Kletka, njegova struktura in funkcije. Struktura živalske celice se imenuje blokovne elemente celice

Kletka, osnovna živa enota. Celica je namerna iz drugih celic ali iz zunanjega okolja posebne membrane in ima jedro ali njegov ekvivalent, ki se osredotoča na glavni del kemijske informacij, ki nadzorujejo dednost. Študija celične konstrukcije se ukvarja s citologijo, delovanje - fiziologijo. Znanstvene študije, ki so sestavljene iz tkivnih celic, se imenuje histologija.

Obstajajo eno-celični organizmi, katerih telo je v celoti sestavljeno iz ene celice. Ta skupina vključuje bakterije in zaščite (najpreprostejše živali in alge z enim celim). Včasih se imenujejo tudi celile, vendar se izraz z enim celikom pogosteje uporablja. Realne multicelične živali (metazoja) in rastline (metafija) vsebujejo številne celice.

enocelični organizem

Absolutna večina tkiv je sestavljena iz celic, vendar obstajajo nekatere izjeme. Telo sluzi (mikmicete), na primer, je sestavljeno iz homogene snovi, ki ni razdeljena na celice s številnimi jeder. Nekatere živali tkanine so organizirane podobno, zlasti srčne mišice. Vegetativno telo (visok) gob je oblikovano z mikroskopskimi niti - hiphae, pogosto segmentiran; Vsaka taka nit se lahko šteje za ekvivalent celic, čeprav atipična oblika.

Nekateri ne sodelujejo v presnovi strukture telesa, zlasti lupine, biseri ali mineralne baze kosti, ne pa celice, ampak njihove izdelke za izločanje. Drugi, na primer, les, lubje, rogovi, las in zunanji sloj kože, nerkreatornega izvora, in se oblikujejo iz mrtvih celic.

Majhni organizmi, kot so Provicrats, sestavljajo le nekaj sto celic. Za primerjavo: V človeškem telesu je pribl. 1014 celic, v njej vsaka druga umre in nadomesti nove 3 milijone eritrocitov, to pa je le ena desetih milijonovth skupnega števila telesnih celic.

Značilno je, da se velikost rastlinskih in živalskih celic giblje od 5 do 20 μm v premeru. Tipična bakterijska celica je bistveno manj - pribl. 2 um, najmanjši znani - 0,2 μm.

Nekatere svobodne celice, kot so najpreprostejša kot foraminiferji, lahko dosežejo več centimetrov; Vedno imajo veliko jedra. Celice tankih rastlinskih vlaken dosežejo dolžino enega metra, procesi živčnih celic pa dosežejo več metrov od velikih živali. S takšno dolžino je prostornina teh celic majhna, površina pa je zelo velika.

Največje celice so neobjavljene ptičja jajca, napolnjena z rumenjakom. Največje jajce (in posledično največja celica) je pripadalo izumrlu ogromne ptice - epiornis (aepyornis). Domnevno je njegov rumenjak tehtal ok. 3,5 kg. Največje jajce za živo vrsto pripada noji, njegov rumenjak tehta pribl. 0,5 kg.

Praviloma so celice velikih živali in rastlin le malo več celic majhnih organizmov. Elephant Več miške ni, ker so njene celice večje, vendar predvsem zato, ker so celice veliko več. Obstajajo skupine živali, kot so provitrine in nematode, v katerih je število celic v telesu ostaja nespremenjeno. Čeprav imajo velike vrste nematode večje število celic kot majhna, je glavna razlika v velikosti v tem primeru posledica velikih velikosti celic.

V okviru te vrste celic so njihove dimenzije običajno odvisne od vpliva, t.j. Od števila kromosomov, ki so prisotni v jedru. Tetraploidne celice (s štirimi kromosomi) so 2-krat večja v volumnu kot diploivne celice (z dvojnim kromosomsko izbiranjem). Jezu rastlin se lahko poveča z uvedbo priprave na kolhicinsko vegetacijo. Ker imajo rastline, ki so bile izpostavljene taki izpostavljenosti večje celice, so sami večji. Vendar pa je ta pojav mogoče opaziti samo na poliploidih nedavnega porekla. V evolucionarnih starodavnih poliploidnih rastlinah so velikosti celic predmet "povratne regulacije" v smeri normalnih količin kljub povečanju števila kromosomov.

Celična struktura.

V eni celici se je celica štela za bolj ali manj homogeno kapljico organske snovi, ki se imenuje protoplazma ali živa snov. Ta izraz je zastarel, ko se je izkazalo, da je celica sestavljena iz različnih jasno ločenih struktur, ki se imenujejo celične organele ("majhne organe").

Kemična sestava. Običajno je 70-80% celične mase voda, v kateri se raztopijo različne soli in organske spojine z nizko molekulsko maso. Najbolj značilne komponente celičnih beljakovin in nukleinskih kislin. Nekateri beljakovini so strukturni komponente celice, drugi - encimi, t.j. Katalizatorji, ki določajo hitrost in smer kemijskih reakcij, ki tokujejo v celicah. Nukleinske kisline služijo kot nosilci dednih informacij, ki se izvajajo v procesu sinteze znotrajceličnega beljakovine.

Pogosto celice vsebujejo določeno količino rezerv rezervnih rezerv. Rastlinske celice so v glavnem opremljene s polimerno polimerno ogljikovimi hidrati. V celicah jeter in mišic se intenzivira še en ogljikov hidratski polimer - glikogen. Pogosto nenehžni proizvodi vključujejo tudi maščobe, čeprav nekatere maščobe opravljajo drugačno funkcijo, in sicer služijo kot najpomembnejše strukturne komponente. Beljakovine v celicah (z izjemo semenskih celic) običajno niso rezervirane.

Ni mogoče opisati tipične sestave celice, najprej, ker obstajajo velike razlike v količini osnovnih izdelkov in vode. V jetrnih celicah, na primer, 70% vode, 17% beljakovin, 5% maščobe, 2% ogljikovih hidratov in 0,1% nukleinske kisline; Preostalih 6% prihaja na soli in nizko molekulsko maso organskih spojin, zlasti aminokislin. Rastlinske celice običajno vsebujejo manj beljakovin, bistveno več ogljikovih hidratov in nekoliko več vode; Izjeme so celice, ki so v mirovanju. Peeking pšenična celica, ki je vir hranilnih snovi za zarodek, vsebuje pribl. 12% beljakovin (predvsem osnovne beljakovine), 2% maščobe in 72% ogljikovih hidratov. Količina vode doseže normalno raven (70-80%) samo na začetku kalivosti zrn.

"Tipična" živalska celica - shematsko prikazuje glavne celične strukture.

"Tipična" rastlinska celica - shematsko prikazuje glavne celične strukture.

Nekatere celice so večinoma zelenjava in bakterijska, imajo zunanjo celično steno. Na višjih rastlinah je sestavljena iz celuloze. Stena obdaja dejansko celico, ki jo varuje pred mehanskimi učinki. Celice, zlasti bakterijske, lahko prav tako izločajo sluznice, s čimer se oblikuje kapsula okoli njih, ki, kot je celična stena, izvede zaščitno funkcijo.

Z uničenjem celičnih sten, da je smrt mnogih bakterij pod delovanjem penicilina povezana. Dejstvo je, da je v bakterijski celici, koncentracija soli in nizko molekulske mase spojine je zelo visoka, zato v odsotnosti krepitve stene, ki jo povzroča osmotski tlak, lahko priliv vode v celico vodi do njegovega pokrova. Penicilin, ki preprečuje steno svoje stene med rastjo celice, vodi do celic odmora (liza).

Celične stene in kapsule ne sodelujejo v metabolizmu, pogosto pa jih je mogoče ločiti, ne da bi ubili kletko. Tako se lahko štejejo za zunanje pomožne dele celice. V celicah živali so celične stene in kapsule običajno odsotne.

Dejanska celica je sestavljena iz treh glavnih delov. Pod celično steno, če je na voljo, obstaja celična membrana. Membrana obdaja heterogeno snov, imenovano citoplazma. V citoplazmo je potopljen okrogel ali ovalno jedro. V nadaljevanju razmislimo o strukturi in funkcijah teh delov celice.

Celična membrana

Celična membrana je zelo pomemben del celice. Ima skupaj vse celične komponente in razlikujejo notranje in zunanje okolje. Poleg tega modificirane gube celične membrane tvorijo številne celice celic.

Celična membrana je dvojna plast molekul (bimolekularna plast ali lomljena). To so predvsem fosfolipidni molekule in druge snovi blizu njih. Lipidni molekule imajo dvojno naravo, ki se kaže, kako se obnašajo v zvezi z vodo. Vodje hidrofilnih molekul, tj. Imamo afiniteto za vodo, in njihovi ogljikovodični repi hidrofobnega. Zato, ko se mešamo z vodnimi lipidi, se na površini oblikuje film, podoben oljni filmu; V tem primeru so vse njihove molekule enakomerno usmerjene: glave molekul v vodi in ogljikovodikov repi - nad njegovo površino.

V celični membrani, dve taki plasti, in v vsakem od njih, so glave molekul obrnjene navzven, repi pa so znotraj membrane, enega do drugega, ne v stiku na ta način z vodo. Debelina take membrane je ok. 7 nm. Poleg glavnih lipidnih komponent vsebuje velike beljakovinske molekule, ki so sposobne "plavati" v lipidni bisel in se nahajajo tako, da je ena stran obrnjena v celici, druga pa pride v stik z zunanjim okoljem. Nekateri proteini se nahajajo samo na zunanji ali samo na notranji površini membrane ali le delno potopljenega v lipidni dvoracu.

Osnovna funkcija celične membrane je uravnavati prenos snovi v celico in iz celice. Ker je membrana fizično podobna neke mere, ki je podobna nafti, snovi, topne v olju ali v organskih topilih, kot je eter, preprosto preidejo. Enako velja za takšne pline kot kisik in ogljikov dioksid. Hkrati je membrana praktično neprepustna za večino vodotopnih snovi, zlasti za sladkorje in soli. Zahvaljujoč tem lastnostim je sposoben vzdrževati kemijsko okolje znotraj celice, ki se razlikuje od zunanjega. Na primer, v krvi je koncentracija natrijevih ionov visoka, kalijeve ione pa so nizke, medtem ko so v intracelularni tekočini ti ioni prisotni v nasprotnem razmerju. Podobna situacija je značilna za številne druge kemične spojine.

Očitno je, da je celica kljub temu ne more biti popolnoma izolirana iz okolja, saj bi morala sprejeti snovi, potrebne za metabolizem in se znebijo njegovih končnih izdelkov. Poleg tega Lipid Bilayer ni popolnoma neprebičen niti za vodotopne snovi, vendar sta stanja tako imenovana. Beljakovine, ki tvorijo kanal, ustvarjajo pore, ali kanale, ki se lahko odprejo in zaprejo (odvisno od spremembe v konformaciji beljakovin) in v odprtem stanju, nekatere ione (na +, K +, CA2 +) izvedejo vzdolž koncentracijskega gradienta. Zato se razlika v koncentracijah znotraj celice in zunaj ni mogoče ohraniti izključno zaradi majhne prepustnosti membrane. Dejstvo je, da ima beljakovine, ki opravljajo funkcijo molekularne "črpalke": prevažajo nekatere snovi tako navznoter celice in od njega, ki deluje proti koncentracijski gradient. Posledica tega je, ko je koncentracija, na primer aminokisline v celici visoka, in zunanjost je nizka, lahko aminokisline kljub temu izhajajo iz zunanjega okolja v notranjo okolje. Ta prenos se imenuje aktivni prevoz, energija, ki jo dobavlja metabolizem, porabi za to. Črpalke membrane so zelo specifične: vsak od njih je sposoben prevažati samo ione določene kovinske ali aminokisline ali sladkorja. Posebne so tudi membrane ionske kanale.

Takšna volilna prepustnost je fiziološko zelo pomembna, njegova odsotnost pa je prvi dokaz celične smrti. Enostavno je ponazoriti na primer pese. Če je živa koren pese potopljen v hladno vodo, ohranja svoj pigment; Če je pesa kuhana, se celice umrejo, postanejo enostavno prepustne in izgubljajo pigment, ki obarva vodo v rdeči barvi.

Velike molekule tipa beljakovinske celice lahko "izvleci". Pod vplivom nekaterih beljakovin, če so prisotni v tekočini, ki obdajajo celico, v celični membrani, obstajajo pokojnine, ki se nato zaprejo, ki tvorijo mehurček - majhen vakuol, ki vsebuje vodo in beljakovinske molekule; Po tem je membrana okoli vakuola lomljena, in vsebina pade v celico. Tak postopek se imenuje pitocitoza (dobesedno "pitne celice") ali endocitoza.

Večji delci, kot so delci hrane, se lahko absorbirajo na enak način med tako imenovanim. Fagocitoza. Praviloma je vakuool, ki je nastal med fagocitozo, večji, hrana pa je prebavljena z encimi z lizosomi znotraj vakuola, dokler ga membrana obdaja. Ta vrsta hrane je značilna za najpreprostejši, na primer za AMEB, jedo bakterije. Vendar pa je sposobnost fagocitoze značilna za spodnje živalske črevesne celice, fagocite - ena od vrst belih krvnih celic (levkocitov) vretenčarjev. V slednjem primeru pomen tega procesa ni v prehrani fagocitov, ampak pri uničenju bakterij, virusov in drugih tujih materialov, škodljivih za telo.

Funkcije vakuolov so lahko drugačne. Na primer, najpreprostejše življenje v sladki vodi doživlja konstanten osmotičen dotok vode, saj je koncentracija soli v celici precej višja kot zunaj. Lahko dodelijo vodo v poseben izločki (kontraktilni) vakuol, ki periodično potisne njegovo vsebino navzven.

V rastlinskih celicah je pogosto en velik osrednji vakuol, ki zavzema skoraj celotno celico; Citoplazma ob istem času tvori le zelo tanek sloj med celično steno in vakuolom. Ena od funkcij takega vakuola je kopičenje vode, ki omogoča hitro povečanje velikosti. Ta sposobnost je še posebej potrebna v obdobju, ko rastlinska tkiva rastejo in tvorijo vlaknaste strukture.

V tkivih v mestih gostenega priključka celic, njihove membrane vsebujejo številne por, ki jih tvorijo prodornih membranskih beljakovin - tako imenovane. Connekes. Pore \u200b\u200bsosednjih celic se nahajajo med seboj, tako da lahko snovi nizke molekulske mase zapadle od celice do celice - ta kemijski komunikacijski sistem usklajuje svoje preživetje. Primer takega usklajevanja je bolj ali manj sinhrona delitev sosednjih celic, opaženih v mnogih tkivih.

Model celične membrane, ki prikazuje položaj beljakovinskih molekul glede na dvojno plast lipidnih molekul. Beljakovine večine celic, ki se nahajajo na površini lipidne dvoslojne ali potopljene, se lahko nekoliko premaknejo na stransko smer. V celični membrani višjih organizmov je tudi holesterol.

Citoplaz

V citoplazmi so notranje membrane, podobne zunanjim in oblikovanim organelom različnih vrst. Te membrane se lahko štejejo za gube zunanje membrane; Včasih notranje membrane predstavljajo eno celo število z zunanjim, vendar je pogosto notranji pokrov pakiran, in stik z zunanjo membrano je prekinjen. Vendar pa tudi v primeru ohranjanja stikov, notranje in zunanje membrane niso vedno kemično identične. Zlasti sestava membranskih proteinov v različnih celičnih organelih se razlikuje.

Endoplazemski retikulum. Sestavljen iz tubules in mehurčkov Mreža notranjih membran se razteza od celične površine do jedra. To omrežje se imenuje endoplazmična reticulum. Pogosto je bilo ugotovljeno, da se tubule, odprte na celični površini, in endoplazmičnega retikuluma, tako igra vlogo mikrocirkulacijskega aparata, skozi katero zunanje okolje lahko neposredno komunicira z vso vsebino celice. Takšno interakcijo je bilo zaznano v nekaterih celicah, zlasti v mišicah, vendar še ni jasno, ali je univerzalna. V vsakem primeru se prevoz številnih snovi v skladu s temi kanali iz enega dela celice do drugega pojavi.

Tiny Taurus, imenovan ribosomi, pokriva površino endoplasmatskega retikuluma, zlasti v bližini jedra. Premera ribosomi ok. 15 Nm, sestavljajo polovico beljakovin, polovico ribonukleinskih kislin. Njihova glavna funkcija - sinteza beljakovin; MATRIX (Informacije) RNA in aminokisline, povezane s transportom RNA, so pritrjene na njihovo površino. Parcele retikuluma, prevlečene z ribosomi, se imenujejo grobi endoplazmični reticulum, od njih pa jim je prikrajšan - gladko. Poleg ribosomov so na endoplazmatski reticulum pritrjeni različni encimi, vključno s sistemom encimov, ki zagotavljajo uporabo kisika za nastanek sterolov in nevtralizirajo nekatere strupe. V neugodnih razmerah, endoplazični reticulum hitro degenerira, zato njegovo stanje služi kot občutljivi indikator zdravja celic.

Golgi aparati. Stroji Golgji (Golgi kompleks) je specializirani del endoplazmičnega retikuluma, ki sestoji iz ravnih membranskih vrečk, zbranih v skladiščih. Sodeluje v izločanju beljakovin po celici (v njej se pojavi embalaža izločanih beljakovin v granulah) in je zato še posebej razvita v celicah, ki opravljajo sekretorično funkcijo. Pomen ogljikovih hidratov skupin za beljakovine in uporabo teh proteinov za izgradnjo celične membrane in membrane Lesose je povezan tudi s pomembnimi funkcijami. Nekatere alge v aparatu Goldzhi izvedejo sintezo celuloznih vlaken.

Lizosomi so majhni, obdani z enim membranskim mehurčkom. So prijavljeni iz aparata Golgi in morda, iz endoplazmičnega retikula. Lizosomi vsebujejo različne encime, ki razdeljujejo velike molekule, zlasti beljakovine. Zaradi destruktivnega ukrepanja so ti encimi "zaklenjeni" v lizosomih in se sproščajo le, kot je potrebno. Tako so z intracelularnim prebavo, so encimi označeni od lizosomov v prebavne vakuole. Lysosomi so potrebni za uničenje celic; Na primer, med preoblikovanjem glavnih stopenj v odrasli žabici, sproščanje lizosomskih encimov zagotavlja uničenje celic repov. V tem primeru je to normalno in uporabno za telo, vendar je včasih takšno uničenje celic patološko. Na primer, pri vdihavanju azbestnega prahu lahko prodre v pljučne celice, nato pa se razčleni na lizosomi, uničenje celic in pljučne bolezni.

Mitohondria in kloroplasti. Mitohondria - razmeroma velike oblike v obliki vrečk z precej zapleteno strukturo. Sestavljeni so iz matrike, obdane z notranjo membrano, intermambranskim prostorom in zunanjo membrano. Notranja membrana je sestavljena iz gub, imenovanih CRISTE. Na zapestjih se nabirajo beljakovine. Mnogi od njih so encimi, ki katalizirajo oksidacijo špeha ogljikovih hidratov; Drugi katalizirajo reakcije sinteze in oksidacije maščob. Pomožni encimi, ki so vključeni v te procese, se raztopijo v mitohondrijski matrici.

Mitohondria se pojavi oksidacije organskih snovi, konjugat s sintezo adenosinerfosfata (ATP). Razpad ATP z tvorbo adenozin info-farmacevtske (ADP) spremlja sproščanje energije, ki se porabi za različne procese pomembne dejavnosti, na primer, na sintezi beljakovin in nukleinskih kislin, prevoz snovi znotraj celica in od njega, prenos živčnih impulzov ali krčenja mišic. Mitohondria, zato so energetske postaje predelava "gorivo" - maščobe in ogljikovih hidratov - v takšni obliki energije, ki jih lahko uporablja celica, in zato telo kot celota.

Rastlinske celice vsebujejo tudi mitohondrijo, vendar je glavni vir energije za YIC celice lahek. Te celice uporabljajo svetlobno energijo za tvorbo ATP in sintezo ogljikovih hidratov iz ogljikovega dioksida in vode.

Klorofil - pigment kopičenje svetlobne energije, je v kloroplastovih. Kloroplasti, kot so mitohondria, imajo notranje in zunanje membrane. Od gojenja notranje membrane v procesu razvoja kloroplastov, tako imenovanega nastanka. Tylacoid membrane; Slednja oblika sploščenih vrečk, sestavljenih v skladiščih, kot je stolpec kovancev; Ti skladišči, imenovani nepovratna sredstva, vsebujejo klorofil. Poleg klorofila v kloroplastih obstajajo vse druge komponente, potrebne za fotosintezo.

Nekateri specializirani kloroplasti ne izvajajo fotosinteze in prenašajo druge funkcije, na primer, zagotavljajo škrob ali pigmente.

Relativna avtonomija. V nekaterih pogledih se mitohondria in kloroplasti obnašajo kot avtonomni organizmi. Na primer, kot tudi celice, ki se pojavijo samo iz celic, se mitohondria in kloroplasti tvorijo samo iz vnaprejteminičev mitohondrije in kloroplastov. To je bilo dokazano v poskusih na rastlinskih celicah, v katerih je nastajanje kloroplastov zatrto z antibiotikom streptomicinom, in na kvasnih celicah, kjer je mitohondrijsko izobraževanje zatrto z drugimi zdravili. Po takšnih vplivih celice še nikoli niso bile obnovljene manjkajoče organele. Razlog je, da mitohondria in kloroplasti vsebujejo določeno količino lastnega genskega materiala (DNK), ki kodira del njihove strukture. Če je ta DNA izgubljena, ki se pojavi, ko je nastanek tvorbe organelle zatreti, se struktura ni mogoče ponovno ustvariti. Obe vrsti organelov imata svoj sistem sintetiziranja beljakovin (ribosomi in transport RNA), ki se nekoliko razlikuje od glavnega celičnega sistema, ki je sintetiziran beljakovin; Znano je, na primer, da lahko sistem sintetizacije beljakovin organele zatrti z antibiotiki, medtem ko ne delujejo na glavnem sistemu.

DNA Organelles je odgovoren za glavni del nekromosomske ali citoplazmične, dednosti. Izločljiva dednost ne velja Zakon Mendelle, saj pri delitvi celic DNK, se organille prenašajo otrokom celicam drugače kot kromosom. Študija mutacij, ki se pojavljajo v DNK organelle in DNA kromosomi, je pokazala, da je DNA organela odgovorna samo za majhen del organizacije Organella; Večina njihovih beljakovin je kodirana v genih, ki se nahajajo v kromosomih.

Delna genetska avtonomija Organizacije in značilnosti njihovih sistemov za sintetiziranje beljakovin, ki so podlaga za predpostavko, da se je Mitohondria in kloroplasti pojavila iz simbiotičnih bakterij, ki so se naselili v celicah pred 1-2 milijardami leti. Sodoben primer take simbioze lahko služi fino fotosinteziranje vode, ki živijo v celicah nekaterih koral in mehkužcev. Alge svojim gostiteljem zagotavljajo kisik in prejemajo hranila.

Fibrilarne strukture. Cytoplazme celic je viskozna tekočina, zato se lahko pričakuje, da mora biti zaradi površinske napetosti, mora imeti celica sferično obliko, razen v primerih, ko so celice tesno pakirane. Vendar to običajno ni opaziti. Veliko najenostavnejših oblog ali školjk, ki dajejo celico določene, nekonferenčni obrazec. Kljub temu pa tudi brez lupine lahko celice ohranijo nekonferenčni obrazec zaradi dejstva, da je citoplazma strukturirana s številnimi, precej togimi, vzporednimi vlakni. Slednje se oblikujejo z votlimi mikronubeji, ki so sestavljeni iz beljakovinskih enot, organiziranih v obliki spirale.

Nekateri najpreprostejši tvorjeni psevdopodi so dolgi tanki citoplazmični rastejo, da zajemajo hrano. Pseudopodija obdrži svojo obliko zaradi togosti mikrotubul. Če se hidrostatični tlak poveča na okoli 100 atmosferov, se mikrotubule razpadejo in celica pridobi obliko kapljice. Ko se tlak vrne v normalno, se sklop mikrotubule in celica oblikuje s psevdopod. Podobno se mnoge druge celice reagirajo na spremembo tlaka, ki izpostavlja sodelovanje mikrotubulov v ohranjanju celične oblike. Montaža in razpadanje mikrotubulov, potrebnih za celico, se lahko hitro spremeni, pojavi v odsotnosti sprememb tlaka.

Fibrilarne strukture so oblikovane tudi iz mikrotubul, ki služijo kot celice celice. Nekatere celice imajo brochoyiloid, ki se imenujejo okusi, ali CILIA - njihovo utripanje zagotavlja gibanje celic v vodi. Če je celica fiksna, te strukture vozijo vodo, delce živil in druge delce na celico ali iz celice. Flagela je relativno velika, običajno pa ima celica samo eno, občasno več okusov. Cilia je veliko manjša in pokrita celotno površino celice. Čeprav so te strukture predvsem značilne za najpreprostejše, so lahko prisotne tudi v visoko organiziranih oblikah. V človeškem telesu z CILIAS je bila določena vse dihalne poti. Majhni delci, ki padajo v njih, se običajno spremljajo s sluzi na celični površini, Cilia pa jih spodbuja skupaj s sluzi navzven, s čimer se ščiti pljuča. Moške spolne celice večine živali in nekatere spodnje rastline se premikajo s pomočjo okusa.

Obstajajo tudi druge vrste celičnega gibanja. Eden od njih je amoboidno gibanje. Ameba, kot tudi nekatere celice multiceličnih organizmov "tok" iz kraja do mesta, tj. Premik zaradi toka vsebine celice. Stalni tok snovi obstaja znotraj rastlinskih celic, vendar ne vključuje gibanja celice kot celote. Najbolj raziskana vrsta celičnega gibanja je zmanjšanje mišičnih celic; Izvaja se z drsnimi fibrili (beljakovinske preje) glede na drug drugega, kar vodi do skrajšanja celice.

Jedro

Jedro je obdano z dvojno membrano. Zelo ozka (približno 40 nm) prostora med dvema membranama se imenuje perinuklearna. Membrane jedra se prenesejo na membrano endoplazmičnega retikuluma, perikoralni prostor pa se odpre v retikularno. Običajno ima jedrska membrana zelo ozke pore. Očitno, skozi njih prenos velikih molekul, kot je informativna RNA, ki je sintetizirana na DNK, in nato vstopi v citoplazmo.

Glavni del genskega materiala se nahaja v kromosomih celičnega jedra. Kromosom je sestavljen iz dolgih vezij dvojne DNK, na katerega so vezani glavni (i.e z alkalnimi lastnostmi) beljakovin. Včasih v kromosomih obstaja več enakih DNA verig, ki ležijo drug poleg drugega - taki kromosomi se imenujejo politensets (več sivi). Število kromosomov v različnih vrstah ni isto. Diploidna celica osebe vsebujejo 46 kromosomov ali 23 parov.

V osnovni kromosomi celici, ki je v eni ali več točkah na jedrsko membrano. V običajnem nepremarjenem stanju kromosoma je tako tanek, ki ni viden v lahkem mikroskopu. Na nekaterih loku (oddelkih) enega ali več kromosomov se v jedrih večine celic oblikuje tesni klicatelj - tako imenovan. Nadryshko. V jedro, sinteza in kopičenje RNA, ki se uporablja za izgradnjo ribosomov, kot tudi nekatere druge vrste RNAS.

Division

Čeprav se vse celice pojavijo tako, da delijo predhodno celico, ne vsi jih še naprej delijo. Na primer, možganske živčne celice, ko so nastale, niso več razdeljene. Njihovo število se postopoma zmanjšuje; Poškodovana tkiva možganov ne morejo obnoviti z regeneracijo. Če celice še naprej delijo, jih je značilen celični cikel, ki je sestavljen iz dveh glavnih stopenj: interfaza in mitoza.

Sam vmesnik je sestavljen iz treh faz: G1, S in G2. V nadaljevanju je njihovo trajanje, značilno rastlinskih in živalskih celic.

G1 (4-8 H). Ta faza se začne takoj po rojstvu celice. V fazi celice G1, z izjemo kromosomov (ki se ne spreminjajo), poveča njihovo maso. Če je celica v prihodnosti, ostane v tej fazi.

S (6-9 h). Masa celice se še naprej povečuje, podvojitev (podvajanje) kromosomske DNK. Kljub temu pa kromosomi ostanejo samski po strukturi, čeprav se podvoji po teži, saj sta dve kopiji vsakega kromosoma (kromata) še vedno povezani drug z drugim po celotni dolžini.

G2. Masa celice se še naprej povečuje, dokler je približno polovica začetnega, nato pa prihaja mitoza.

Mitoza

Po tem, ko se je kromosomi podvojil, bi morala vsaka od hčerinskih celic dobiti popoln nabor kromosomov. Enostavna divizija celic tega ne more zagotoviti - ta rezultat se doseže s postopkom, ki se imenuje mitoza. Če ne greste v podrobnosti, mora začetek tega procesa razmisliti o gradnji kromosomov v ekvatorialni ravnini celice. Nato se vsak kromosom vzdolž razcepi na dva kromata, ki se začneta razpršiti v nasprotnih smereh, postane neodvisni kromosomi. Posledično se na dveh koncih celice nahaja na celotnem nizu kromosomov. Nato je celica razdeljena na dva, vsaka hčerinska družba pa prejme celoten sklop kromosomov.

Spodaj je opis mitoze v tipični živalski celici. Narejen je na razdeljen na štiri faze.

I. PAZZ. Posebna celična struktura - Centriol - dvojice (včasih se ta podvojitev pojavi v interfaznem obdobju S-obdobja), dva centriole pa se začneta razlikovati do nasprotnih palic jedra. Jedrska membrana je uničena; Hkrati pa se kombinirajo posebni beljakovini (agregirani), ki tvorijo mikrotubulo v obliki niti. Centrioli, ki se nahaja zdaj na nasprotnih palih celic, ima učinek organiziranja na mikrotubulo, kar je posledično vgrajen v radialno, ki tvori strukturo, ki spominja na videz cvetja Astra ("zvezda"). Druge mikrotubule Threne se raztezajo od enega Centriola do drugega, ki tvorijo tako imenovane. divizije hrbtenice. V tem času so kromosomi v spiraliziranem stanju, ki spominjajo na pomlad. Jasno so vidni v lahkem mikroskopu, zlasti po obarvanju. V fazi kromosoma so kromosomi razdeljen, kromatid pa so še vedno vezani v parih v območju Centromer - kromosomske organele, podobno kot funkcije s Centriolom. Centrometri imajo tudi organizacijski učinek na niti yelt, ki se zdaj raztezajo od Centriola do centromere in od nje v drugo Centriol.

II. Metafaza. Kromosom, do te točke naključno se nahajajo, se začnejo premikati, kot da vbrizgamo z vretenami, ki so pritrjene na njihove centromere, in postopoma poravnajo v eni ravnini v določenem položaju in na enaki razdalji od obeh poli. Centromasteri, ki ležijo v isti ravnini skupaj s kromosomi, tvorijo tako imenovano. Ekvatorialna plošča. Centrometri, ki povezujejo kromatske pare, so razdeljeni, po katerih so zdravstveni kromosomi popolnoma odklopljeni.

III. Anafaza. Kromosom vsakega para se giblje v nasprotnih smereh do Poljakov, se zdi, da povlečejo niti jarma. Hkrati se med središčem seznanjenih kromosomov oblikujejo niti.

IV. Bulfase. Takoj, ko se kromosomi približujejo nasprotnim drogom, se sama celica začne razdeliti vzdolž ravnine, v kateri je bila equatorial plošče. Posledično sta oblikovana dve celici. Zdravilo Yelt niti so uničeni, kromosom se vrtijo in postanejo nevidni, je jedrska membrana oblikovana okoli njih. Celice se vrnejo v fazo interfazne G1. Celoten proces mitoze traja približno eno uro.

Podrobnosti o mitozah so nekoliko različni v različnih vrstah celic. V tipični zelenjavni celici se vnetje vretena, vendar ni Centriola. V gobah se mitoza pojavi znotraj jedra, ne da bi pred predhodnim razpadom jedrske membrane.

Delitev same celice, ki se imenuje citokineza, nima tesne povezave z mitozo. Včasih ena ali več mitoza brez divizije; Posledično se oblikujejo multi-jele celice, ki jih pogosto najdemo v algah. Če odstranite iz mikromanapulacijskega jedra iz morskih lepih morskega ježa, se vreteno nadaljuje, in jajce še naprej deli. To kaže, da prisotnost kromosomov ni predpogoj za divizijo celic.

Reprodukcija z uporabo mitoze se imenuje ne-reprodukcija, vegetativna reprodukcija ali kloniranje. Njegov najpomembnejši vidik je genetski: s tako reprodukcijo, ni neskladja med dednimi dejavniki v potomcih. Posledične odvisne družbe gentetično enako kot mater. Mitoza je edina metoda samo-reprodukcije vrst, ki nimajo spolne razmnoževanja, na primer, veliko enoceličnih. Kljub temu pa tudi v vrstah s spolno razmnoževanje telesnih celic razdeljen z mitozo in se pojavi iz ene celice - oplojenega jajčeca, zato so vsi genetsko identični. Višje rastline lahko pomnožijo neuporabno (z mitozo) sadike in brki (dobro znani primer - jagoda).

Mitoza, proces delitve celic, je razdeljen na štiri faze. Med mitotičnimi oddelki celice je v fazi interfazne.

Meiosis.

Spolna reprodukcija organizmov se izvaja z uporabo specializiranih celic, tako imenovanih. Igre, - jajca (jajca) in sperme (sperma). Gamets, združevanje, tvorijo eno celico - Zygota. Vsak Gagre Gaploid, i.e. Ima en kromosomski komplet. V notranjosti seta so vsi kromosomi različni, vendar vsak kromosom jajca ustreza enemu od kromosomov sperme. Zygote, torej že vsebuje nekaj takih ustreznih kromosomov, ki se imenujejo homologni. Homoložni kromosomi so podobni, saj imajo iste gene ali njihove variante (alele), ki določajo posebne značilnosti. Na primer, eden od seznanjenih kromosomov ima lahko gen, ki kodira krvno skupino A, druga pa je njena različica, ki kodira krvno skupino V. Kromosomski zigoti, ki izvirajo iz jajčnih celic, so mater, in se odvija od sperme - očetovskega.

Kot posledica več mitotičnih oddelkov, bodisi večcelični organizem izhaja iz nastalega Zygote, ali številnih brezplačnih celic, kot se pojavi pri spolnem reprodukciji najpreprostejših in enoceličnih alg.

Ko se igre oblikujejo, je Diploid sklop kromosomov, razširjen z Zygota, naj polovico zmanjša (zmanjša). Če se to ni zgodilo, potem bi v vsaki generaciji združitev uteži privedla do podvojitve kromosomovskega niza. Zmanjšanje na haploidne številčne kromosome se pojavi zaradi oddelka za redukcijo - tako imenovano. Maiza, ki je možnost mitoze.

Meiosis zagotavlja oblikovanje uteži moških in žensk. Neločljivo je vsem rastlinam in živalim, ki se spolno vzbujajo.

Delitev in rekombinacija. Posebnost meyoze je, da z mobilnega divizije, ekvatorialno ploščo tvori par homolognih kromosomov, namesto da podvojijo posamezne kromosome, kot med mitozo. Seznanjeni kromosomi, od katerih je vsak ostal sam, se razlikuje od nasprotnih celičnih palnic, celica je razdeljena in kot rezultat, otroške celice prejemajo polovico, v primerjavi z Zygote, niz kromosomov.

Na primer, predpostavimo, da je haploidni komplet sestavljen iz dveh kromosomov. V Zygote (in v skladu s tem, da v vseh celicah telesa proizvajajo gamete), so mater kromosomi A in B ter oče A "in B". Med meiozo jih lahko razdelimo na naslednji način:

V tem primeru dejstvo, da ko je kromosomska oblekas neskladna, prvotni set mater in očeta ni nujno oblikovan, in je mogoče rekombinacije genov, kot na gamets AV "in" v prikazani shemi.

Zdaj predpostavimo, da par kromosoma AA vsebuje dva alela - A in B-gen, ki določa krvno skupino A in V. Podobno par kromosoma BB kromosomov "vsebuje alele M in N druge gne, ki določa krvno skupino m in N. Ločevanje teh alelov lahko sledi naslednjim

Očitno je, da lahko nastale igralne fotografije vsebujejo katero koli od naslednjih kombinacij alelov dveh genov: AM, BN, BM ali AN.

Če obstaja večje število kromosomov, se bodo pari alela razdelili ne glede na isto načelo. To pomeni, da lahko isti Zygotes proizvajajo razlog z različnimi kombinacijami alelov genov in povzročijo različne genotipe v potomcih.

Maogotična delitev. Oba zgoraj primer ponazarjata načelo meioze. Dejansko je meiosis veliko bolj zapletena proces, saj vključuje dve zaporedni oddelki. Glavna stvar v meiosis je, da kromosomi dvojno samo enkrat, medtem ko je celica razdeljena dvakrat, zaradi katerih je zmanjšanje številskih kromosomov in diploid set spremeni v haploid.

V fazi prve delitve so homologni kromosomi konjugirani, tj. V parih se združijo. Zaradi tega zelo natančnega procesa je vsak gen nasproti njegovega homologa na drugem kromosomu. Oba kromosom se nato podvojita, vendar kromatid ostanejo povezani z drugim skupnim centromerjem.

V metafazi so zgrajene štiri priključene kromatide, ki tvorijo ekvatorialno ploščo, kot če bi bili en dvojni kromosom. V nasprotju s tem, kar se dogaja med mitozo, centromed niso razdeljeni. Posledica tega vsaka odvisna družba prejme par kromatida, ki je še vedno povezan z Zvetterami. Med drugo delitev kromosoma, že posameznika, spet postavitev, oblikovanje, kot v mitoza, ekvatorialno ploščo, vendar njihovo podvojitev ne pride do. Nato so centrični centri razdelili, vsaka hčerinska družba pa prejme enega kromatida.

Delitve citoplazme. Zaradi dveh mazeotskih oddelkov diploidne celice se oblikujejo štiri celice. Ko se oblikujejo moški genitalne celice, je štiri sperme enake velikosti. Pri tvorbi jajc se delitev citoplazma zelo neenakomerno pojavi: ena celica ostaja velika, preostale tri pa so tako majhne, \u200b\u200bda jih je jedra skoraj v celoti zasedena. Jedro. Te majhne celice, tako imenovane. Polar Taurus služi le za sprejem presežnih kromosomov, ki so nastali kot posledica meyoze. Glavni del citoplazme, ki so potrebni za Zygote, ostane v isti celici - jajčne celice.

Izmenjava generacij

Primitivne celice: Prokariotes

Vse to se nanaša na rastlinske celice, živali, najpreprostejše in enoletrične alge, skupaj z imenom Eukaryotes. Eukarotes se je razvil iz enostavnejšega obliko - prokariotov, ki jih trenutno zastopajo bakterije, vključno z arhaebakterijami in cianobakterijami (slednje so bile prej imenovane kinematografijske alge). V primerjavi z evkari celicami so prokariontske celice manjše in imajo manj celične organele. Imajo celično membrano, vendar ni endoplazmičnega retikuluma, ribosomi pa prosto plavajo v citoplazmi. Mitohondria je odsoten, vendar oksidativni encimi so običajno pritrjeni na celično membrano, ki tako postane enakovredna mitohondriji. Prokarioti so tudi prikrajšani za kloroplasti, klorofil, če obstaja, je prisoten v obliki zelo majhnih granul.

Prokariotes nimajo obdane jedra membrane, čeprav lahko lokacijo DNK razkrije z optično gostoto. Kromosomski ekvivalent je veriga DNA, običajno obroča, z veliko manjšim številom pritrjenih beljakovin. Veriga DNA na eni točki je pritrjena na celično membrano. Mitoza v prokariotovu je odsotna. Nadomešča naslednji postopek: DNA se podvoji, po kateri se celična membrana začne rasti med sosednjimi točkami pritrjevanja dveh kopij molekule DNA, ki je posledica tega postopoma. Konec koncev je celica razdeljena na točke pritrditve DNA molekul, ki tvorijo dve celici, vsaka s svojo lastno kopijo DNK.

Diferenciacija celic

Večcelične rastline in živali so se razvile iz enostranskih organizmov, katerih celice so ostale skupaj, ki tvorijo kolonijo. Sprva so bile vse celice enake, vendar je nadaljnja evolucija ustvarila razlikovanje. Prvič, somatske celice so bile diferencirane (t.j., telesne celice) in spolne celice. Nadalje, diferenciacija je postala bolj zapletena - vse bolj različne vrste celic je nastala. Ontogenesis - Individualni razvoj multicelularnega organizma - ponavlja se ta evolucijski proces (filogeneza).

Fiziološko celice se deloma razlikujejo s povečanjem ene ali druge funkcije, ki so skupne vsem celicam. Na primer, v mišičnih celicah se poveča pogodbena funkcija, ki je lahko posledica izboljšanja mehanizma, ki izvaja amoeboid ali drugo vrsto gibanja v manjših specializiranih celicah. Podoben primer - tanke rootske celice s svojimi procesi, tako imenovanimi. korenske dlake, ki služijo za sesanje soli in vode; V eni stopnji ali drugi stopnji je ta funkcija neločljivo povezana z vsemi celicami. Včasih je specializacija povezana s pridobivanjem novih struktur in funkcij - primer je razvoj lokomotornega organa (sežiganje) v spermih.

Razlikovanje v celični ali na ravni tkiva je bilo preučevano precej podrobno. Vemo, na primer, da včasih to teče samostojno, tj. Ena vrsta celice se lahko pretvori v drugo, ne glede na to, kakšne vrste celic vključujejo sosednje. Vendar pa je tako imenovana pogosto opažena. Embrionalna indukcija je pojav, na katerem ena vrsta tkanine stimulira druge vrste diferenciranih celic v dani smeri.

V splošnem primeru je diferenciacija nepopravljiva, tj. Visoko diferencirane celice se ne morejo spremeniti v drugo vrsto celic. Kljub temu to ni vedno tako, zlasti v rastlinskih celicah.

Razlike v strukturi in funkcijah se na koncu določijo, katere vrste beljakovin se sintetizirajo v celici. Ker sinteza beljakovin nadzoruje gene, in gena, ki je nastavljena v vseh telesnih celicah, enaka, bi morala razlikovati od aktiviranja ali inaktivacije nekaterih genov v različnih vrstah celic. Uredba o dejavnosti genov se pojavi na ravni transkripcije, t.j. Oblikovanje informacij RNA z uporabo DNK kot matriko. Samo prepisani geni proizvajajo beljakovine. Sintetizirani beljakovini lahko blokirajo prepis, vendar ga včasih aktivirajo. Poleg tega, ker so beljakovine proizvode genov, lahko nekateri geni nadzorujejo prepis drugih genov. V uredbi o prepisu so vpleteni tudi hormoni, zlasti steroidi. Zelo aktivni geni se lahko pomnožijo (dvojni), da ustvarite več informacij RNA.

Razvoj malignih formacij je bil pogosto obravnavan kot poseben primer diferenciacije celic. Vendar pa je pojav malignih celic posledica spremembe v strukturi DNK (mutacij) in ne prepisu in prevajalskih procesov v normalnih DNA beljakovin.

Metode študija celic

Lahek mikroskop. V študiji celične oblike in strukture je bilo prvo orodje lahek mikroskop. Njegova resolucija je omejena na dimenzije, primerljive z svetlobno valovno dolžino (0,4-0,7 mikronov za vidno svetlobo). Vendar pa je veliko mobilnih strukturnih elementov bistveno manjše.

Druga težava je, da je večina celičnih komponent prozorna in refrakcijski indeks je skoraj enak kot v vodi. Za izboljšanje vidljivosti se pogosto uporabljajo barvila, ki imajo različne afinitete za različne celične komponente. Obdelava se uporablja tudi za študij celične kemije. Na primer, nekatere barve so vezane predvsem z nukleinskimi kislinami in s tem zaznajo svojo lokalizacijo v celici. Majhen del barvil - se imenujejo v vrsti - se lahko uporabljajo za obarvanje živih celic, vendar morajo biti običajno celice vnaprej določene (z uporabo snovi koagulacijskih beljakovin) in šele po tem, ko je mogoče naslikati.

Pred vodenjem raziskav se celice ali kosov tkanine navadno vlijejo v parafin ali plastiko in nato narežemo na zelo tanke dele z mikrotomom. Ta metoda se pogosto uporablja v kliničnih laboratorijih za identifikacijo tumorskih celic. Poleg običajne lahke mikroskopije se razvijajo tudi druge optične metode študijskih celic: fluorescenčna mikroskopija, kontrastna mikroskopija, spektroskopija in rentgenske strukturne analize.

Elektronski mikroskop. Elektronski mikroskop je dovoljeno pribl. 1-2 nm. To je dovolj za preučevanje velikih beljakovinskih molekul. Običajno je potrebno barvati in nasprotovati objektu s soli kovin ali kovin. Iz tega razloga in tudi zato, ker se predmeti preiskujejo v vakuumu, se lahko ubije celice preučevamo z elektronskim mikroskopom.

Autoradiography. Če dodate radioaktivni izotope na medij, absorbirajo celice v procesu presnove, potem se lahko njegova intracelularna lokalizacija razkrije z uporabo avtoradiografije. Pri uporabi te metode so na filmu postavljeni tanki deli celic. Film se zatemni pod kraje, kjer se nahajajo radioaktivni izotopi.

Centrifugiranje. Za biokemično študijo komponent celičnih celic je treba uničiti - mehansko, kemično ali ultrazvok. Izpuščene komponente so v tehtani tekočini in se lahko izolirajo in očistijo s centrifugiranjem (najpogosteje v gradientu gostote). Običajno takšne prečiščene komponente obdržijo visoko biokemično aktivnost.

Celične kulture. Nekatera tkiva je mogoče razdeliti na ločene celice, tako da celice ostanejo živi in \u200b\u200bpogosto sposobna razmnoževati. To dejstvo končno potrjuje idejo o celici kot enoto enotnosti. Sponge, primitivni multicelični organizem, lahko razdelimo na celice z brisanjem skozi sito. Po nekaj časa so te celice ponovno povezane in tvorijo gobo. Zarodne živalske tkanine se lahko prisilijo, da se ločijo z encimi ali drugimi metodami, ki oslabijo komunikacijo med celicami.

Ameriški embrion R. Harrison (1879-1959) je najprej pokazal, da lahko zarodki in celo nekatere zrele celice rastejo in množijo zunaj telesa v ustreznem okolju. Ta tehnika, ki se imenuje gojenje celic, je bil v popolnosti francoskega biologa A. Karrelev (1873-1959). Rastlinske celice se lahko gojijo tudi v kulturi, vendar v primerjavi z živalskimi celicami tvorijo velike grozde in so pritrjene drug na drugega, zato so tkiva oblikovana v procesu rasti kulture in ne posameznih celic. V celični kulturi iz ločene celice se lahko goji celotna odrasla rastlina, kot je korenje.

Mikrokurgija. Z uporabo mikromanipulatorja se lahko posamezni deli celice izbrišejo, dodajo ali nekako spremenite. Amebova velika celica lahko razdelimo na tri glavne komponente - celična membrana, citoplazma in jedro, nato pa se lahko te komponente ponovno sestavijo in pridobijo živo celico. Na ta način je mogoče doseči umetne celice, ki jo sestavljajo komponente različnih vrst AMEB.

Če upoštevamo, da so možne celične komponente mogoče umetno sintetizirati, se lahko eksperimenti na sestavljanju umetnih celic izkažejo za prvi korak k ustvarjanju novih oblik življenja v laboratorijskih pogojih. Ker se vsak organizem razvije iz ene same celice, nam metoda proizvajanja umetnih celic načeloma omogoča oblikovanje organizmov določene vrste, če se komponente uporabljajo nekoliko drugačne od tistih, ki imajo obstoječe celice. Dejansko pa popolna sinteza vseh celičnih komponent ni potrebna. Struktura večine, če ne vse celične komponente, se določijo nukleinske kisline. Tako se problem ustvarjanja novih organizmov zmanjša na sintezo novih vrst nukleinskih kislin in zamenjavo naravnih nukleinskih kislin v nekaterih celicah.

Merge celice. Druga vrsta umetnih celic je mogoče dobiti kot posledica fuzije celic ene ali različnih vrst. Za doseganje združitve so celice izpostavljene virusnim encimom; V tem primeru se zunanje površine obeh celic zležejo skupaj, membrana pa se uniči med njimi, in je oblikovana celica, v kateri sta dva niza kromosomov zaključena v enem jedru. Celice različnih vrst lahko združite ali na različnih fazah delitve. Z uporabo te metode je bilo mogoče pridobiti hibridne celice miške in piščanca, človeka in miši, človeka in krastačev. Takšne celice so hibridne samo sprva in po številnih divizijah celic izgubijo večino kromosomov ali ene ali druge vrste. Končni proizvod postane na primer v bistvu mišnica, kjer človeški geni manjkajo ali na voljo le v manjših količinah. Posebej zanimivo je združitev normalnih in malignih celic. V nekaterih primerih hibridi postanejo maligni, ne drugi, t.j. Obe lastnosti se lahko manifestirata kot prevladujoče, in kot recesivno. Ta rezultat ni nepričakovan, saj se malignost lahko imenuje različne dejavnike in ima kompleksen mehanizem.

Osnovna in funkcionalna enota vseh, ki živijo na našem planetu, je celica. V tem članku se boste podrobno naučili o svoji strukturi, organoidnih funkcijah, kot tudi našli odgovor na vprašanje: "Kakšne so značilnosti rastlin in živalskih celic?".

Struktura celice

Znanost, ki študira strukturo celice in njegove funkcije, se imenuje citologija. Kljub svojim manjšim velikosti imajo podatki telesnih delov kompleksno strukturo. V notranjosti je pol-tekoča snov, imenovana citoplazma. Vsi vitalni procesi so tu in organizirani sestavni deli delov. Več o njihovih značilnostih lahko naučite.

Jedro

Najpomembnejši del je jedro. Od citoplazma ga loči, ki je sestavljen iz dveh membran. Imajo pore, da lahko snovi padejo iz jedra na citoplazmo in obratno. V notranjosti je jedrski sok (karyoplazem), ki vsebuje nukleoro in kromatin.

Sl. 1. Struktura jedra.

Je jedro, ki upravlja vitalno dejavnost celice in shranjuje genetske informacije.

Funkcije notranje vsebine jedra so sinteza beljakovin in RNA. Od tega se oblikujejo posebni organele - ribosomi.

Ribosomi

Nahaja se okoli endoplasmatskega omrežja, medtem ko je površina groba. Včasih se ribosomi prosto nahaja v citoplazmi. Njihove funkcije vključujejo biosintezo beljakovin.

Top 4 členiki berejo s tem

Endoplazemski retikulum

EPS ima lahko grobo ali gladko površino. Groba površina se oblikuje zaradi prisotnosti ribosomov na njem.

Funkcije EPS vključujejo sintezo beljakovin in notranji prevoz snovi. Nekateri oblikovani beljakovini, ogljikovi hidrati in maščobami skozi kanale endoplazmičnega omrežja vstopajo posebne posode za shranjevanje. Te votline se imenujejo Golgi aparati, predstavljeni so v obliki sveka "cistern", ki so ločeni od citoplazme membrane.

Stroj golgi.

Najpogosteje se nahaja v bližini jedra. Vključuje preoblikovanje beljakovin in tvorbo lizosomov. Ta kompleks shranjuje snovi, ki so bile sintetizirane s celico za potrebe celotnega organizma, kasneje pa bo iz njega prinesla.

Lizosomi so predstavljeni v obliki prebavnih encimov, ki se zaključijo s pomočjo membrane v mehurčkih in se širijo po citoplazmi.

Mitohondria.

Ti organoidi so prekriti z dvojno membrano:

• gladka - zunanja lupina;
• crysta je notranjo plast, ki ima nabode in izbokline.

Sl. 2. Struktura mitohondrijev.

Funkcije mitohondrije dihajo in preoblikovanje hranilnih snovi v energijo. Crystas so encim, ki sintetizira iz hranilnih snovi molekule ATP. Ta snov je univerzalni vir energije za vse vrste procesov.

Celična stena ločuje in varuje notranje vsebine iz zunanjega okolja. Podpira obliko, zagotavlja razmerje z drugimi celicami, zagotavlja presnovni proces. Membrana dvojnega sloja lipidov, med katerimi se nahajajo beljakovine.

Primerjalne značilnosti

Rastlina in živalska celica se med seboj razlikujejo po svoji strukturi, velikostih in oblikah. Namreč:

• celična stena v rastlinskem telesu ima gosto strukturo zaradi prisotnosti celuloze;
• rastlinska celica ima plasts in vakuole;
• Živalska celica ima centrije, ki so pomembne v procesu delitve;
• zunanja membrana živalskega organizma je prilagodljiva in lahko pridobi različne oblike.

Sl. 3. Shema strukture rastlinskih in živalskih celic.

Vzemite naslednjo tabelo, da povzamemo znanje o glavnih delih telesa celic:

Tabela "Cell Build"

Kaj smo vedeli?

Živi organizem je sestavljen iz celic, ki imajo precej zapleteno strukturo. Zunaj je pokrita z gosto lupino, ki varuje notranje vsebine izpostavljenosti zunanjemu okolju. V notranjosti je jedro, ki ureja vse seštevanje procesov in shranjevanje genetske kode. Okoli jedra je citoplazma s organoidom, od katerih ima vsaka lastne značilnosti in značilnosti.

Test na temo

Ocena poročila

Povprečna ocena: 4.3. Skupne ocene so prejele: 1227.

Celice, kot so opeke doma, so gradbeni material skoraj vseh živih organizmov. Kateri deli so sestavljeni? Katero funkcijo v celici izvajajo različne specializirane strukture? Ta in številna druga vprašanja boste našli odgovore v našem članku.

Kaj je celica

Celica se imenuje najmanjša strukturna in funkcionalna enota živih organizmov. Kljub razmeroma majhnim velikostim je njena raven razvoja. Primeri ene celičnih organizmov so zelene alge Clamdomatanade in Chlorella, najpreprostejše živali Evglena, Ameba in Insusoria. Njihova velikost je res mikroskopska. Vendar pa je funkcija celične celice te sistematične enote precej zapletena. To je obrok, dihanje, metabolizem, gibanje prostora in reprodukcijo.

Skupna celična struktura.

Celična struktura nima vseh živih organizmov. Na primer, virusi se oblikujejo nukleinske kisline in beljakovinske lupine. Celice so rastline, živali, gobe in bakterije. Vse se odlikujejo po značilnostih strukture. Vendar pa je celotna struktura enaka. Predstavlja ga površinski aparati, notranja vsebina - citoplazma, organele in vključki. Funkcija celic je posledica značilnosti strukture teh komponent. Na primer, v rastlinah se fotosinteza izvede na notranji površini posebnih organelov, ki se imenujejo kloroplasti. Pri živalih so te strukture odsotne. Struktura celice (tabela "Struktura in funkcija organela" preučuje vse funkcije ", ki določa njegovo vlogo v naravi. Toda za vse večcelične organizme je general zagotoviti presnovo in razmerje med vsemi organi.

Celična struktura: tabela "Zgradba in funkcije organela"

Ta tabela bo pomagala podrobnosti s strukturo celičnih struktur.

Kot lahko vidite, ima vsaka celična organela svojo kompleksno strukturo. Poleg tega je struktura vsakega od njih opredeljuje in opravljene funkcije. Samo dogovorjeno delo vseh organelov omogoča življenje na celičnih, tkaninah in organskih ravneh.

Osnovne celične funkcije

Celica je edinstvena struktura. Po eni strani ima vsaka njegova komponenta vlogo. Po drugi strani pa je funkcija celice podrejena enojnemu dogovorjenemu delovnemu mehanizmu. Na tej ravni je organizacija življenja izvedena bistvene procese. Eden od njih je razmnoževanje. Temelji na procesu Obstajata dve glavni metodi. Torej, gamete delijo z meiosiosi, vse druge (somatske) - mitoza.

Zaradi dejstva, da je membrana pol-prepustna, je mogoče vstopiti v celico in v nasprotno smer različnih snovi. Osnova za vse presnovne procese je voda. Vnos telesa, biopolimere so razdeljeni na preproste spojine. Toda minerali so v obliki ionov.

Cellular vključnosti

Funkcije celic ne bi bile izvedene v celoti brez vključkov. Te snovi so rezerva organizmov za neugodno obdobje. To je lahko suša, zmanjšanje temperature, nezadostnega kisika. Rezerve snovi v rastlinski celici izvaja škrob. Je v citoplazmu v obliki granul. V živalskih celicah, glikogen služi kot rezervni ogljikovi hidrat.

Kaj je tkanine

Celice, podobne v strukturi in funkcijah, so združene v tkiva. Ta struktura je specializirana. Na primer, vse celice epitelialnega tkiva so majhne, \u200b\u200btrdno prilegajo drug drugemu. Oblika njih je zelo raznolika. V tej tkanini je praktično nobena takšna struktura spominja na ščit. Zaradi tega je epitelno tkivo izvede zaščitno funkcijo. Toda vsako telo je potrebno ne le "ščit", ampak tudi odnos z okoljem. Za izvajanje te funkcije obstajajo posebne formacije v epitemnih formacijah. In rastline imajo podobno strukturo bolezni in prosti čas, ki služijo. Te strukture izvajajo izmenjavo plina, transpiracija, fotosinteza, termoregulacija. Predvsem pa se ti procesi izvajajo na molekularni in celični ravni.

Medsebojna povezava strukture in funkcij celic

Funkcija celic je posledica njihove strukture. Vse tkanine so svetli primer tega. Torej, miofibrili so sposobni zmanjšati. To so mišične celice, ki opravljajo gibanje posameznih delov in celotnega telesa v prostoru. Toda veziva je drugo načelo strukture. Ta vrsta tkanine je sestavljena iz velikih celic. So osnova celotnega organizma. Priključno tkivo vsebuje tudi veliko količino medcelične snovi. Takšna struktura zagotavlja zadosten obseg. Ta vrsta tkanine je predstavljena s takšnimi sortami, kot so kri, hrustanca, kostno tkivo.

Pravijo, da niso obnovljeni ... na tem dejstvu je veliko različnih pogledov. Vendar nihče ne dvomi, da nevroni ne povezujejo celotnega organizma v eno celoto. To se doseže z drugo značilnost strukture. Nevroni so sestavljeni iz teles in procesov - aksoni in dendriti. Po njihovem mnenju, informacije prihajajo dosledno iz živčnih končic v možgane, in od tam - nazaj v delovna telesa. Zaradi nevronov je celotno telo povezano z eno mrežo.

Torej, večina živih organizmov ima celično strukturo. Te strukture so enote rastlin, živali, gliv in bakterij. Skupne celične funkcije so sposobnost razdelitve, dojemanja okoljskih dejavnikov in presnove.

Vsa živa bitja je sestavljena iz celic - majhna, obdana z membrano votlin, napolnjenih s koncentrirano vodno raztopino kemikalij. Celica - Osnovna enota strukture in bistveno aktivnost vseh živih organizmov (razen virusov, ki jih pogosto govorijo tako, ki niso žive plače, ki niso rezervoar), ki ima svojo lastno presnovo, ki je sposobna samostojnega obstoja, samo-razmnoževanja in razvoja. Vsi živi organizmi ali, kot multicelične živali, rastline in gobe, sestavljeni iz različnih celic, ali, toliko najpreprostejših in bakterij, so eno-celični organizmi. Odsek biologije, ki se ukvarjajo s študijem strukture in življenja celic, prejela ime citologije. Menijo, da so se vsi organizmi in vse sestavine svojih celic pojavili evolucijski po celotni talni celici.

Približno zgodovino celice

Sprva, pod delovanjem različnih naravnih dejavnikov (toplote, ultravijolične sevanja, električnih izpustov), \u200b\u200bse je pojavila prve organske spojine, ki so služile kot material za izgradnjo živih celic.

Ključna točka v zgodovini razvoja življenja je očitno postala videz prvih molekul replikatorjev. Replikator je nenavadna molekula, ki je katalizator za sintezo lastnih kopij ali matrik, ki je primitivni analog reprodukcije v živalskem svetu. Najpogostejših molekul so trenutno replikatorji DNA in RNA. Na primer, molekula DNA v kozarcu s potrebnimi komponentami, spontano začne ustvarjati lastne kopije (čeprav veliko počasnejše kot v celici pod delovanjem posebnih encimov).

Videz molekul replikatorjev je sprožil mehanizem kemijskega (dosegljivega) evolucije. Prvi subjekt evolucije je bil najverjetneje primitiven, sestavljen iz le več nukleotidov, RNA molekule. Za to stopnjo je značilen (čeprav v zelo obljubljeni obliki) vse glavne značilnosti biološkega razvoja: vzreja, mutacije, smrt, boj za preživetje in naravno selekcijo.

Kemična evolucija je prispevala k dejstvu, da je RNA univerzalna molekula. Poleg tega je replikator (i.e. nosilec dednih informacij), lahko izvede encimske funkcije (na primer encime, ki pospešujejo replikacijo ali encime, ki razgradijo konkurenčne molekule).

Na neki točki je evolucija nastala RNA-encime, katalizacijo sinteze lipidnih molekul (tj. Maščobe). Lipidni molekule imajo eno izjemno premoženje: so polarni in imajo linearno strukturo, debelina enega od koncev molekule pa je večja od tistega drugega. Zato so lipidne molekule v suspenziji spontano sestavljene v lupine blizu oblike do sferične. Tako RNA, sintetiziranje lipidov, je dobil priložnost, da se obdajajo z lipidno lupino, bistveno izboljšala stabilnost RNA na zunanje dejavnike.

Postopno povečanje dolžine RNA je privedlo do videza večnamenskih RNA, katerih posamezni fragmenti so izvedli različne funkcije.

Prve divizije so se pojavile, očitno, pod delovanjem zunanjih dejavnikov. Sinteza lipidov v celici je povzročila povečanje njegove velikosti in izgube moči, zato je bila velika amorfna lupina ločena v dele pod delovanjem mehanskih učinkov. V prihodnosti je encim nastal, ki ureja ta proces.

Vse celične oblike življenja na Zemlji se lahko razdelijo na dva tumorje na podlagi strukture sestavnih delov njihovih celic - prokariotes (Raducleon) in evkariotes (jedrska). Prokariontske celice so v strukturi enostavnejše, očitno so nastale v procesu evolucije prej. Evkariontske celice so bolj zapletene, pozneje. Celice, ki sestavljajo človeško telo, so evkariontska. Kljub raznolikosti oblik je organizacija celic vseh živih organizmov podrejena enotnim strukturnim načelom.

Življenjska vsebina celice - Protoplast - ločena od plazemskega membranskega okolja ali plazme. Celica je napolnjena s citoplazmo, v katerih se nahajajo različni organides in celični vključki, pa tudi genski material v obliki molekule DNA. Vsaka izmed organskih celic izvede posebno funkcijo in v agregatu vse določajo ključno aktivnost celice kot celote.

ProCarniotic Cell.

ProCarniot. (iz lat. Pro - prej, pred in grško. άρῠον - jedro, oreški) - organizmi, ki nimajo, v nasprotju z evkariotami, okrašenim celičnim jedrom in drugimi notranjimi membranskimi organoidi (z izjemo ploščatih cistern v fotosintetičnih vrstah, za Primer, v cianobakterijah). Edini velik obroč (v nekaterih vrstah je linearna) dvostopenjena molekula DNA, ki vsebuje glavni del genetskega materiala celice (tako imenovani nukleoid) ne tvori kompleksa s histonskimi beljakovinami (tako imenovani kromatin) . Prokariatm vključuje bakterije, vključno s cianobakterijami (modro-zelene alge) in archaei. Trudniki prokariontskih celic so organizirane evkarionske celice - mitohondria in plasts.

Prokariontske celice imajo citoplazmično membrano, pa tudi evkariontsko. Membrana bakterij je dvoslojna (Lipid Bilayer), Archey membrana je precej pogosto enoslojna. Archey membrana je sestavljena iz snovi, ki niso tiste, iz katerih sestavljajo membrana bakterije. Površina celic je lahko prekrita s kapsulo, pokrovom ali sluzi. Morda imajo Flagela in Villi.

Sl.1. Struktura tipične celice za ceno

Celično jedro, kot je Eukaryot, je v prokarioti odsoten. DNA je znotraj celice, odrezano valjana in podprta z beljakovinami. Ta kompleks beljakovin DNA se imenuje nukleoid. Proteini esakterije, ki so podprti, DNK se razlikujejo od histostov, ki tvorijo nukleosome (v Eukaryoti). In arhivski histosti imajo, in izgledajo kot evkarioti. Energetski procesi v prokariotov pojdite na citoplazmo in v posebnih strukturah - mezosomi (rast celične membrane, ki se spušča v spiralo, da poveča površino, na kateri je sinteza ATP). Plinski mehurčki so lahko znotraj celice, rezervnih snovi v obliki polifosfatnih granul, ogljikovih hidratov zrn, maščobne kapljice. Žveplo je vključeno (oblikovano, na primer, kot rezultat fotosinteze brez kisika). Fotosintične bakterije so zložene strukture, imenovane tilacoidi, na katerih prihaja fotosinteza. Tako, prokaryots, načeloma obstajajo enaki elementi, vendar brez particij, brez notranjih membran. Te particije, ki so na voljo, so stopnje celične membrane.

Oblika prokariontskih celic ni tako raznolika. Okrogle celice se imenujejo Cockki. Takšna oblika ima lahko Archaeys in Eubacteria. Streptococci so tuljave raztegnjene v verigo. Staphilococci je "gruče" koknopov, dipclocks -kokki, skupaj v dveh celicah, tetrads - štiri, in sarcine - osem. Bakterije se imenujejo bacile. Dve palice - Diplobacillas se je raztezala v verigo - Streptobacillia. Še vedno se odlikuje z bakterijami Corneform (s širitvijo na koncih, podobno kot MACE), spiruillas (dolge curled celice), vibrijov (kratke upognjene celice) in spirochetes (ne kot spirnice). Spodaj je prikazano vse zgoraj, in dva predstavnika arhaebakterij sta prikazana. Čeprav arhei, in bakterije pripadajo prokariontski (izravnani) organizmi, je struktura njihovih celic nekaj pomembnih razlik. Kot je navedeno zgoraj, imajo bakterije lipidni dvoslojnik (ko so hidrofobni konci odpremljeni na membrano, in napolnjene glave se držijo iz dveh strani), arheci pa imajo lahko monolayer membrano (na voljo na obeh straneh, in znotraj Enotna molekula; ta struktura je lahko bolj toga kot bipper). Spodaj je struktura celične membrane arhebakterij.

Evkariota.(Eucariota) (iz grške ευ - Dobro, v celoti in κάρῠον - jedro, oreh) - organizmi, ki imajo v nasprotju s prokaritetosom, okrašenim z celičnim jedrom, ki je dobavljeno iz citoplazme z jedrsko lupino. Genetski material se zaključi v več linearnih dveh verižnih DNA molekule (odvisno od vrste organizmov, njihovo število na jedru lahko razpon od dveh do nekaj sto), pritrjenih iz notranjosti na celično nukleus membrano in tvorijo kompleks z beljakovinami Histon, imenovan kromatin. V evkariotih, je sistem notranjih membran, ki se poleg jedra, številnih drugih organoidov (endoplazmična omrežja, Golgi aparati itd.). Poleg tega imajo velika večina trajne intracelularne simbiontes - prokariotes - mitohondria, alge in rastline pa so tudi plast.

Živalska kletka

Struktura živalske celice temelji na treh glavnih komponentah - jedro, citoplazme in celične lupine. Skupaj z jedrom citoplazme tvori protoplazmo. Celična lupina je biološka membrana (particija), ki ločuje celico iz zunanjega okolja, služi kot lupina za celične organoide in jedro, oblikuje citoplazmatske predelke. Če drogo postavite pod mikroskop, se lahko zgradba živalske celice zlahka vidi. Shell Cell Shell vsebuje tri plasti. Zunanje in notranje plasti beljakovin, in vmesni - lipid. V tem primeru je lipidni sloj razdeljen na druge dve plasti - plast hidrofobnih molekul in plast hidrofilnih molekul, ki se nahajajo v določenem naročilu. Na površini celične membrane je posebna struktura - glikocalix, ki zagotavlja selektivno sposobnost membrane. Shell prehaja potrebne snovi in \u200b\u200bzamude tiste, ki prinašajo škodo.

Sl.2. Struktura živalske celice

Struktura živalske celice je namenjena zagotavljanju zaščitne funkcije na tej ravni. Penetracija snovi skozi lupino se pojavi, ko je citoplazmična membrana neposredno vključena. Površina te membrane je dovolj pomembna zaradi ovinkov, rastočih, gub in villov. Citoplazmatska membrana prehaja tako najmanjše delce kot večje. Struktura živalske celice je značilna prisotnost citoplazme, večino njene vode. Citoplazma je ponudnik organoidov in vključkov.

Poleg tega so Cytoskels - beljakovinske preje, ki sodelujejo v procesu divizije celic, degradirajo z intracelularnim prostorom in podpirajo celično obliko, sposobnost padca. Pomembna sestavina citoplazma - hialoplazma, ki določa viskoznost in elastičnost celične strukture. Odvisno od zunanjih in notranjih dejavnikov hialofazma lahko spremeni viskoznost - postati tekoči ali gel. Preučevanje strukture živalske celice, je nemogoče posvetiti pozornosti na celični aparat - organoide, ki so v celici. Vse organede imajo svojo posebno strukturo, ki je posledica opravljenih funkcij.

Jedro je centralna celična enota, ki vsebuje dedne informacije in sodeluje pri izmenjavi snovi v sami celici. Organoidi celic vključujejo endoplazmatsko omrežje, celični center, mitohondria, ribosomi, kompleks igralk, plast, lizosomi, vakuole. Take organe so v kateri koli celici, vendar, odvisno od funkcije, se lahko struktura živalske celice razlikuje v prisotnosti posebnih struktur.

Funkcije celičnih organov: - Mitohondria oksidira organske spojine in kopičijo kemijsko energijo; - Endoplasmatska mreža zaradi prisotnosti posebnih encimov sintetizira maščob in ogljikovih hidratov, njeni kanali prispevajo k prevozu snovi znotraj celice; - ribosomi sintetizirajo beljakovine; - Golgi kompleks koncentrat beljakovin, sintetizirane maščobe, polisaharidi, oblikuje lizosomi in pripravlja snovi za odpravo od celice ali neposredne uporabe v njem; - Lysosomis Cleave ogljikovi hidrati, beljakovine, nukleinske kisline in maščobe, v resnici, prebavijo hranila, ki vstopajo v celico; - Celični center je vključen v proces delitve celic; - vakuole, zaradi vsebnosti celičnega soka, podpirajo turgerje celic (notranji tlak).

Struktura bivalnih celic je izjemno težka - niz biokemičnih procesov poteka na celični ravni, ki v agregatu zagotavlja ključno dejavnost telesa.

Celica je sestavljena iz: površinske aparate, citoplazme, jedro.

Površinski aparat ima: membrano, poletni kompleks, kompleksni kompleks.

Glede na model tekočega mozaika membranazajema dvojno plastmolekule lipidiv katerih proteinske molekule so zgrajene.

Kompleksni kompleks Glycocalix vsebuje ogljikove hidrate in beljakovine.

Postavek kompleksa zastopajo mikrofibrile in mikrotube.

V citoplazmu dodeli: galoplazma, organele za splošne namene, organele za posebne namene, vključevanje.

Galoplazme.to je koloidna rešitev z encimskimi sistemi.

Orgella.- Vitalni deli celice. Nenehno so prisotne v celici, imajo dokončno strukturo in opravljajo določene funkcije.

Splošni namen Organly: endoplasmatska mreža: gladka, groba; Golgi, mitohondria, ribosomi, lizosomi (primarni, sekundarni), celični center, plastične (kloroplasti, kromoplasti, levkoplasti);

Organele za posebne namene: flagella, Cilia, MyOFibrils, Nevrofibrils; vključitev(Ne trajne celične komponente): Rezervna, sekretarna, specifična.

Jedrosestoji iz lupine, nukleolina, citioplazme, kromatinove konstrukcije.

Sl. Štiri.Struktura živalske celice in njegovih komponent.

Tabela. Ena.Struktura in funkcije evkariontske celice

Nadaljevanje tabele. eno

Nadaljevanje tabele. eno

Nadaljevanje tabele. eno

Nadaljevanje tabele. eno

Nadaljevanje tabele. eno

Nadaljevanje tabele. eno

Nadaljevanje tabele. eno

Nadaljevanje tabele. eno

Vprašanja za samokontrolo

1. Kaj je celica?

2. Kakšne so celice celic?

3. Kaj je vključevanje?

4. Katere komponente so sestavljene iz celice?

5. Kakšne so celice celice?

6. Katera struktura ima celično membrano?

7. Kaj je del citoplazme?

8. Kakšne vrste organe za splošne namene so prisotne v rastlinski in živalski celici?