροβιλισμού,

2) συσσώρευση αποθεματικών θρεπτικών ουσιών και ανόργανων αλάτων,

3) χρωματίζει λουλούδια και φρούτα και έτσι προσελκύει επικονιαστές και διανομείς φρούτων και σπόρων.

Στα ζώα:

4) πεπτικά κενοτόπια - καταστρέφουν τα οργανικά μακρομόρια.

5) Τα συσταλτικά κενοτόπια ρυθμίζουν την οσμωτική πίεση του κυττάρου και απομακρύνουν τις περιττές ουσίες από το κύτταρο

6) Τα φαγοκυτταρικά κενοτόπια σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της φαγοκυττάρωσης των αντιγόνων από τα κύτταρα του ανοσοποιητικού

7) Τα αυτοφαγοκυτταρικά κενοτόπια σχηματίζονται κατά τη φαγοκυττάρωση των δικών τους ιστών από κύτταρα του ανοσοποιητικού

Οργανίδια διπλής μεμβράνης (μιτοχόνδρια και πλαστίδια)

Αυτά τα οργανίδια είναι ημιαυτόνομα επειδή έχουν το δικό τους DNA και τη δική τους συσκευή πρωτεϊνοσύνθεσης. Τα μιτοχόνδρια βρίσκονται σχεδόν σε όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα. Τα πλαστίδια βρίσκονται μόνο στα φυτικά κύτταρα.

Θ) Μιτοχόνδρια

Αυτά είναι οργανίδια που παρέχουν ενέργεια στις μεταβολικές διεργασίες στο κύτταρο. Στο υαλόπλασμα, τα μιτοχόνδρια κατανέμονται συνήθως διάχυτα, αλλά σε εξειδικευμένα κύτταρα συγκεντρώνονται σε εκείνες τις περιοχές όπου υπάρχει η μεγαλύτερη ανάγκη για ενέργεια. Για παράδειγμα, στα μυϊκά κύτταρα, μεγάλος αριθμός μιτοχονδρίων συγκεντρώνεται κατά μήκος των συσταλτικών ινιδίων, κατά μήκος του μαστιγίου του σπέρματος, στο επιθήλιο των νεφρικών σωληναρίων, στην περιοχή των συνάψεων κ.λπ. Αυτή η διάταξη των μιτοχονδρίων εξασφαλίζει λιγότερη απώλεια ATP κατά τη διάχυση του.

Η εξωτερική μεμβράνη διαχωρίζει το μιτοχόνδριο από το κυτταρόπλασμα, κλείνει στον εαυτό της και δεν σχηματίζει κολπώματα. Η εσωτερική μεμβράνη περιορίζει το εσωτερικό περιεχόμενο των μιτοχονδρίων - της μήτρας. χαρακτηριστικό– ο σχηματισμός πολυάριθμων εγκολπώσεων – cristae, λόγω των οποίων αυξάνεται η περιοχή των εσωτερικών μεμβρανών. Ο αριθμός και ο βαθμός ανάπτυξης των cristae εξαρτάται από λειτουργική δραστηριότηταυφάσματα. Τα μιτοχόνδρια έχουν το δικό τους γενετικό υλικό (Εικ. 2.19).

Το μιτοχονδριακό DNA είναι ένα κλειστό κυκλικό δίκλωνο μόριο στα ανθρώπινα κύτταρα έχει μέγεθος 16.569 ζευγών νουκλεοτιδίων, το οποίο είναι περίπου 105 φορές μικρότερο από το DNA που εντοπίζεται στον πυρήνα. Τα μιτοχόνδρια έχουν το δικό τους σύστημα σύνθεσης πρωτεϊνών, αλλά ο αριθμός των πρωτεϊνών που μεταφράζονται από το μιτοχονδριακό mRNA είναι περιορισμένος. Το μιτοχονδριακό DNA δεν μπορεί να κωδικοποιήσει όλες τις μιτοχονδριακές πρωτεΐνες. Οι περισσότερες μιτοχονδριακές πρωτεΐνες βρίσκονται υπό γενετικό έλεγχο του πυρήνα.

Ρύζι. 2.19. Η δομή των μιτοχονδρίων

Λειτουργίες μιτοχονδρίων

1) Σχηματισμός ATP

2) πρωτεϊνοσύνθεση

3) συμμετοχή σε συγκεκριμένες συνθέσεις, για παράδειγμα, στη σύνθεση στεροειδών ορμονών (επινεφρίδια)

4) τα χρησιμοποιημένα μιτοχόνδρια μπορούν επίσης να συσσωρεύουν προϊόντα απέκκρισης και επιβλαβείς ουσίες, π.χ. ικανό να αναλάβει τις λειτουργίες άλλων κυτταρικών οργανιδίων

Κ) Πλασίδια

Πλασίδια-οργανίδια χαρακτηριστικά μόνο των φυτών.

Υπάρχουν τρεις τύποι πλαστιδίων:

1) χλωροπλάστες(πράσινα πλαστίδια)?

2) χρωμοπλάστες(πλαστίδια κίτρινα, πορτοκαλί ή κόκκινα)

3) λευκοπλάστες(άχρωμα πλαστίδια).

Τυπικά, μόνο ένας τύπος πλαστιδίου βρίσκεται σε ένα κύτταρο.

Χλωροπλάστες

Αυτά τα οργανίδια βρίσκονται στα κύτταρα των φύλλων και σε άλλα πράσινα όργανα των φυτών, καθώς και σε μια ποικιλία φυκιών. Στα ανώτερα φυτά, ένα κύτταρο περιέχει συνήθως αρκετές δεκάδες χλωροπλάστες. Το πράσινο χρώμα των χλωροπλαστών εξαρτάται από την περιεκτικότητα της χρωστικής χλωροφύλλης σε αυτούς.

Ο χλωροπλάστης είναι το κύριο οργανίδιο των φυτικών κυττάρων στο οποίο λαμβάνει χώρα η φωτοσύνθεση, δηλαδή ο σχηματισμός οργανικών ουσιών (υδατάνθρακες) από ανόργανες ουσίες (CO 2 και H 2 O) χρησιμοποιώντας ενέργεια ηλιακό φως. Οι χλωροπλάστες έχουν παρόμοια δομή με τα μιτοχόνδρια.

Οι χλωροπλάστες έχουν πολύπλοκη δομή. Διαχωρίζονται από το υαλόπλασμα με δύο μεμβράνες - εξωτερικές και εσωτερικές. Τα εσωτερικά περιεχόμενα καλούνται στρώμα. Η εσωτερική μεμβράνη σχηματίζει μέσα στον χλωροπλάστη ένα πολύπλοκο, αυστηρά διατεταγμένο σύστημα μεμβρανών με τη μορφή επίπεδων φυσαλίδων που ονομάζονται θυλακοειδή.

Τα θυλακοειδή συλλέγονται σε στοίβες - δημητριακά, που μοιάζει με στήλες νομισμάτων . Τα grana αλληλοσυνδέονται με στρωματικά θυλακοειδή που διέρχονται από αυτά σε όλο το πλαστίδιο. (Εικ. 2.20-2.22).Η χλωροφύλλη και οι χλωροπλάστες σχηματίζονται μόνο στο φως.

Ρύζι. 2.20. Χλωροπλάστες κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός

Ρύζι. 2.21. Δομή ενός χλωροπλάστη κάτω από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο

Ρύζι. 2.22. Σχηματική δομή χλωροπλαστών

Λειτουργίες

1) φωτοσύνθεση(σχηματισμός οργανικών ουσιών από ανόργανες ουσίες λόγω φωτεινής ενέργειας). Η χλωροφύλλη παίζει κεντρικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Απορροφά την φωτεινή ενέργεια και την κατευθύνει να πραγματοποιήσει αντιδράσεις φωτοσύνθεσης. Στους χλωροπλάστες, όπως και στα μιτοχόνδρια, λαμβάνει χώρα σύνθεση ATP.

2) συμμετέχουν στη σύνθεση αμινοξέων και λιπαρών οξέων,

3) χρησιμεύει ως χώρος αποθήκευσης για προσωρινά αποθέματα αμύλου.

Λευκοπλάστες- μικρά άχρωμα πλαστίδια που βρίσκονται στα κύτταρα των οργάνων που κρύβονται από το φως του ήλιου (ρίζες, ριζώματα, κόνδυλοι, σπόροι). Η δομή τους είναι παρόμοια με τη δομή των χλωροπλαστών (Εικ. 2.23).

Ωστόσο, σε αντίθεση με τους χλωροπλάστες, οι λευκοπλάστες έχουν ελάχιστα ανεπτυγμένο σύστημα εσωτερικής μεμβράνης, επειδή εμπλέκονται στη σύνθεση και τη συσσώρευση αποθεματικών θρεπτικών συστατικών - αμύλου, πρωτεϊνών και λιπιδίων. Στο φως, οι λευκοπλάστες μπορούν να μετατραπούν σε χλωροπλάστες.

Ρύζι. 2.23. Δομή λευκοπλαστών

Χρωμοπλάστες- Τα πλαστίδια έχουν πορτοκαλί, κόκκινο και κίτρινο χρώμα, το οποίο προκαλείται από χρωστικές που ανήκουν στην ομάδα των καροτενοειδών. Οι χρωμοπλάστες βρίσκονται στα κύτταρα των πετάλων πολλών φυτών, των ώριμων φρούτων και σπάνια στα ριζώδη λαχανικά, καθώς και σε φύλλα του φθινοπώρου. Το σύστημα εσωτερικής μεμβράνης στους χρωμοπλάστες συνήθως απουσιάζει (Εικ. 24).

Ρύζι. 2.24. Δομή χρωμοπλαστών

Η σημασία των χρωμοπλαστών δεν έχει ακόμη αποσαφηνιστεί πλήρως. Τα περισσότερα από αυτά είναι γερασμένα πλαστίδια. Κατά κανόνα, αναπτύσσονται από χλωροπλάστες, ενώ η χλωροφύλλη και η δομή της εσωτερικής μεμβράνης καταστρέφονται στα πλαστίδια και συσσωρεύονται καροτενοειδή. Αυτό συμβαίνει όταν οι καρποί ωριμάζουν και τα φύλλα κιτρινίζουν το φθινόπωρο. Η βιολογική σημασία των χρωμοπλαστών είναι ότι καθορίζουν λαμπερό χρώμαλουλούδια και καρπούς, προσελκύοντας έντομα για διασταυρούμενη επικονίαση και άλλα ζώα για διανομή φρούτων. Οι λευκοπλάστες μπορούν επίσης να μετατραπούν σε χρωμοπλάστες.

Λειτουργίες πλαστιδίων

Σύνθεση οργανικών ουσιών στη χλωροφύλλη από απλές ανόργανες ενώσεις: διοξείδιο του άνθρακα και νερό παρουσία κβάντων ηλιακού φωτός - φωτοσύνθεση, Σύνθεση ATP κατά την ελαφριά φάση της φωτοσύνθεσης

Σύνθεση πρωτεϊνών στα ριβοσώματα (μεταξύ των εσωτερικών μεμβρανών του χλωροπλάστη υπάρχουν DNA, RNA και ριβοσώματα, επομένως, στους χλωροπλάστες, καθώς και στα μιτοχόνδρια, συμβαίνει η σύνθεση της πρωτεΐνης που είναι απαραίτητη για τη δραστηριότητα αυτών των οργανιδίων).

Η παρουσία χρωμοπλαστών εξηγεί το κίτρινο, πορτοκαλί και κόκκινο χρώμα των στεφάνων των λουλουδιών, των καρπών και των φύλλων του φθινοπώρου.

Οι λευκοπλάστες περιέχουν ουσίες αποθήκευσης (σε μίσχους, ρίζες, κόνδυλους).

Οι χλωροπλάστες, οι χρωμοπλάστες και οι λευκοπλάστες είναι ικανοί να ανταλλάσσουν κύτταρα. Έτσι, όταν τα φρούτα ωριμάζουν ή τα φύλλα αλλάζουν χρώμα το φθινόπωρο, οι χλωροπλάστες μετατρέπονται σε χρωμοπλάστες και οι λευκοπλάστες μπορούν να μετατραπούν σε χλωροπλάστες, για παράδειγμα, όταν οι κόνδυλοι της πατάτας γίνονται πράσινοι.

Με μια εξελικτική έννοια, ο πρωταρχικός, αρχικός τύπος πλαστιδίου είναι ο χλωροπλάστης, από τον οποίο προήλθαν τα πλαστίδια των άλλων δύο τύπων. Τα πλαστίδια έχουν πολλά κοινά χαρακτηριστικάμε τα μιτοχόνδρια, διακρίνοντάς τα από άλλα συστατικά του κυτταροπλάσματος. Αυτό είναι, πρώτα απ 'όλα, ένα κέλυφος δύο μεμβρανών και σχετική γενετική αυτονομία λόγω της παρουσίας των δικών του ριβοσωμάτων και DNA. Αυτή η μοναδικότητα των οργανιδίων αποτέλεσε τη βάση για την ιδέα ότι οι προκάτοχοι των πλαστιδίων και των μιτοχονδρίων ήταν βακτήρια, τα οποία κατά τη διαδικασία της εξέλιξης χτίστηκαν σε ένα ευκαρυωτικό κύτταρο και σταδιακά μετατράπηκαν σε χλωροπλάστες και μιτοχόνδρια (Εικ. 2.25).

Ρύζι. 2.25. Σχηματισμός μιτοχονδρίων και χλωροπλαστών σύμφωνα με τη θεωρία της συμβιογένεσης

Το κύτταρο έχει από καιρό οριστεί ως η δομική μονάδα όλων των ζωντανών όντων. Και πράγματι είναι. Εξάλλου, δισεκατομμύρια από αυτές τις δομές, όπως τα τούβλα, σχηματίζουν φυτά και ζώα, βακτήρια και μικροοργανισμούς και ανθρώπους. Κάθε όργανο, ιστός, σύστημα του σώματος - όλα είναι χτισμένα από κύτταρα.

Ως εκ τούτου, είναι πολύ σημαντικό να γνωρίζουμε όλες τις λεπτές αποχρώσεις της εσωτερικής του δομής, τη χημική του σύνθεση και τις συνεχιζόμενες βιοχημικές αντιδράσεις. Σε αυτό το άρθρο θα δούμε τι είναι η πλασματική μεμβράνη, τις λειτουργίες που εκτελεί και τη δομή της.

Κυτταρικά οργανίδια

Τα οργανίδια είναι τα μικρότερα δομικά μέρη που βρίσκονται μέσα σε ένα κύτταρο και παρέχουν τη δομή και τις ζωτικές λειτουργίες του. Αυτά περιλαμβάνουν πολλούς διαφορετικούς εκπροσώπους:

1. Μεμβράνη πλάσματος.
2. Πυρήνας και πυρήνες με χρωμοσωμικό υλικό.
3. Κυτταρόπλασμα με εγκλείσματα.
4. Λυσοσώματα.
5. Μιτοχόνδρια.
6. Ριβοσώματα.
7. Κενοτόπια και χλωροπλάστες, εάν το κύτταρο είναι φυτό.

Κάθε μία από τις αναφερόμενες δομές έχει τη δική της πολύπλοκη δομή, που σχηματίζεται από ουσίες υψηλού μοριακού βάρους (HMCs), εκτελεί αυστηρά καθορισμένες λειτουργίες και συμμετέχει σε ένα σύμπλεγμα βιοχημικών αντιδράσεων που διασφαλίζουν τις ζωτικές λειτουργίες ολόκληρου του οργανισμού στο σύνολό του.

Γενική δομή της μεμβράνης

Η δομή της πλασματικής μεμβράνης έχει μελετηθεί από τον 18ο αιώνα. Τότε ήταν που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά η ικανότητά του να περνά ή να συγκρατεί επιλεκτικά ουσίες. Με την ανάπτυξη της μικροσκοπίας, η μελέτη της λεπτής δομής και δομής της μεμβράνης έγινε πιο δυνατή, και ως εκ τούτου σήμερα σχεδόν τα πάντα είναι γνωστά για αυτήν.

Συνώνυμο της κύριας ονομασίας του είναι το plasmalemma. Η σύνθεση της πλασματικής μεμβράνης αντιπροσωπεύεται από τρεις κύριους τύπους IUD:

• πρωτεΐνες;
• λιπίδια?
• υδατάνθρακες.

Η αναλογία αυτών των ενώσεων και η τοποθεσία μπορεί να ποικίλλει στα κύτταρα διαφορετικών οργανισμών (φυτικών, ζωικών ή βακτηριακών).

Ρευστό μωσαϊκό μοντέλο της κατασκευής

Πολλοί επιστήμονες προσπάθησαν να κάνουν υποθέσεις σχετικά με το πώς βρίσκονται τα λιπίδια και οι πρωτεΐνες στη μεμβράνη. Ωστόσο, μόλις το 1972 οι επιστήμονες Singer και Nicholson πρότειναν ένα μοντέλο που εξακολουθεί να είναι επίκαιρο σήμερα, αντικατοπτρίζοντας τη δομή της πλασματικής μεμβράνης. Ονομάζεται υγρό μωσαϊκό και η ουσία του είναι η εξής: διάφοροι τύποι λιπιδίων διατάσσονται σε δύο στρώματα, προσανατολισμένα με τα υδρόφοβα άκρα των μορίων προς τα μέσα και τα υδρόφιλα άκρα προς τα έξω. Επιπλέον, ολόκληρη η δομή, όπως ένα μωσαϊκό, είναι διαποτισμένη από διαφορετικούς τύπους μορίων πρωτεΐνης, καθώς και μια μικρή ποσότητα εξόζες (υδατάνθρακες).

Ολόκληρο το προτεινόμενο σύστημα βρίσκεται σε συνεχή δυναμική. Οι πρωτεΐνες είναι ικανές όχι μόνο να διεισδύουν στο διλιπιδικό στρώμα διαμέσου και διαμέσου, αλλά και να προσανατολίζονται σε μία από τις πλευρές του, που είναι ενσωματωμένες στο εσωτερικό του. Ή ακόμα και ελεύθερα «περπατήστε» κατά μήκος της μεμβράνης, αλλάζοντας θέση.

Τα δεδομένα μικροσκοπικής ανάλυσης παρέχουν στοιχεία που υποστηρίζουν και δικαιολογούν αυτή τη θεωρία. Στις ασπρόμαυρες φωτογραφίες, τα στρώματα της μεμβράνης είναι ευδιάκριτα, το πάνω και το κάτω μέρος είναι εξίσου σκούρο και το μεσαίο είναι πιο ανοιχτόχρωμο. Πραγματοποιήθηκαν επίσης διάφορα πειράματα που αποδεικνύουν ότι τα στρώματα βασίζονται ακριβώς σε λιπίδια και πρωτεΐνες.

Πρωτεΐνες της πλασματικής μεμβράνης

Εάν λάβουμε υπόψη το ποσοστό των λιπιδίων και των πρωτεϊνών στη μεμβράνη ενός φυτικού κυττάρου, θα είναι περίπου το ίδιο - 40/40%. Στο ζωικό πλάσμα, έως και 60% αποτελείται από πρωτεΐνες, στο βακτηριακό πλάσμα - έως και 50%.

Η πλασματική μεμβράνη αποτελείται από διαφορετικούς τύπους πρωτεϊνών και οι λειτουργίες καθενός από αυτές είναι επίσης συγκεκριμένες.

1. Περιφερικά μόρια. Πρόκειται για πρωτεΐνες που προσανατολίζονται στην επιφάνεια των εσωτερικών ή εξωτερικών τμημάτων της λιπιδικής διπλοστιβάδας. Οι κύριοι τύποι αλληλεπιδράσεων μεταξύ της μοριακής δομής και του στρώματος είναι οι εξής:

• δεσμοί υδρογόνου;
• ιοντικές αλληλεπιδράσεις ή γέφυρες αλατιού.
• ηλεκτροστατική έλξη.

Οι ίδιες οι περιφερειακές πρωτεΐνες είναι υδατοδιαλυτές ενώσεις, επομένως δεν είναι δύσκολο να διαχωριστούν από το πλάσμα χωρίς βλάβη. Ποιες ουσίες ανήκουν σε αυτές τις δομές; Η πιο κοινή και πολυάριθμη είναι η σπεκτρίνη της ινιδικής πρωτεΐνης. Μπορεί να είναι έως και 75% στη μάζα όλων των πρωτεϊνών της μεμβράνης σε μεμονωμένα κυτταρικά πλασμαλήματα.

Γιατί χρειάζονται και πώς εξαρτάται η πλασματική μεμβράνη από αυτά; Οι λειτουργίες είναι οι εξής:

• σχηματισμός του κυτταρικού σκελετού.
• διατήρηση σταθερού σχήματος.
• περιορισμός της υπερβολικής κινητικότητας των ενσωματωμένων πρωτεϊνών.
• συντονισμός και υλοποίηση της μεταφοράς ιόντων μέσω του πλάσματος·
• μπορεί να συνδεθεί με αλυσίδες ολιγοσακχαριτών και να συμμετέχει στη σηματοδότηση των υποδοχέων από και προς τη μεμβράνη.

2. Ημι-ολοκληρωμένες πρωτεΐνες. Τέτοια μόρια είναι εκείνα που είναι πλήρως ή μισά βυθισμένα στη λιπιδική διπλοστιβάδα, σε διάφορα βάθη. Παραδείγματα περιλαμβάνουν βακτηριοροδοψίνη, οξειδάση κυτοχρώματος και άλλα. Ονομάζονται επίσης «αγκυροβολημένες» πρωτεΐνες, δηλαδή σαν να είναι προσκολλημένες μέσα στο στρώμα. Με τι μπορούν να έρθουν σε επαφή και πώς ριζώνουν και συγκρατούνται; Τις περισσότερες φορές χάρη σε ειδικά μόρια, τα οποία μπορεί να είναι μυριστικά ή παλμιτικά οξέα, ισοπρένια ή στερόλες. Για παράδειγμα, οι ημι-ολοκληρωμένες πρωτεΐνες που σχετίζονται με τη χοληστερόλη βρίσκονται στο πλάσμα των ζώων. Αυτά δεν έχουν ακόμη βρεθεί σε φυτά ή βακτήρια.

3. Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες. Μερικά από τα πιο σημαντικά στο πλάσμα. Είναι δομές που σχηματίζουν κάτι σαν κανάλια που διαπερνούν και τα δύο στρώματα λιπιδίων μέσω και μέσω. Είναι μέσω αυτών των οδών που πολλά μόρια εισέρχονται στο κύτταρο, εκείνα που τα λιπίδια δεν επιτρέπουν να περάσουν. Επομένως, ο κύριος ρόλος των ενσωματωμένων δομών είναι ο σχηματισμός διαύλων ιόντων για μεταφορά.

Υπάρχουν δύο τύποι διείσδυσης στο στρώμα λιπιδίων:

• μονοτοπική - μία φορά?
• πολυτοπικό - σε αρκετά σημεία.

Οι ποικιλίες των ενσωματωμένων πρωτεϊνών περιλαμβάνουν τη γλυκοφορίνη, τα πρωτεολιπίδια, τις πρωτεογλυκάνες και άλλες. Όλα είναι αδιάλυτα στο νερό και είναι στενά ενσωματωμένα στο λιπιδικό στρώμα, επομένως είναι αδύνατο να αφαιρεθούν χωρίς να καταστραφεί η δομή του πλασμαλήμματος. Αυτές οι πρωτεΐνες έχουν σφαιρική δομή, το υδρόφοβο άκρο τους βρίσκεται μέσα στο λιπιδικό στρώμα και το υδρόφιλο άκρο βρίσκεται πάνω από αυτό και μπορεί να υψωθεί πάνω από ολόκληρη τη δομή. Λόγω ποιων αλληλεπιδράσεων διατηρούνται οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες; Σε αυτό βοηθούνται από υδρόφοβες έλξεις προς τις ρίζες λιπαρών οξέων.

Έτσι, υπάρχει ένας αριθμός διαφορετικών πρωτεϊνικών μορίων που περιλαμβάνει η πλασματική μεμβράνη. Η δομή και οι λειτουργίες αυτών των μορίων μπορούν να συνδυαστούν σε πολλά γενικά σημεία.

1. Δομικές περιφερειακές πρωτεΐνες.
2. Πρωτεΐνες καταλυτικών ενζύμων (ημιολοκληρωμένες και ενιαίες).
3. Υποδοχέας (περιφερικός, αναπόσπαστος).
4. Μεταφορές (ολοκληρωμένες).

Λιπίδια του πλάσματος

Η υγρή διπλή στιβάδα λιπιδίων που συνθέτει την πλασματική μεμβράνη μπορεί να είναι πολύ κινητή. Το γεγονός είναι ότι διαφορετικά μόρια μπορούν να μετακινηθούν από το ανώτερο στρώμα στο κάτω και αντίστροφα, δηλαδή η δομή είναι δυναμική. Τέτοιες μεταβάσεις έχουν το δικό τους όνομα στην επιστήμη - "flip-flop". Σχηματίστηκε από το όνομα ενός ενζύμου που καταλύει τις διαδικασίες αναδιάταξης των μορίων μέσα σε μια μονοστιβάδα ή από το άνω προς το κάτω και αντίστροφα, τη φλιπάση.

Η ποσότητα των λιπιδίων που περιέχει η πλασματική μεμβράνη ενός κυττάρου είναι περίπου ίδια με τον αριθμό των πρωτεϊνών. Η ποικιλότητα των ειδών είναι μεγάλη. Διακρίνονται οι ακόλουθες κύριες ομάδες:

• φωσφολιπίδια;
• σφιγγοφωσφολιπίδια;
• γλυκολιπίδια?
• χοληστερίνη

Η πρώτη ομάδα φωσφολιπιδίων περιλαμβάνει μόρια όπως γλυκεροφωσφολιπίδια και σφιγγομυελίνες. Αυτά τα μόρια αποτελούν τη βάση της διπλής στοιβάδας της μεμβράνης. Τα υδρόφοβα άκρα των ενώσεων κατευθύνονται στο στρώμα, τα υδρόφιλα άκρα κατευθύνονται προς τα έξω. Παραδείγματα σύνδεσης:

• φωσφατιδυλοχολίνη;
• φωσφατιδυλοσερίνη;
• καρδιολιπίνη;
• φωσφατιδυλινοσιτόλη;
• σφιγγομυελίνη;
• φωσφατιδυλογλυκερόλη;
• Φωσφατιδυλαιθανολαμίνη.

Για τη μελέτη αυτών των μορίων, χρησιμοποιείται μια μέθοδος για την καταστροφή του στρώματος της μεμβράνης σε ορισμένα μέρη από τη φωσφολιπάση, ένα ειδικό ένζυμο που καταλύει τη διαδικασία της διάσπασης των φωσφολιπιδίων.

Οι λειτουργίες των αναγραφόμενων συνδέσεων είναι οι εξής:

1. Προμηθεύω γενική δομήκαι τη δομή της διπλής στοιβάδας του πλάσματος.
2. Έρχονται σε επαφή με πρωτεΐνες στην επιφάνεια και στο εσωτερικό του στρώματος.
3. Καθορίζω κατάσταση συνάθροισης, που θα έχει η πλασματική μεμβράνη ενός κυττάρου υπό διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας.
4. Συμμετέχουν στην περιορισμένη διαπερατότητα του πλάσματος για διάφορα μόρια.
5. Μορφή ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙαλληλεπιδράσεις των κυτταρικών μεμβρανών μεταξύ τους (δεσμόσωμα, χώρος σαν σχισμή, σφιχτή διασταύρωση).

Σφιγγοφωσφολιπίδια και μεμβρανικά γλυκολιπίδια

Σφιγγομυελίνες ή σφιγγοφωσφολιπίδια σε τους χημική φύση- παράγωγα της αμινοαλκοόλης σφιγγοσίνη. Μαζί με τα φωσφολιπίδια, συμμετέχουν στο σχηματισμό του διλιπιδικού στρώματος της μεμβράνης.

Τα γλυκολιπίδια περιλαμβάνουν τον γλυκοκάλυκα, μια ουσία που καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τις ιδιότητες της πλασματικής μεμβράνης. Είναι μια ένωση που μοιάζει με ζελέ που αποτελείται κυρίως από ολιγοσακχαρίτες. Ο γλυκοκάλυκας καταλαμβάνει το 10% της συνολικής μάζας του πλάσματος. Η πλασματική μεμβράνη, η δομή και οι λειτουργίες που εκτελεί, σχετίζονται άμεσα με αυτήν την ουσία. Για παράδειγμα, ο γλυκοκάλυξ εκτελεί:

• λειτουργία δείκτη μεμβράνης.
• αισθητήριο νεύρο;
• διεργασίες βρεγματικής πέψης των σωματιδίων μέσα στο κύτταρο.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η παρουσία του λιπιδίου του γλυκοκάλυκα είναι χαρακτηριστική μόνο των ζωικών κυττάρων, αλλά όχι των φυτικών, βακτηριακών και μυκήτων.

Χοληστερόλη (στερόλη μεμβράνης)

Είναι ένα σημαντικό συστατικό της διπλοστοιβάδας των κυττάρων στα θηλαστικά. Δεν βρίσκεται σε φυτά, ούτε σε βακτήρια ή μύκητες. Από χημική άποψη, είναι μια αλκοόλη, κυκλική, μονοϋδρική.

Όπως και άλλα λιπίδια, έχει αμφίφιλες ιδιότητες (παρουσία υδρόφιλου και υδρόφοβου άκρου του μορίου). Στη μεμβράνη, παίζει σημαντικό ρόλο ως περιοριστής και ελεγκτής της ρευστότητας διπλής στιβάδας. Συμμετέχει επίσης στην παραγωγή της βιταμίνης D και είναι συνένοχος στο σχηματισμό των ορμονών του φύλου.

Τα φυτικά κύτταρα περιέχουν φυτοστερόλες, οι οποίες δεν συμμετέχουν στο σχηματισμό των ζωικών μεμβρανών. Σύμφωνα με ορισμένα δεδομένα, είναι γνωστό ότι αυτές οι ουσίες παρέχουν αντοχή στα φυτά σε ορισμένους τύπους ασθενειών.

Η πλασματική μεμβράνη σχηματίζεται από τη χοληστερόλη και άλλα λιπίδια σε μια κοινή αλληλεπίδραση, ένα σύμπλεγμα.

Μεμβράνη υδατανθράκων

Αυτή η ομάδα ουσιών αποτελεί περίπου το 10% της συνολικής σύνθεσης των ενώσεων της πλασματικής μεμβράνης. Στην απλή τους μορφή, οι μονο-, δι- και πολυσακχαρίτες δεν βρίσκονται, αλλά μόνο με τη μορφή γλυκοπρωτεϊνών και γλυκολιπιδίων.

Οι λειτουργίες τους είναι να ασκούν έλεγχο στις ενδοκυτταρικές και ενδοκυτταρικές αλληλεπιδράσεις, να διατηρούν μια ορισμένη δομή και θέση των μορίων πρωτεΐνης στη μεμβράνη, καθώς και να πραγματοποιούν λήψη.

Κύριες λειτουργίες του πλασμαλήμματος

Η πλασματική μεμβράνη παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στο κύτταρο. Οι λειτουργίες του είναι πολύπλευρες και σημαντικές. Ας τους ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά.

1. Διαχωρίζει το περιεχόμενο του κυττάρου από το περιβάλλον και το προστατεύει από εξωτερικές επιρροές. Χάρη στην παρουσία μεμβράνης διατηρείται σε σταθερό επίπεδο χημική σύνθεσηκυτταρόπλασμα και το περιεχόμενό του.
2. Το πλάσμα περιέχει πλήθος πρωτεϊνών, υδατανθράκων και λιπιδίων που δίνουν και διατηρούν το συγκεκριμένο σχήμα του κυττάρου.
3. Κάθε κυτταρικό οργανίδιο έχει μια μεμβράνη, η οποία ονομάζεται κυστίδιο μεμβράνης (κυστίδιο).
4. Η σύνθεση των συστατικών του πλάσματος του επιτρέπει να παίζει το ρόλο του «φύλακα» του κυττάρου, πραγματοποιώντας επιλεκτική μεταφορά σε αυτό.
5. Υποδοχείς, ένζυμα, βιολογικά δραστικές ουσίες λειτουργούν στο κύτταρο και το διεισδύουν, συνεργάζονται με το επιφανειακό του κέλυφος μόνο χάρη στις πρωτεΐνες και τα λιπίδια της μεμβράνης.
6. Μέσω του πλάσματος μεταφέρονται όχι μόνο ενώσεις διαφόρων φύσεων, αλλά και ιόντα σημαντικά για τη ζωή (νάτριο, κάλιο, ασβέστιο και άλλα).
7. Η μεμβράνη διατηρεί την οσμωτική ισορροπία εκτός και εντός του κυττάρου.
8. Με τη βοήθεια της πλασματικής μεμβράνης, ιόντα και ενώσεις διαφόρων φύσεων, ηλεκτρόνια και ορμόνες μεταφέρονται από το κυτταρόπλασμα στα οργανίδια.
9. Μέσω αυτού, το ηλιακό φως απορροφάται με τη μορφή κβαντών και τα σήματα ξυπνούν μέσα στο κύτταρο.
10. Αυτή η δομή είναι που δημιουργεί παρορμήσεις δράσης και ανάπαυσης.
11. Μηχανική προστασία του κυττάρου και των δομών του από μικρές παραμορφώσεις και φυσικές κρούσεις.
12. Η συγκόλληση των κυττάρων, δηλαδή η προσκόλληση και η διατήρησή τους κοντά το ένα στο άλλο πραγματοποιείται επίσης χάρη στη μεμβράνη.

Το κυτταρικό πλάσμα και το κυτταρόπλασμα είναι πολύ στενά συνδεδεμένα μεταξύ τους. Η πλασματική μεμβράνη βρίσκεται σε στενή επαφή με όλες τις ουσίες και τα μόρια, ιόντα που διεισδύουν στο κύτταρο και βρίσκονται ελεύθερα στο ιξώδες εσωτερικό περιβάλλον. Αυτές οι ενώσεις προσπαθούν να διεισδύσουν σε όλες τις κυτταρικές δομές, αλλά το εμπόδιο είναι η μεμβράνη, η οποία είναι ικανή να πραγματοποιήσει διαφορετικούς τύπους μεταφοράς μέσω της. Ή μην παραλείψετε καθόλου ορισμένους τύπους συνδέσεων.

Τύποι μεταφοράς μέσω του κυτταρικού φραγμού

Η μεταφορά μέσω της πλασματικής μεμβράνης πραγματοποιείται με διάφορους τρόπους, οι οποίοι ενώνονται με έναν κοινό παράγοντα: φυσικό χαρακτηριστικό- ο νόμος της διάχυσης των ουσιών.

1. Παθητική μεταφορά ή διάχυση και όσμωση. Περιλαμβάνει την ελεύθερη κίνηση ιόντων και διαλύτη μέσω της μεμβράνης κατά μήκος μιας κλίσης από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης. Δεν απαιτεί κατανάλωση ενέργειας, καθώς προχωρά από μόνο του. Έτσι λειτουργεί η αντλία νατρίου-καλίου, η αλλαγή του οξυγόνου και του διοξειδίου του άνθρακα κατά την αναπνοή, η απελευθέρωση γλυκόζης στο αίμα κ.λπ. Ένα πολύ συχνό φαινόμενο είναι η διευκόλυνση της διάχυσης. Αυτή η διαδικασία συνεπάγεται την παρουσία κάποιου είδους βοηθητικής ουσίας που αρπάζει την επιθυμητή ένωση και τη σέρνει κατά μήκος ενός καναλιού πρωτεΐνης ή μέσω της λιπιδικής στοιβάδας μέσα στο κύτταρο.
2. Η ενεργή μεταφορά περιλαμβάνει τη δαπάνη ενέργειας για τις διαδικασίες απορρόφησης και απέκκρισης μέσω της μεμβράνης. Υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι: εξωκυττάρωση - η απομάκρυνση μορίων και ιόντων έξω. Ενδοκυττάρωση είναι η σύλληψη και η διέλευση στερεών και υγρών σωματιδίων στο κύτταρο. Με τη σειρά της, η δεύτερη μέθοδος ενεργού μεταφοράς περιλαμβάνει δύο τύπους διεργασιών. Φαγοκυττάρωση, η οποία περιλαμβάνει την κατάποση στερεών μορίων, ουσιών, ενώσεων και ιόντων από ένα κυστίδιο μεμβράνης και τη μεταφορά τους στο κύτταρο. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, σχηματίζονται μεγάλα κυστίδια. Η πινοκύττωση, από την άλλη πλευρά, περιλαμβάνει τη λήψη σταγονιδίων υγρών, διαλυτών και άλλων ουσιών και τη μεταφορά τους στο κύτταρο. Περιλαμβάνει το σχηματισμό μικρών φυσαλίδων.

Και οι δύο διεργασίες - πινοκύττωση και φαγοκυττάρωση - παίζουν μεγάλο ρόλο όχι μόνο στη μεταφορά ενώσεων και υγρών, αλλά και στην προστασία του κυττάρου από υπολείμματα νεκρών κυττάρων, μικροοργανισμών και επιβλαβών ενώσεων. Μπορούμε να πούμε ότι αυτές οι μέθοδοι ενεργητικής μεταφοράς αποτελούν και επιλογές για την ανοσολογική προστασία του κυττάρου και των δομών του από διάφορους κινδύνους.

Η συντριπτική πλειοψηφία των οργανισμών που ζουν στη Γη αποτελείται από κύτταρα που είναι σε μεγάλο βαθμό παρόμοια ως προς τη χημική τους σύνθεση, τη δομή και τις ζωτικές τους λειτουργίες. Ο μεταβολισμός και η μετατροπή της ενέργειας συμβαίνουν σε κάθε κύτταρο. Η κυτταρική διαίρεση αποτελεί τη βάση των διαδικασιών ανάπτυξης και αναπαραγωγής των οργανισμών. Έτσι, το κύτταρο είναι μια μονάδα δομής, ανάπτυξης και αναπαραγωγής των οργανισμών.

Ένα κύτταρο μπορεί να υπάρχει μόνο ως αναπόσπαστο σύστημα, αδιαίρετο σε μέρη. Η ακεραιότητα των κυττάρων διασφαλίζεται από βιολογικές μεμβράνες. Ένα κύτταρο είναι ένα στοιχείο ενός συστήματος υψηλότερης βαθμίδας - ένας οργανισμός. Τα κυτταρικά μέρη και τα οργανίδια, που αποτελούνται από πολύπλοκα μόρια, αντιπροσωπεύουν ενσωματωμένα συστήματα κατώτερης βαθμίδας.

Το κύτταρο είναι ένα ανοιχτό σύστημα που συνδέεται με το περιβάλλον μέσω της ανταλλαγής ουσιών και ενέργειας. Είναι ένα λειτουργικό σύστημα στο οποίο κάθε μόριο εκτελεί συγκεκριμένες λειτουργίες. Το κύτταρο έχει σταθερότητα, ικανότητα αυτορρύθμισης και αυτοαναπαραγωγής.

Το κύτταρο είναι ένα αυτοδιοικούμενο σύστημα. Το γενετικό σύστημα ελέγχου ενός κυττάρου αντιπροσωπεύεται από πολύπλοκα μακρομόρια - νουκλεϊκά οξέα (DNA και RNA).

Το 1838-1839 Οι Γερμανοί βιολόγοι M. Schleiden και T. Schwann συνόψισαν τις γνώσεις για το κύτταρο και διατύπωσαν την κύρια θέση της κυτταρικής θεωρίας, η ουσία της οποίας είναι ότι όλοι οι οργανισμοί, φυτικοί και ζωικοί, αποτελούνται από κύτταρα.

Το 1859, ο R. Virchow περιέγραψε τη διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης και διατύπωσε μια από τις πιο σημαντικές διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας: «Κάθε κύτταρο προέρχεται από ένα άλλο κύτταρο». Νέα κύτταρα σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της διαίρεσης του μητρικού κυττάρου και όχι από μη κυτταρική ουσία, όπως πιστευόταν παλαιότερα.

Η ανακάλυψη αυγών θηλαστικών από τον Ρώσο επιστήμονα Κ. Μπάερ το 1826 οδήγησε στο συμπέρασμα ότι το κύτταρο αποτελεί τη βάση της ανάπτυξης πολυκύτταρων οργανισμών.

Η σύγχρονη κυτταρική θεωρία περιλαμβάνει τις ακόλουθες διατάξεις:

1) κύτταρο - η μονάδα δομής και ανάπτυξης όλων των οργανισμών.

2) κύτταρα οργανισμών από διαφορετικά βασίλεια της ζωντανής φύσης είναι παρόμοια στη δομή, τη χημική σύνθεση, το μεταβολισμό και τις βασικές εκδηλώσεις της δραστηριότητας της ζωής.

3) σχηματίζονται νέα κύτταρα ως αποτέλεσμα της διαίρεσης του μητρικού κυττάρου.

4) σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό, τα κύτταρα σχηματίζουν ιστούς.

5) τα όργανα αποτελούνται από ιστούς.

Με την εισαγωγή σύγχρονων βιολογικών, φυσικών και χημικών μεθόδων έρευνας στη βιολογία, κατέστη δυνατή η μελέτη της δομής και της λειτουργίας διαφόρων συστατικών του κυττάρου. Μία από τις μεθόδους για τη μελέτη των κυττάρων είναι μικροσκοπία. Ένα σύγχρονο μικροσκόπιο φωτός μεγεθύνει αντικείμενα 3000 φορές και σας επιτρέπει να δείτε τα μεγαλύτερα κυτταρικά οργανίδια, να παρατηρήσετε την κίνηση του κυτταροπλάσματος και την κυτταρική διαίρεση.

Εφευρέθηκε τη δεκαετία του '40. ΧΧ αιώνα Ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο δίνει μεγέθυνση δεκάδων και εκατοντάδων χιλιάδων φορές. Ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο χρησιμοποιεί ένα ρεύμα ηλεκτρονίων αντί για φως και ηλεκτρομαγνητικά πεδία αντί για φακούς. Επομένως, ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο παράγει καθαρές εικόνες σε πολύ μεγαλύτερες μεγεθύνσεις. Χρησιμοποιώντας ένα τέτοιο μικροσκόπιο, ήταν δυνατό να μελετηθεί η δομή των κυτταρικών οργανιδίων.

Με τη μέθοδο μελετάται η δομή και η σύσταση των κυτταρικών οργανιδίων φυγοκέντρηση. Οι τεμαχισμένοι ιστοί με κατεστραμμένες κυτταρικές μεμβράνες τοποθετούνται σε δοκιμαστικούς σωλήνες και περιστρέφονται σε φυγόκεντρο με υψηλή ταχύτητα. Η μέθοδος βασίζεται στο γεγονός ότι διαφορετικά κυτταρικά οργανοειδή έχουν διαφορετική μάζα και πυκνότητα. Πυκνότερα οργανίδια καθιζάνουν in vitro όταν χαμηλές ταχύτητεςφυγοκέντρηση, λιγότερο πυκνή - σε υψηλή. Αυτά τα στρώματα μελετώνται χωριστά.

Ευρέως χρησιμοποιημένο μέθοδος καλλιέργειας κυττάρων και ιστών, που συνίσταται στο γεγονός ότι από ένα ή περισσότερα κύτταρα σε ένα ειδικό θρεπτικό μέσο μπορεί κανείς να αποκτήσει μια ομάδα ίδιου τύπου ζωικών ή φυτικών κυττάρων και ακόμη και να αναπτύξει ένα ολόκληρο φυτό. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, μπορείτε να λάβετε μια απάντηση στο ερώτημα πώς σχηματίζονται διάφοροι ιστοί και όργανα του σώματος από ένα κύτταρο.

Οι βασικές αρχές της κυτταρικής θεωρίας διατυπώθηκαν για πρώτη φορά από τους M. Schleiden και T. Schwann. Ένα κύτταρο είναι μια μονάδα δομής, ζωτικής δραστηριότητας, αναπαραγωγής και ανάπτυξης όλων των ζωντανών οργανισμών. Για τη μελέτη των κυττάρων χρησιμοποιούνται μέθοδοι μικροσκοπίας, φυγοκέντρησης, καλλιέργειας κυττάρων και ιστών κ.λπ.

Τα κύτταρα των μυκήτων, των φυτών και των ζώων έχουν πολλά κοινά όχι μόνο στη χημική σύνθεση, αλλά και στη δομή. Κατά την εξέταση ενός κυττάρου κάτω από ένα μικροσκόπιο, διάφορες δομές είναι ορατές σε αυτό - οργανοειδή. Κάθε οργανίδιο εκτελεί συγκεκριμένες λειτουργίες. Υπάρχουν τρία κύρια μέρη σε ένα κύτταρο: η πλασματική μεμβράνη, ο πυρήνας και το κυτταρόπλασμα (Εικόνα 1).

Μεμβράνη πλάσματοςδιαχωρίζει το κελί και τα περιεχόμενά του από το περιβάλλον. Στο σχήμα 2 βλέπετε: η μεμβράνη σχηματίζεται από δύο στρώματα λιπιδίων και τα μόρια πρωτεΐνης διαπερνούν το πάχος της μεμβράνης.

Κύρια λειτουργία της πλασματικής μεμβράνης μεταφορά. Εξασφαλίζει τη ροή των θρεπτικών συστατικών στο κύτταρο και την απομάκρυνση των μεταβολικών προϊόντων από αυτό.

Μια σημαντική ιδιότητα της μεμβράνης είναι επιλεκτική διαπερατότητα, ή ημιπερατότητα, επιτρέπει στο κύτταρο να αλληλεπιδρά με το περιβάλλον: μόνο ορισμένες ουσίες εισέρχονται και απομακρύνονται από αυτό. Μικρά μόρια νερού και ορισμένων άλλων ουσιών διεισδύουν στο κύτταρο με διάχυση, εν μέρει μέσω των πόρων της μεμβράνης.

Τα σάκχαρα, τα οργανικά οξέα και τα άλατα διαλύονται στο κυτταρόπλασμα, τον κυτταρικό χυμό των κενοτοπίων ενός φυτικού κυττάρου. Επιπλέον, η συγκέντρωσή τους στο κύτταρο είναι σημαντικά υψηλότερη από ό,τι σε περιβάλλον. Όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση αυτών των ουσιών στο κύτταρο, τόσο περισσότερο νερό απορροφά. Είναι γνωστό ότι το νερό καταναλώνεται συνεχώς από το κύτταρο, λόγω του οποίου η συγκέντρωση του κυτταρικού χυμού αυξάνεται και το νερό εισέρχεται ξανά στο κύτταρο.

Η είσοδος μεγαλύτερων μορίων (γλυκόζη, αμινοξέα) στο κύτταρο εξασφαλίζεται από πρωτεΐνες μεταφοράς μεμβράνης, οι οποίες, σε συνδυασμό με τα μόρια των μεταφερόμενων ουσιών, τις μεταφέρουν κατά μήκος της μεμβράνης. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει ένζυμα που διασπούν το ATP.

Εικόνα 1. Γενικευμένο διάγραμμα της δομής ενός ευκαρυωτικού κυττάρου.
(για μεγέθυνση της εικόνας, κάντε κλικ στην εικόνα)

Εικόνα 2. Δομή της πλασματικής μεμβράνης.
1 - πρωτεΐνες διάτρησης, 2 - βυθισμένες πρωτεΐνες, 3 - εξωτερικές πρωτεΐνες

Εικόνα 3. Διάγραμμα πινοκύττωσης και φαγοκυττάρωσης.

Ακόμη μεγαλύτερα μόρια πρωτεϊνών και πολυσακχαριτών διεισδύουν στο κύτταρο με φαγοκυττάρωση (από τα ελληνικά. φάγος- καταβροχθίζοντας και κιτο- αγγείο, κύτταρο), και σταγόνες υγρού - με πινοκύττωση (από τα ελληνικά. pinot- Πίνω και κιτο) (Εικόνα 3).

Τα ζωικά κύτταρα, σε αντίθεση με τα φυτικά κύτταρα, περιβάλλονται από ένα μαλακό και εύκαμπτο «κάλυμμα» που σχηματίζεται κυρίως από μόρια πολυσακχαρίτη, τα οποία, ενώνοντας κάποιες μεμβρανικές πρωτεΐνες και λιπίδια, περιβάλλουν το κύτταρο από έξω. Η σύνθεση των πολυσακχαριτών είναι ειδική για διαφορετικούς ιστούς, λόγω των οποίων τα κύτταρα «αναγνωρίζουν» το ένα το άλλο και συνδέονται μεταξύ τους.

Τα φυτικά κύτταρα δεν έχουν τέτοιο «παλτό». Έχουν από πάνω τους μια πλασματική μεμβράνη γεμάτη πόρους. κυτταρική μεμβράνη, που αποτελείται κυρίως από κυτταρίνη. Μέσω των πόρων, τα νήματα του κυτταροπλάσματος εκτείνονται από κύτταρο σε κύτταρο, συνδέοντας τα κύτταρα μεταξύ τους. Έτσι επιτυγχάνεται η επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων και επιτυγχάνεται η ακεραιότητα του σώματος.

Η κυτταρική μεμβράνη στα φυτά παίζει το ρόλο ενός ισχυρού σκελετού και προστατεύει το κύτταρο από βλάβες.

Τα περισσότερα βακτήρια και όλοι οι μύκητες έχουν κυτταρική μεμβράνη, μόνο η χημική τους σύσταση είναι διαφορετική. Στους μύκητες αποτελείται από μια ουσία που μοιάζει με χιτίνη.

Τα κύτταρα των μυκήτων, των φυτών και των ζώων έχουν παρόμοια δομή. Ένα κύτταρο έχει τρία κύρια μέρη: τον πυρήνα, το κυτταρόπλασμα και την πλασματική μεμβράνη. Η πλασματική μεμβράνη αποτελείται από λιπίδια και πρωτεΐνες. Εξασφαλίζει την είσοδο ουσιών στο κύτταρο και την απελευθέρωσή τους από το κύτταρο. Στα κύτταρα των φυτών, των μυκήτων και των περισσότερων βακτηρίων υπάρχει μια κυτταρική μεμβράνη πάνω από την πλασματική μεμβράνη. Εκτελεί προστατευτική λειτουργία και παίζει το ρόλο του σκελετού. Στα φυτά, το κυτταρικό τοίχωμα αποτελείται από κυτταρίνη και στους μύκητες από μια ουσία που μοιάζει με χιτίνη. Τα ζωικά κύτταρα καλύπτονται με πολυσακχαρίτες που παρέχουν επαφές μεταξύ των κυττάρων του ίδιου ιστού.

Γνωρίζετε ότι το κύριο μέρος του κελιού είναι κυτόπλασμα. Αποτελείται από νερό, αμινοξέα, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, ATP και ιόντα ανόργανων ουσιών. Το κυτταρόπλασμα περιέχει τον πυρήνα και τα οργανίδια του κυττάρου. Σε αυτό, οι ουσίες μετακινούνται από το ένα μέρος του κυττάρου στο άλλο. Το κυτταρόπλασμα εξασφαλίζει την αλληλεπίδραση όλων των οργανιδίων. Εδώ γίνονται χημικές αντιδράσεις.

Ολόκληρο το κυτταρόπλασμα είναι διαποτισμένο με λεπτούς μικροσωληνίσκους πρωτεΐνης που σχηματίζονται κυτταροσκελετός, χάρη στο οποίο διατηρεί σταθερό σχήμα. Ο κυτταρικός κυτταρικός σκελετός είναι εύκαμπτος, αφού οι μικροσωληνίσκοι μπορούν να αλλάξουν τη θέση τους, να μετακινηθούν από το ένα άκρο και να βραχύνουν από το άλλο. Μπαίνουν στο κελί διαφορετικές ουσίες. Τι τους συμβαίνει στο κλουβί;

Στα λυσοσώματα - μικρά κυστίδια με στρογγυλή μεμβράνη (βλ. Εικ. 1) μόρια σύνθετων οργανικών ουσιών διασπώνται σε απλούστερα μόρια με τη βοήθεια υδρολυτικών ενζύμων. Για παράδειγμα, οι πρωτεΐνες διασπώνται σε αμινοξέα, οι πολυσακχαρίτες σε μονοσακχαρίτες, τα λίπη σε γλυκυρίνη και λιπαρά οξέα. Για αυτή τη λειτουργία, τα λυσοσώματα ονομάζονται συχνά «πεπτικοί σταθμοί» του κυττάρου.

Εάν η μεμβράνη των λυσοσωμάτων καταστραφεί, τα ένζυμα που περιέχονται σε αυτά μπορούν να αφομοιώσουν το ίδιο το κύτταρο. Ως εκ τούτου, τα λυσοσώματα αποκαλούνται μερικές φορές «όπλα θανάτωσης κυττάρων».

Η ενζυματική οξείδωση μικρών μορίων αμινοξέων, μονοσακχαριτών, λιπαρών οξέων και αλκοολών που σχηματίζονται στα λυσοσώματα σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό αρχίζει στο κυτταρόπλασμα και τελειώνει σε άλλα οργανίδια - μιτοχόνδρια. Τα μιτοχόνδρια είναι ραβδοσχήμα, νηματοειδή ή σφαιρικά οργανίδια, που οριοθετούνται από το κυτταρόπλασμα από δύο μεμβράνες (Εικ. 4). Η εξωτερική μεμβράνη είναι λεία και η εσωτερική σχηματίζει πτυχώσεις - cristas, που αυξάνουν την επιφάνειά του. Η εσωτερική μεμβράνη περιέχει ένζυμα που συμμετέχουν στην οξείδωση των οργανικών ουσιών σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Αυτό απελευθερώνει ενέργεια που αποθηκεύεται από το κύτταρο σε μόρια ATP. Επομένως, τα μιτοχόνδρια ονομάζονται «σταθμοί ενέργειας» του κυττάρου.

Στο κύτταρο, οι οργανικές ουσίες όχι μόνο οξειδώνονται, αλλά και συντίθενται. Η σύνθεση λιπιδίων και υδατανθράκων πραγματοποιείται στο ενδοπλασματικό δίκτυο - EPS (Εικ. 5), και πρωτεϊνών - στα ριβοσώματα. Τι είναι το EPS; Πρόκειται για ένα σύστημα σωληναρίων και δεξαμενών, τα τοιχώματα των οποίων σχηματίζονται από μια μεμβράνη. Διαπερνούν ολόκληρο το κυτταρόπλασμα. Οι ουσίες μετακινούνται μέσω των καναλιών ER σε διαφορετικά μέρη του κυττάρου.

Υπάρχει ομαλό και τραχύ EPS. Στην επιφάνεια του λείου ER συντίθενται υδατάνθρακες και λιπίδια με τη συμμετοχή ενζύμων. Η τραχύτητα του ER δίνεται από τα μικρά στρογγυλά σώματα που βρίσκονται πάνω του - ριβοσώματα(βλ. Εικ. 1), τα οποία εμπλέκονται στη σύνθεση πρωτεϊνών.

Η σύνθεση οργανικών ουσιών συμβαίνει επίσης σε πλαστίδια, τα οποία βρίσκονται μόνο στα φυτικά κύτταρα.

Ρύζι. 4. Σχήμα δομής μιτοχονδρίων.
1.- εξωτερική μεμβράνη. 2.- εσωτερική μεμβράνη? 3.- πτυχώσεις της εσωτερικής μεμβράνης - cristae.

Ρύζι. 5. Σχέδιο δομής ακατέργαστου EPS.

Ρύζι. 6. Διάγραμμα δομής χλωροπλάστη.
1.- εξωτερική μεμβράνη. 2.- εσωτερική μεμβράνη? 3.- Εσωτερικό περιεχόμενο του χλωροπλάστη. 4.- πτυχώσεις της εσωτερικής μεμβράνης, που συλλέγονται σε «στοίβες» και σχηματίζουν grana.

Σε άχρωμα πλαστίδια - λευκοπλάστες(από τα ελληνικά λεύκος- λευκό και πλαστός- δημιουργήθηκε) άμυλο συσσωρεύεται. Οι κόνδυλοι της πατάτας είναι πολύ πλούσιοι σε λευκοπλάστες. Κίτρινα, πορτοκαλί και κόκκινα χρώματα δίνονται στα φρούτα και τα λουλούδια. χρωμοπλάστες(από τα ελληνικά χρώμιο- χρώμα και πλαστός). Συνθέτουν χρωστικές ουσίες που εμπλέκονται στη φωτοσύνθεση - καροτενοειδή. Στη ζωή των φυτών, είναι ιδιαίτερα σημαντικό χλωροπλάστες(από τα ελληνικά χλώριο- πρασινωπό και πλαστός) - πράσινα πλαστίδια. Στο σχήμα 6 βλέπετε ότι οι χλωροπλάστες καλύπτονται με δύο μεμβράνες: μια εξωτερική και μια εσωτερική. Η εσωτερική μεμβράνη σχηματίζει πτυχώσεις. ανάμεσα στις πτυχές υπάρχουν φυσαλίδες διατεταγμένες σε στοίβες - δημητριακά. Οι γρανές περιέχουν μόρια χλωροφύλλης, τα οποία εμπλέκονται στη φωτοσύνθεση. Κάθε χλωροπλάστης έχει περίπου 50 κόκκους διατεταγμένους σε σχέδιο σκακιέρας. Αυτή η διάταξη εξασφαλίζει τον μέγιστο φωτισμό κάθε προσώπου.

Στο κυτταρόπλασμα, πρωτεΐνες, λιπίδια και υδατάνθρακες μπορούν να συσσωρευτούν με τη μορφή κόκκων, κρυστάλλων και σταγονιδίων. Αυτά τα συμπερίληψη- εφεδρικός ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιες, τα οποία καταναλώνονται από το κύτταρο ανάλογα με τις ανάγκες.

Στα φυτικά κύτταρα, ορισμένα από τα αποθεματικά θρεπτικά συστατικά, καθώς και τα προϊόντα διάσπασης, συσσωρεύονται στον κυτταρικό χυμό των κενοτοπίων (βλ. Εικ. 1). Μπορούν να αντιπροσωπεύουν έως και το 90% του όγκου ενός φυτικού κυττάρου. Τα ζωικά κύτταρα έχουν προσωρινά κενοτόπια που δεν καταλαμβάνουν περισσότερο από το 5% του όγκου τους.

Ρύζι. 7. Σχέδιο δομής του συγκροτήματος Golgi.

Στο σχήμα 7 βλέπετε ένα σύστημα κοιλοτήτων που περιβάλλονται από μια μεμβράνη. Αυτό συγκρότημα Golgi, που επιτελεί διάφορες λειτουργίες στο κύτταρο: συμμετέχει στη συσσώρευση και μεταφορά ουσιών, την απομάκρυνσή τους από το κύτταρο, τον σχηματισμό λυσοσωμάτων και την κυτταρική μεμβράνη. Για παράδειγμα, μόρια κυτταρίνης εισέρχονται στην κοιλότητα του συμπλέγματος Golgi, τα οποία, χρησιμοποιώντας κυστίδια, μετακινούνται στην επιφάνεια του κυττάρου και περιλαμβάνονται στην κυτταρική μεμβράνη.

Τα περισσότερα κύτταρα αναπαράγονται με διαίρεση. Συμμετέχοντας σε αυτή τη διαδικασία κέντρο κυττάρων. Αποτελείται από δύο κεντρόλια που περιβάλλονται από πυκνό κυτταρόπλασμα (βλ. Εικ. 1). Στην αρχή της διαίρεσης, τα κεντρόλια κινούνται προς τους πόλους του κυττάρου. Από αυτά προέρχονται πρωτεϊνικά νήματα, τα οποία συνδέονται με τα χρωμοσώματα και εξασφαλίζουν την ομοιόμορφη κατανομή τους μεταξύ των δύο θυγατρικών κυττάρων.

Όλα τα κυτταρικά οργανίδια είναι στενά συνδεδεμένα μεταξύ τους. Για παράδειγμα, τα μόρια πρωτεΐνης συντίθενται σε ριβοσώματα, μεταφέρονται μέσω διαύλων ER σε διαφορετικά μέρη του κυττάρου και οι πρωτεΐνες καταστρέφονται στα λυσοσώματα. Τα πρόσφατα συντιθέμενα μόρια χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κυτταρικών δομών ή συσσωρεύονται στο κυτταρόπλασμα και τα κενοτόπια ως εφεδρικά θρεπτικά συστατικά.

Το κύτταρο είναι γεμάτο με κυτταρόπλασμα. Το κυτταρόπλασμα περιέχει τον πυρήνα και διάφορα οργανίδια: λυσοσώματα, μιτοχόνδρια, πλαστίδια, κενοτόπια, ER, κυτταρικό κέντρο, σύμπλεγμα Golgi. Διαφέρουν ως προς τη δομή και τις λειτουργίες τους. Όλα τα οργανίδια του κυτταροπλάσματος αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, διασφαλίζοντας την κανονική λειτουργία του κυττάρου.

Πίνακας 1. ΔΟΜΗ ΚΥΤΤΑΡΩΝ

Ο πιο σημαντικός ρόλος στη δραστηριότητα της ζωής και τη διαίρεση των κυττάρων μυκήτων, φυτών και ζώων ανήκει στον πυρήνα και στα χρωμοσώματα που βρίσκονται σε αυτόν. Τα περισσότερα κύτταρα αυτών των οργανισμών έχουν έναν μόνο πυρήνα, αλλά υπάρχουν και πολυπύρηνα κύτταρα, όπως τα μυϊκά κύτταρα. Ο πυρήνας βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα και έχει σχήμα στρογγυλό ή ωοειδές. Καλύπτεται με ένα κέλυφος που αποτελείται από δύο μεμβράνες. Το πυρηνικό περίβλημα έχει πόρους μέσω των οποίων γίνεται η ανταλλαγή ουσιών μεταξύ του πυρήνα και του κυτταροπλάσματος. Ο πυρήνας είναι γεμάτος με πυρηνικό χυμό, στον οποίο βρίσκονται πυρήνες και χρωμοσώματα.

Πυρήνες- πρόκειται για «εργαστήρια για την παραγωγή» ριβοσωμάτων, τα οποία σχηματίζονται από ριβοσωμικό RNA που παράγεται στον πυρήνα και πρωτεΐνες που συντίθενται στο κυτταρόπλασμα.

Η κύρια λειτουργία του πυρήνα - αποθήκευση και μετάδοση κληρονομικών πληροφοριών - σχετίζεται με χρωμοσώματα. Κάθε τύπος οργανισμού έχει το δικό του σύνολο χρωμοσωμάτων: συγκεκριμένο αριθμό, σχήμα και μέγεθος.

Όλα τα κύτταρα του σώματος, εκτός από τα σεξουαλικά κύτταρα, ονομάζονται σωματικός(από τα ελληνικά σόμα- σώμα). Τα κύτταρα ενός οργανισμού του ίδιου είδους περιέχουν το ίδιο σύνολο χρωμοσωμάτων. Για παράδειγμα, στους ανθρώπους, κάθε κύτταρο του σώματος περιέχει 46 χρωμοσώματα, στη μύγα των φρούτων Drosophila - 8 χρωμοσώματα.

Τα σωματικά κύτταρα, κατά κανόνα, έχουν διπλό σύνολο χρωμοσωμάτων. Ονομάζεται διπλοειδήςκαι συμβολίζεται με 2 n. Έτσι, ένα άτομο έχει 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων, δηλαδή 2 n= 46. Τα σεξουαλικά κύτταρα περιέχουν τα μισά χρωμοσώματα. Είναι single, ή απλοειδής, κιτ. Το άτομο έχει 1 n = 23.

Όλα τα χρωμοσώματα στα σωματικά κύτταρα, σε αντίθεση με τα χρωμοσώματα στα γεννητικά κύτταρα, είναι ζευγαρωμένα. Τα χρωμοσώματα που αποτελούν ένα ζεύγος είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους. Τα ζευγαρωμένα χρωμοσώματα ονομάζονται ομόλογος. Χρωμοσώματα που ανήκουν σε διαφορετικά ζευγάριακαι ποικίλλουν σε σχήμα και μέγεθος, που ονομάζεται μη ομόλογος(Εικ. 8).

Σε ορισμένα είδη, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων μπορεί να είναι ίδιος. Για παράδειγμα, το κόκκινο τριφύλλι και ο αρακάς έχουν 2 n= 14. Ωστόσο, τα χρωμοσώματά τους διαφέρουν ως προς το σχήμα, το μέγεθος και τη νουκλεοτιδική σύνθεση των μορίων DNA.

Ρύζι. 8. Σύνολο χρωμοσωμάτων σε κύτταρα Drosophila.

Ρύζι. 9. Δομή χρωμοσωμάτων.

Για να κατανοήσουμε τον ρόλο των χρωμοσωμάτων στη μετάδοση κληρονομικών πληροφοριών, είναι απαραίτητο να εξοικειωθούμε με τη δομή και τη χημική τους σύσταση.

Τα χρωμοσώματα ενός κυττάρου που δεν διαιρείται μοιάζουν με μακριές λεπτές κλωστές. Πριν από την κυτταρική διαίρεση, κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο ταυτόσημους κλώνους - χρωματιδική, τα οποία συνδέονται μεταξύ της μέσης της μέσης - (Εικ. 9).

Τα χρωμοσώματα αποτελούνται από DNA και πρωτεΐνες. Επειδή η σύνθεση νουκλεοτιδίων του DNA ποικίλλει μεταξύ των ειδών, η σύνθεση των χρωμοσωμάτων είναι μοναδική για κάθε είδος.

Κάθε κύτταρο, εκτός από τα βακτηριακά κύτταρα, έχει έναν πυρήνα στον οποίο βρίσκονται πυρήνες και χρωμοσώματα. Κάθε είδος χαρακτηρίζεται από ένα συγκεκριμένο σύνολο χρωμοσωμάτων: αριθμό, σχήμα και μέγεθος. Στα σωματικά κύτταρα των περισσότερων οργανισμών το σύνολο των χρωμοσωμάτων είναι διπλοειδές, στα σεξουαλικά κύτταρα είναι απλοειδές. Τα ζευγαρωμένα χρωμοσώματα ονομάζονται ομόλογα. Τα χρωμοσώματα αποτελούνται από DNA και πρωτεΐνες. Τα μόρια DNA διασφαλίζουν την αποθήκευση και τη μετάδοση κληρονομικών πληροφοριών από κύτταρο σε κύτταρο και από οργανισμό σε οργανισμό.

Έχοντας επεξεργαστεί αυτά τα θέματα, θα πρέπει να είστε σε θέση:

1. Εξηγήστε σε ποιες περιπτώσεις πρέπει να χρησιμοποιείται ένα μικροσκόπιο φωτός (δομή) ή ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης.
2. Περιγράψτε τη δομή της κυτταρικής μεμβράνης και εξηγήστε τη σχέση μεταξύ της δομής της μεμβράνης και της ικανότητάς της να ανταλλάσσει ουσίες μεταξύ του κυττάρου και του περιβάλλοντος του.
3. Προσδιορίστε τις διεργασίες: διάχυση, διευκολυνόμενη διάχυση, ενεργή μεταφορά, ενδοκυττάρωση, εξωκυττάρωση και όσμωση. Υποδείξτε τις διαφορές μεταξύ αυτών των διαδικασιών.
4. Ονομάστε τις λειτουργίες των δομών και υποδείξτε σε ποια κύτταρα (φυτικά, ζωικά ή προκαρυωτικά) βρίσκονται: πυρήνας, πυρηνική μεμβράνη, πυρηνόπλασμα, χρωμοσώματα, πλασματική μεμβράνη, ριβόσωμα, μιτοχόνδριο, κυτταρικό τοίχωμα, χλωροπλάστης, κενοτόπιο, λυσόσωμα, λείο ενδοπλασματικό δίκτυο (κοκκώδης) και τραχιά (κοκκώδης), κυτταρικό κέντρο, συσκευή Golgi, βλεφαρίδα, μαστίγιο, μεσόσωμα, πίλη ή κροσσοί.
5. Ονομάστε τουλάχιστον τρία σημάδια με τα οποία ένα φυτικό κύτταρο μπορεί να διακριθεί από ένα ζωικό κύτταρο.
6. Καταγράψτε τις πιο σημαντικές διαφορές μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. «Γενική Βιολογία». Μόσχα, "Διαφωτισμός", 2000

• Θέμα 1. «Πλασματική μεμβράνη». §1, §8 σελ. 5;20
• Θέμα 2. «Κλουβί». §8-10 σελ. 20-30
• Θέμα 3. "Προκαρυωτικό κύτταρο. Ιοί." §11 σελ. 31-34