Напишите в какой части клетки происходит: в какой части клетки происходит процесс трансляции.? В цитоплазме или в рибосомах или в ядре.?

Cell theory and non-cellular life forms are briefly described, as well as types of cellular organization. Descriptions of bacterial, animal and plant cells and the cell nucleus are accompanied by colorful drawings with a detailed description of the constituent elements. An important role in the life of organisms apoptosis is also noted — the natural, programmed cell death.

 

Ключевые слова: клетка, клеточная теория, ядро клетки, хромосомы, белки, апоптоз.

Keywords: cell, cellular theory, cell nucleus, chromosomes, proteins, apoptosis.

 

Введение

Клетка – это основная структурная и функциональная единица всех живых организмов, живая элементарная единица, способная к самовоспроизведению. Живые организмы могут состоять из одной клетки (бактерии, одноклеточные водоросли и одноклеточные животные) или многих клеток.

Тело взрослого человека образуют около ста триллионов клеток. Форма клеток различна и обусловлена их функцией – от круглой (эритроциты) до древообразной (нервные клетки). Размеры клеток также различны – от 0,1-0,25 мкм (у некоторых бактерий) до 155 мм (яйцо страуса в скорлупе). Тело человека образовано клетками различных типов, характерным образом организующихся в ткани, которые формируют органы, заполняют пространство между ними или покрывают снаружи. Клетки окружены межклеточным веществом, обеспечивающим их механическую поддержку и осуществляющим транспорт химических веществ. Самые короткоживущие из них (1-2 дня) – это клетки кишечного эпителия. Ежедневно погибает около 70 миллиардов этих клеток. Примером других короткоживущих клеток являются эритроциты – их ежедневно погибает около 2 миллиардов [3].

Однако есть и такие клетки (например, нейроны, клетки волокон скелетных мышц), продолжительность жизни которых соответствует жизни организма. Нервные клетки мозга, однажды возникнув, уже не делятся, и до конца жизни человека они способны поддерживать необходимые связи в нервной системе. Интересно то, что при нашем рождении в мозгу уже существует около 14 миллиардов клеток.

И это количество не увеличивается до самой смерти, а, наоборот, постепенно уменьшается, т. е. поврежденные ткани мозга неспособны восстанавливаться путем регенерации. После того как человеку исполняется 25 лет, ежедневно происходит сокращение количества клеток мозга на 100 тысяч [1].

Несмотря на свои малые размеры, клетка представляет собой сложнейшую биологическую систему, жизнедеятельность которой поддерживается благодаря разнообразным биохимическим процессам, которые происходят под строгим генетическим контролем. Генетический контроль развития и функционирования клетки осуществляют материальные носители информации – гены. Они сосредоточены главным образом в ядре клетки, но некоторая их часть находится в других клеточных органоидах (митохондриях, пластидах, центриолях).

Строение и функционирование генетических структур клеток на микроскопическом уровне, их количественную и качественную изменчивость изучает одно из направлений генетики, называемое цитогенетикой.

Представление о клетке как об элементарной структурно-функциональной единице всех живых организмов сложилось в результате цепи изобретений и открытий, сделанных в XVI-XX веках:

1590 г. – Янсен изобрел микроскоп, в котором большое увеличение достигалось соединением в тубусе двух линз;

1965 г. – в Кембридже (Англия) установлена первая промышленно изготовленная модель электронного микроскопа.

Естественно, между этими двумя датами происходило множество событий, в результате которых были усовершенствованы микроскопы (основное средство изучения клеток), а также исследования и открытия в области генетики и, в частности, цитологии.

Клеточная теория и неклеточные формы жизни

Результатом длительного исследования строения клеток различных организмов стало создание клеточной теории, у истоков которой в ее современном виде стояли немецкий ботаник М.Я. Шлейден (1804-1881) и зоолог Т. Шванн (1810-1882). В настоящее время эта теория содержит три главных положения:

• только клетка обеспечивает жизнь в ее структурно-функциональном и генетическом отношении;
• единственным способом возникновения жизни на Земле является деление ранее существующих клеток;
• клетки являются структурно-функциональными единицами многоклеточных организмов [2].

Отсюда следует, что клетка – это элементарная единица живого, вне клетки нет жизни, так как в клетке сохраняется и реализуется биологическая информация (даже у вирусов). Современная биология подтверждает, что все клетки одинаковым образом хранят биологическую информацию, передают генетический материал из поколения в поколение, хранят и переносят информацию, регулируют обмен веществ и т. д. Вместе с тем многоклеточный организм обладает свойствами, которые нельзя рассматривать как простую сумму свойств и качеств отдельных клеток.

Таким образом, клетка является обособленной и организационно наименьшей структурой, для которой характерна вся совокупность свойств жизни и которая в соответствующих условиях окружающей среды способна поддерживать в себе эти свойства и передавать их следующим поколениям.

Все многообразие живых существ можно разделить на две резко отличающиеся группы: неклеточные и клеточные формы жизни. Первая группа представляет собой вирусы, способные проникать в определенные живые клетки и размножаться только внутри этих клеток. Подобно всем другим организмам вирусы обладают собственным генетическим аппаратом, кодирующим синтез вирусных частиц, которые собираются из биохимических предшественников, находящихся в клетке-хозяине, используя биосинтетическую и энергетическую системы этой клетки [8].

Вирусы резко отличаются от всех других форм жизни. По строению и организации они представляют собой нуклеопротеидные частицы, по способу репродукции являются внутриклеточными паразитами. Таким образом, вирусы являются внутриклеточными паразитами на генетическом уровне.

Типы клеточной организации

Клеточная структура присуща основной массе живых существ на Земле. Все эти организмы представлены клетками двух типов: прокариотическими и эукариотическими клетками. К прокариотическим клеткам относят бактерии и синезеленые водоросли. Прокариоты – доядерные организмы, не имеющие типичного ядра, заключенного в ядерную мембрану. Вместо ядра у них находится так называемый

нуклеотид – ДНК-содержащая зона клетки прокариот (рис. 1.).

 

Рисунок 1. Схема строения бактериальной клетки

 

Строение бактериальной клетки:

1 – цитоплазматическая мембрана; 2 – клеточная стенка; 3 – слизистая капсула; 4 – цитоплазма; 5 – хромосомная ДНК; 6 – рибосомы; 7 – мезосома; 8 – фотосинтетические мембраны; 9 – включения; 10 – жгутики; 11 – пили.

Прокариотическая ДНК не содержит гистоновых белков, но связана с небольшим количеством негистоновых белков. Этот комплекс ДНК и негистоновых белков и образует нуклеотид, который обычно располагается в центре клетки.

Мезосомы – это складчатые мембранные структуры, на поверхности которых находятся ферменты, участвующие в процессе дыхания. Клеточная стенка придает бактериям определенную форму и упругость. Капсулы и слизистые слои – это слизистые или клейкие выделения бактерий. Капсула представляет собой относительно толстое и компактное образование, а слизистый слой намного рыхлее. И капсулы, и слизистые слои служат дополнительной защитой для клеток. Многие бактерии подвижны, и эта подвижность обусловлена наличием у них одного или нескольких жгутиков, которые по своей структуре напоминают одну из микротрубочек эукариотического жгута. Пили, или фимбрии – это тонкие выросты на клеточной стенке некоторых грамотрицательных бактерий. Их число варьирует у разных видов от одной до нескольких сотен. Рибосомы – органоиды клетки, участвующие в синтезе белка. У прокариот они несколько мельче эукариотических [6].

Эукариотические клетки представлены двумя подтипами: клетками одноклеточных организмов, которые структурно и физиологически являются самостоятельными организмами, и клетками многоклеточных организмов. Последние разделяют на растительные и животные клетки. На рисунке 2 представлены составы животной и растительной клетки.

 

Рисунок 2. Животная и растительная клетка

 

В клетке можно выделить 4 группы структурных компонентов: 1) мембранная система; 2) клеточные органоиды; 3) цитоплазматический матрикс; 4) клеточные включения. В свою очередь, мембранную систему составляют: 1) клеточная плазматическая мембрана; 2) цитоплазматическая сеть и 3) пластичный комплекс Гольджи. Клеточная мембрана отделяет цитоплазму клетки от наружной среды или клеточной стенки (у растений) и выполняет три основные функции: отграничивающую, барьерную и транспортную. Она играет важную роль в обмене веществ между клеткой и внешней средой, в движении клеток и в сцеплении друг с другом. Цитоплазму всех эукариотических клеток пронизывает сложная система мембран, получившая название цитоплазматической сети. Пластичный комплекс Гольджи обычно локализуется вблизи клеточного ядра и состоит из многочисленных групп цистерн, которые ограничены мембранами, имеющими гладкую поверхность. Одной из основных функций комплекса Гольджи является транспорт веществ и химическая модификация поступающих в него веществ. Другой важной функцией этого комплекса является формирование лизосом [2].

Клеточные органоиды и ядро клетки

Клеточные органоиды (клеточные органеллы) – это постоянные дифференцированные клеточные структуры, имеющие определенные функции и строение. К клеточным органоидам относят ядро, центриоли, митохондрии, рибосомы, лизосомы, пероксисомы, пластиды, жгутики и реснички.

Ядро – важнейшая составная часть клетки. Это наиболее крупный органоид клетки, составляющий 10-20 % ее объема. Оно может находиться в состоянии покоя или деления (мейоза). Ядро управляет всеми процессами жизнедеятельности клетки. Эти процессы сложны и многообразны: клетка должна поддерживать форму, получать извне вещества для пластического и энергетического обмена, синтезировать органические вещества

Клеточное ядро имеет шаровидную или вытянутую форму. Основная функция ядра – хранение наследственной информации или генетического материала. Ядро состоит из ядерной оболочки и расположенных под ней нуклеоплазмы, ядрышка и хроматина (рис. 3).

 

Рисунок 3. Строение ядра клетки

 

Как видно из рисунка, ядерная оболочка пронизана порами диаметром 80-90 нм, количество которых в типичной животной клетке составляет 3-4 тыс. пор. Содержимое клеточного ядра называется нуклеоплазмой, или кариоплазмой. Нуклеоплазма отделена от цитоплазмы ядерной оболочкой. Ядерная оболочка образована двумя    мембранами – наружной и внутренней. Химический состав ядерной оболочки достаточно сложен, основными химическими компонентами ядерных оболочек являются липиды (13-35%) и белки (50-75%) [4].

Ядра клеток могут содержать одно и более ядрышек. Ядрышки состоят из рибонуклеопротеидов, из которых в дальнейшем образуются субъединицы рибосом. Здесь происходит синтез рРНК (рибосомальной РНК).

Хроматин следует считать главным компонентом ядра. В нем заключена наследственная информация, которая передается при каждом делении клетки, а также реализуется в процессе жизнедеятельности самой клетки. Хроматин ядра клетки состоит их хроматиновых нитей. Каждая хроматиновая нить соответствует одной хромосоме, которая образуется из нее путем спирализации.

Из многочисленных свойств и функций ядерной оболочки следует подчеркнуть ее роль как барьера, отделяющего содержимое ядра от цитоплазмы и активно регулирующего транспорт макромолекул между ядром и цитоплазмой. Другой важной функцией ядерной оболочки следует считать ее участие в создании внутриядерной структуры.

Строение и химический состав хромосом.

Хромосомы – это самовоспроизводящиеся органоиды клеточного ядра, являющиеся носителями генов и определяющие наследственные свойства клеток и организмов. Основная функция хромосом – хранение, воспроизведение и передача генетической информации при размножении клеток и организмов. Хромосомы эукариотических клеток состоят в основном из ДНК и белков, которые образуют нуклеопротеиновый комплекс. Белки составляют значительную часть состава хромосом (65%). Все хромосомные белки разделяют на гистоновые и негистоновые [7].

Гистоновые белки, или гистоны – это белки, богатые остатками аргинина и лизина, определяющими их щелочные свойства. Гистоны присутствуют в ядрах в виде комплекса с ДНК. Они выполняют две важные функции – структурную и регуляторную. Структурная функция заключается в том, что они обеспечивают пространственную организацию ДНК в хромосомах и играют важную роль в ее упаковке. Регуляторная функция гистоновых белков состоит в регуляции синтеза нуклеиновых кислот (как ДНК, так и РНК).

Негистоновые белки представлены большим количеством молекул, которые разделяют более чем 100 функций. Среди этих белков есть ферменты, ответственные за репарацию, репликацию, транскрипцию и модификации ДНК. Помимо ДНК и белков в составе хромосом обнаружены небольшие количества РНК, липидов, полисахаридов и ионы металлов.

Морфологию хромосом изучают во время митоза методом микроскопии. В этот период хромосомы максимально спирализованы. В первой половине митоза хромосомы состоят из двух одинаковых по форме структурных и функциональных элементов, называемых хроматидами, которые соединены между собой в области первичной перетяжки. В месте первичной перетяжки расположена центромера – особым образом организованный участок хромосомы, общий для обоих сестринских хроматид.

Во второй половине митоза происходит деление центромеры и отделение хроматид друг от друга. Из них образуются однонитчатые дочерние хромосомы, распределяющиеся между дочерними клетками. Для каждой хромосомы положение центромеры строго постоянно.

В некоторых растительных клетках и всех животных клетках находится характерно окрашиваемая часть цитоплазмы, которую называют центросомой или клеточным центром. В состав центросомы входит пара центриолей, расположенных под прямым углом друг к другу (рис. 4).

 

Рисунок 4. Составные части материнской и дочерней центриоли

 

Стенка центриоли образована   27 микротрубочками, сгруппированными в 9 триплетов. Пару центриолей иногда называют диплосомой. В каждой диплосоме одна центриоль зрелая, материнская, другая – незрелая, дочерняя, является уменьшенной копией материнской [5].

Митохондрии – это органоиды эукариотической клетки, обеспечивающие организм энергией. Форма и размеры митохондрий очень разнообразны. Обычный диаметр митохондрий от 0,2 до 1 мкм, длина достигает 10-12 мкм. Число митохондрий в различных клетках варьирует в широких пределах – от 1 до 10⁷. Митохондрия имеет две мембраны – наружную и внутреннюю, между которыми расположено межмембранное пространство.

Основная функция митохондрии – синтез АТФ, т. е. образование энергии – около 95% в животной клетке и чуть меньше – в растительной, специфических белках и стероидных гормонах.

Рибосома – органоид клетки, осуществляющий биосинтез белка. Представляет собой рибонуклеопротеиновую частицу диаметром 20-30 нм. В прокариотической клетке около 10 тыс. рибосом, а в эукариотической – 50 тыс. Рибосомы состоят из двух субчастиц – большой и малой. В цитоплазме клетки рибосома связывается с мРНК и осуществляет синтез белка.

Лизосома – органоид клеток животных и грибов, осуществляющий внутриклеточное пищеварение. Местом формирования лизосом является комплекс Гольджи. Внутри лизосом содержится более 20 различных ферментов. В клетке обычно находятся десятки лизосом.

Пластиды – это органоиды эукариотической растительной клетки. Каждая пластида ограничена двумя элементарными мембранами. Пластиды разнообразны по форме, размерам, строению и функции. По различной окраске различают хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Обычно в клетке встречается только один из перечисленных пластид. Каждая клетка содержит несколько десятков хлоропластов, в каждом из которых находится 10-60 копий ДНК.

Жгутик – органелла движения ряда простейших. В клетке бывает 1-4 жгутика, а редко и более. Жгутик эукариотической клетки – это вырост толщиной около 0,25 мкм и длиной 150 мкм, покрытый плазматической мембраной. Как и другие органеллы, жгутик имеет сложную структуру. Движутся жгутики, в отличие от ресничек, волнообразно. Ресничка – органелла движения или рецепции у клеток животных и некоторых растений. Движутся реснички обычно маятникообразно.

Цитоплазма клетки состоит из цитоплазматического матрикса и органоидов. Цитоплазматический матрикс заполняет пространство между клеточной мембраной, ядерной оболочкой и другими внутриклеточными структурами. Химический состав цитоплазматического матрикса разнообразен и зависит от выполняемых клеткой функций, а также образует внутреннюю среду клетки и объединяет все внутриклеточные структуры, обеспечивая их взаимодействие.

Клеточные включения – это компоненты цитоплазмы, представляющие собой отложения веществ, временно выведенных из обмена, и конечных его продуктов. Особый вид клеточных включений – остаточные тельца – продукты деятельности лизосом [4; 8].

Естественная гибель клетки (апоптоз).

Апоптоз – регулируемый процесс программируемой клеточной гибели, в результате которого клетка распадается на отдельные апоптотические тельца, ограниченные плазматической мембраной. Фрагменты погибшей клетки обычно очень быстро фагоцитируются макрофагами либо соседними клетками, минуя развитие воспалительной реакции.

К сожалению, до сих пор процесс естественной гибели клеток до конца не изучен. Известно, что в клетке из-за блокирования ферментов прекращается синтез белка, а нет белка – нет и жизни. Морфологически апоптоз характеризуется разрушением ядра и цитоплазмы. «Осколки» погибшей клетки поглощаются и перерабатываются специальными клетками иммунной системы – фагоцитами. Но ведь клетки могут погибнуть и под воздействием случайных факторов (механических, химических и любых других). Случайная гибель клеток (а также ткани, органа) в биологии называется некрозом. Важно то, что естественная клеточная гибель (апоптоз) в отличие от некроза не вызывает воспаления в окружающих тканях [5].

В организме запрограммированная клеточная гибель выполняет функцию, противоположную митозу (делению клетки), и, тем самым, регулирует общее число клеток в организме. Апоптоз играет важную роль в защите организма при вирусных инфекциях. В частности, иммунодефицит при ВИЧ-инфекции определяется нарушениями в контроле апоптоза.

Заключение

В этой статье рассмотрена лишь обобщенная информация о строении растительных и животных клеток. На Земле много живых организмов, но только одна Жизнь: один генетический код, схожее клеточное строение, несколько десятков общих генов. Клетка имеет сложную внутреннюю организацию и специфическое взаимодействие органелл в процессе жизнедеятельности, является элементарной единицей полноценной живой системы. Клетка – это наименьшая самовоспроизводящаяся единица жизни, на уровне клетки протекают рост и развитие, размножение клеток, обмен веществ и энергии. Она является морфологической и физиологической структурой, элементарной единицей растительных и животных организмов. В многоклеточном организме протекающие процессы складываются из совокупности координированных функций его клеток. Без клетки, вне клетки и с разрушением клетки жизнь прекращается. Клетка – это Жизнь!

 

Список литературы:
1. Ахундова Э.М., Салаева С.Д. Генетика: вопросы и ответы. – Баку, 2019. – 381 с.
2. Гринев В.В. Генетика человека. – Минск: БГУ, 2006. – 131 с.
3. Гусейнова Н.Т. Цитология: Учебник. – Баку, 2018. – 224 с.
4. Курчанов Н.А. Генетика человека с основами общей генетики: Учебное пособие. – СПб.: СпецЛит, 2005. – 185 с.
5. Стволинская Н.С. Цитология / Н.С. Стволинская. – М.: Прометей, 2012. – 208 с.
6. Цаценко Л.В., Бойко Ю.С. Цитология. – Ростов-н/Д: Феникс, 2009. – 186 с.
7. Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию. – М.: Академкнига, 2004. – 495 с.
8. Ченцов Ю.С. Общая цитология: Учебник. – М.: МГУ, 1984. – 442 с.

 

4.1: Структура и функция клетки

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

11113

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Дать определение клетке, определить основные общие компоненты клеток человека и провести различие между внутриклеточной жидкостью и внеклеточной жидкостью
• Описать структуру и функции плазматической (клеточной) мембраны
• Опишите ядро ​​и его функцию
• Определите структуру и функцию цитоплазматических органелл

Клетка является самой маленькой живой вещью в человеческом организме, и все живые структуры в человеческом теле состоят из клеток. В организме человека существуют сотни различных типов клеток, которые различаются по форме (например, круглые, плоские, длинные и тонкие, короткие и толстые) и размеру (например, мелкие зернистые клетки мозжечка в головном мозге (4 микрометра), до до огромных ооцитов (яйцеклеток), образующихся в женских репродуктивных органах (100 микрометров) и функционирующих.Однако все клетки состоят из трех основных частей, плазматическая мембрана , цитоплазма и ядро. Плазматическая мембрана (часто называемая клеточной мембраной) представляет собой тонкий гибкий барьер, который отделяет внутреннюю часть клетки от внешней среды и регулирует то, что может проходить внутрь и наружу клетки. Внутри клетка делится на цитоплазму и ядро. Цитоплазма ( цито- = клетка; — плазма = «нечто формованное») — это место, где осуществляется большинство функций клетки. Это немного похоже на фруктовый мармелад, где водянистый мармелад называется 9. 0036 цитозоль ; и различные плоды в нем называются органеллами . Цитозоль также содержит много молекул и ионов, участвующих в клеточных функциях. Различные органеллы также выполняют различные клеточные функции, и многие из них также отделены от цитозоля мембранами. Самая крупная органелла, ядро ​​ , отделена от цитоплазмы ядерной оболочкой (мембраной). Он содержит ДНК (гены), которые кодируют белки, необходимые для функционирования клетки.

Вообще говоря, внутренняя среда клетки называется внутриклеточная жидкость (ICF) , (intra- = внутри; относится ко всей жидкости, содержащейся в цитозоле, органеллах и ядре), тогда как окружающая среда вне клетки называется внеклеточной жидкостью (ECF) (extra- = снаружи; относится к ко всей жидкости вне клеток). Плазма, жидкая часть крови, является единственным компартментом ECF, который связывает все клетки в организме.

Рисунок \(\PageIndex{1}\) Трехмерное изображение простой клетки человека. Верхнюю половину объема ячейки удаляли. Цифрой 1 обозначено ядро, цифрами с 3 по 13 показаны различные органеллы, погруженные в цитозоль, а цифрой 14 на поверхности клетки показана плазматическая мембрана

Проверка понятий, терминов и фактов

Учебные вопросы Напишите свой ответ в виде предложения (не используйте неразборчивые слова)

1. Что такое клетка?
2. Что такое плазматическая мембрана?
3. Что такое цитоплазма?
4. Что такое внутриклеточная жидкость (ВКЖ)?
5. Что такое внеклеточная жидкость (ECF)?

Плазматическая (клеточная) мембрана отделяет внутреннюю среду клетки от внеклеточной жидкости. Он состоит из жидкого фосфолипидного двойного слоя (два слоя фосфолипидов), как показано на рисунке \(\PageIndex{2}\) ниже, и другие молекулы. Немногие вещества могут пересечь фосфолипидный бислой, поэтому он служит для отделения внутренней части клетки от внеклеточной жидкости. Другие молекулы, обнаруженные в мембране, включают холестерин , белки, гликолипиды и гликопротеины , некоторые из которых показаны на рисунке \(\PageIndex{3}\) ниже. Холестерин, тип липидов, делает мембрану немного прочнее. Различные белки, находящиеся либо пересекающие бислой (интегральные белки), либо на его поверхности (периферические белки), выполняют множество важных функций. Белки-каналы и транспортеры (переносчики) регулируют перемещение определенных молекул и ионов внутрь и наружу клеток. Рецепторные белки в мембране инициируют изменения в клеточной активности, связываясь и реагируя на химические сигналы, такие как гормоны (как замок и ключ). Другие белки включают те, которые действуют как структурные якоря для связывания соседних клеток и ферментов. Гликопротеины и гликолипиды в мембране действуют как идентификационные маркеры или метки на внеклеточной поверхности мембраны. Таким образом, плазматическая мембрана выполняет множество функций и работает как ворота и селективный барьер.

Рисунок \(\PageIndex{2}\) Фосфолипиды образуют основную структуру клеточной мембраны. Гидрофобные хвосты фосфолипидов обращены к ядру мембраны, избегая контакта с внутренней и внешней водной средой. Гидрофильные головки обращены к поверхности мембраны, контактирующей с внутриклеточной жидкостью и внеклеточной жидкостью.

Рисунок \(\PageIndex{3}\) Небольшой участок плазматической мембраны, показывающий липиды (фосфолипиды и холестерин), различные белки, гликолипиды и гликопротеины.

Проверка понятий, терминов и фактов

Учебные вопросы Напишите свой ответ в виде предложения (не используйте неразборчивые слова)

1. Какова функция клеточной мембраны?
2. Какие три типа биомолекул образуют клеточную мембрану?

Почти все клетки человека содержат ядро, в котором находится ДНК, генетический материал, который в конечном счете контролирует все клеточные процессы. Ядро — самая крупная клеточная органелла и единственная, видимая с помощью светового микроскопа. Подобно тому, как цитоплазма клетки окружена плазматической мембраной, ядро ​​окружено ядерная оболочка , отделяющая содержимое ядра от содержимого цитоплазмы. Ядерные поры в оболочке — это небольшие отверстия, которые контролируют, какие ионы и молекулы (например, белки и РНК) могут входить и выходить из ядра. Помимо ДНК, ядро ​​содержит множество ядерных белков. Вместе ДНК и эти белки называются хроматин . Область внутри ядра, называемая ядрышком , связана с производством молекул РНК, необходимых для передачи и выражения информации, закодированной в ДНК. См. все эти структуры ниже на рисунке \(\PageIndex{4}\).

Рисунок \(\PageIndex{4}\) Ядро клетки человека. Найдите ДНК, ядерную оболочку, ядрышко и ядерные поры. На рисунке также показано, как внешний слой ядерной оболочки продолжается в виде шероховатого эндоплазматического ретикулума, который будет обсуждаться в следующей учебной задаче.

Проверка понятий, терминов и фактов

Учебные вопросы Напишите свой ответ в виде предложения (не используйте неразборчивые слова)

1. Что такое ядерная оболочка?
2. Что такое ядерная пора?
3. Какова функция ядра?

Органелла — это любая структура внутри клетки, выполняющая метаболическую функцию. Цитоплазма содержит множество различных органелл, каждая из которых выполняет специализированную функцию. (Обсуждаемое выше ядро ​​является крупнейшей клеточной органеллой, но не считается частью цитоплазмы). Многие органеллы представляют собой клеточные компартменты, отделенные от цитозоля одной или несколькими мембранами, очень похожими по структуре на клеточную мембрану, в то время как другие, такие как центриоли и свободные рибосомы, не имеют мембраны. См. рисунок \(\PageIndex{5}\) и таблицу \(\PageIndex{1}\) ниже, чтобы узнать о структуре и функциях различных органелл, таких как митохондрии (которые специализируются на производстве клеточной энергии в форме АТФ) и рибосомы (которые синтезируют белки, необходимые для функционирования клетки). Мембраны шероховатого и гладкого эндоплазматического ретикулума образуют внутри клеток сеть взаимосвязанных трубочек, переходящих в ядерную оболочку. Эти органеллы также связаны с аппаратом Гольджи и плазматической мембраной посредством везикул. Различные клетки содержат разное количество различных органелл в зависимости от их функции. Например, мышечные клетки содержат много митохондрий, а клетки поджелудочной железы, вырабатывающие пищеварительные ферменты, содержат много рибосом и секреторных пузырьков.

Рисунок \(\PageIndex{5}\) Типичный пример клетки, содержащей первичные органеллы и внутренние структуры. В таблице \(\PageIndex{1}\) ниже описаны функции митохондрий, шероховатого и гладкого эндоплазматического ретикулума, аппарата Гольджи, секреторных пузырьков, пероксисом, лизосом, микротрубочек и микрофиламентов (волокон цитоскелета)

Проверка понятий, терминов и фактов

Учебные вопросы Напишите ответ в виде предложения (не используйте в ответе неразборчивые слова)

1. Что такое органелла?
2. Какие органеллы перечислены в модуле?

4.1: Cell Structure and Function распространяется по лицензии CC BY-NC-SA, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Лицензия

   CC BY-NC-SA

   Показать оглавление

   нет

2. Теги

   На этой странице нет тегов.

Части клетки.

🗻 Общая картина: существует множество различных видов клеток, но независимо от типа, все они имеют как минимум 5 общих структур: ДНК, клеточную мембрану, цитоплазму, цитоскелет. , и рибосомы. Сегодня мы подробно поговорим о каждой из этих общих черт, чтобы увидеть, что делает все клетки одинаковыми!

Введение

Какая разница между вами и мной? У нас обоих есть кожа, у нас обоих есть сердце, мы оба любим учиться (🤞), и у нас обоих есть мозги. У нас могут быть разные цвета волос или разные носы, но по большей части мы состоим из довольно похожих вещей. Теперь, как насчет разницы между вами и вашей кошкой? Ну, есть много вещей, которые есть у каждого из нас, чего нет у другого. Но опять же, у кошек тоже есть кожа, сердце и мозг, и мы уверены, что им тоже нравится учиться. Дело в том, что, несмотря на то, что мы действительно разные, есть некоторые вещи, которые всегда сохраняются между нами. Точно так же и клетки. Хотя между ними много различий, есть некоторые вещи, которые всегда остаются неизменными, несмотря ни на что. Именно об этом мы сегодня и поговорим — что общего у всех клеток. Давайте идти.

Цели урока

• Краткий обзор открытия клетки и клеточной теории.
• Поймите, что все клетки имеют некоторые ключевые общие компоненты в своей структуре.
• Подробно изучите каждую из этих структур.

Открытие клетки

Клетка была впервые обнаружена ученым Робертом Гуком , когда он положил кусочек пробки под микроскоп и заметил, что она разделена на небольшие участки, которые, по его словам, были похожи на маленькие комнаты, в которых жили монахи. На самом деле Гук видел мертвые клеточные стенки растительных клеток, из которых состоит пробка. Посмотрите на изображение ниже, чтобы увидеть, что увидел Гук, глядя на эти клетки вблизи.

Источник

В 1674 году Антон ван Левенгук , голландский ученый и бизнесмен, увидел первую живую клетку. Он также был первым, кто увидел бактерии, соскребая зубной налет с зубов и рассматривая его под микроскопом (новаторский научный вклад, но при всем уважении, фу).

Оба этих открытия привели к предложению Классической клеточной теории Теодором Шванном в 1839 году.. Эта теория состоит из трех частей:

• Все организмы состоят из одной или нескольких клеток .

• Все жизненные функции живого существа происходят внутри клеток .

• Все ячейки возникают из ранее существовавших ячеек .

Довольно умно, правда? Мы все еще используем эту клеточную теорию сегодня, но в современной версии с некоторыми дополнениями. Первая (четвертая?) ДНК передается между клетками во время клеточного деления . Во-вторых, клетки всех организмов одного и того же вида структурно и химически одинаковы . И в-третьих, поток энергии происходит внутри клеток .

Что общего у всех клеток?

Помимо того, что все клетки очень крутые и интересные, они обладают некоторыми универсальными свойствами, включая плазматическую мембрану, цитоплазму, цитоскелет, ДНК и рибосомы. Давайте рассмотрим каждый ниже, чтобы узнать об их структуре и функциях в клетке.

Клеточная мембрана

Клеточная мембрана , также известная как Плазменная мембрана , представляет собой структуру, отделяющую клетку от окружающей среды. Это похоже на то, как наша кожа отделяет нас от окружающей среды (и слава богу, что так и есть, без нее единственный шаг в грязь улицы Нью-Йорка, вероятно, убьет вас на месте). Двумя универсальными свойствами всех мембран являются полупроницаемость и липидный бислой . Давайте рассмотрим их ниже.

• Липидный бислой состоит из липидов (мы знаем, это шокирует). Липиды — это жиры, которые имеют гидрофильную головку и гидрофобный хвост (причудливый способ сказать, что головки притягиваются к воде, а хвосты от нее отталкиваются). Наши тела состоят в основном из воды, что приводит к спонтанному формированию липидного двойного слоя, когда головки группы липидов группируются снаружи, а их хвосты сжимаются внутри, образуя гибкий пузырь, который удерживает воду (и почти все, что угодно). еще) от входа в камеру.

• Плазматическая мембрана Полупроницаемая , что означает, что она разборчива в отношении того, что она пропускает внутрь и наружу. По мембране разбросано множество различных белков, и они служат вышибалами, которые решают, кто пролезет внутрь, а кого вышвырнет на обочину. К ним относятся гликопротеины, которые позволяют клеткам взаимодействовать друг с другом и связываться с другими молекулами, и белковые каналы, которые действуют как ворота, позволяющие проходить определенным молекулам (VIP или, в данном случае, VIM).

В то время как основными функциями клеточной мембраны являются защита, обеспечение фиксированной, постоянной среды внутри клетки, обеспечение межклеточного взаимодействия и структурная поддержка, существует множество различных версий плазматических мембран, адаптированных к каждому типу клеток. ячейке для поддержания ее функциональности.

Цитоплазма

Так что же такое цитоплазма? Итак, «цито» означает «клетка», а «плазма» означает «материал», так что мы предполагаем, что это… клеточный материал? Честно говоря, это как-то так. Цитоплазма представляет собой густое желеобразное вещество, состоящее в основном из воды, солей и белков, окруженное клеточной мембраной. Он состоит из всех отдельных компонентов внутри клетки, включая цитоскелет, цитозоль и все органеллы, кроме ядра (которое имеет собственную мембрану с веществом внутри, называемым нуклеоплазмой ).

• Цитозоль — это внутренний слой цитоплазмы, содержащий все органеллы клетки. Если бы клетка была арбузом, а семена — органеллами, цитоплазма была бы всем, что находится внутри кожицы, а цитозоль — только красной внутренней частью.

Цитоплазма может показаться свободно текущей и неструктурированной, но на самом деле она в высокой степени координируется компонентом, называемым цитоскелетом , который придает ей структуру и организацию. Говоря о цитоскелете, давайте посмотрим на него дальше.

Цитоскелет

Цитоскелет клетки представляет собой сеть белковых нитей, различающихся по размеру и белковому составу. Они делятся на три класса: микротрубочек , актиновых филаментов и промежуточные нити . Кратко рассмотрим их ниже.

• Микротрубочки являются самыми крупными из этих нитей и состоят из белка, называемого тубулином.

• Актиновые филаменты являются наименьшим типом филаментов и состоят из актина.

• Промежуточные филаменты , как следует из названия, имеют средний размер и состоят из множества различных типов белков.

У цитоскелета очень много функций (уж точно больше, чем у нашего скелета). Он связан с плазматической мембраной и создает внутреннюю структуру клетки, обеспечивая поддержку и придавая ей форму (что важно для клеток животных, у которых нет клеточной стенки или капсулы, придающей им структуру).

Он также организует и связывает органеллы и иногда помогает им перемещаться по клетке, когда это необходимо. И как будто этого было недостаточно, он также играет роль в молекулярном транспорте, клеточном делении и передаче клеточных сигналов. Не для конкуренции, а в целом цитоскелет > скелет человека.

Рибосомы

Рибосомы представляют собой органеллы, состоящие из молекул РНК и белков, которые осуществляют процесс синтеза белка. Каждый делится на две субъединицы, одну большую и одну малую. Когда белки не синтезируются, эти субъединицы остаются неприкрепленными (💔). Во время синтеза белка две единицы объединяются и работают вместе как одно целое для трансляции мРНК и формирования полипептидной цепи, которая в конечном итоге станет функциональным белком (❤️).

• Малая субъединица отвечает за трансляцию мРНК, в основном инструкции, которая сообщает большой субъединице, как создавать белок.

• Он присоединяется к большой субъединице , которая отвечает за использование инструкций мРНК для синтеза полипептидной цепи (длинной цепочки аминокислот, составляющих белок).

• Две единицы переносят цепь в грубый ER, где она пробьется к просвету и свернется в свою окончательную функциональную форму.

По сути, если бы рибосома была вами и вашим другом, пытающимися собрать стул, маленькая субъединица была бы той, кто читает инструкцию по эксплуатации, а большая субъединица выполняла бы фактическую работу (не говоря уже о том, что малая субъединица не работает). не тянет его вес, эти инструкции по эксплуатации могли бы также быть написаны иероглифами).

Если вы хотите узнать больше о рибосомах, ознакомьтесь с этим учебным пособием здесь!

ДНК

Я думаю, мы все можем назвать по крайней мере ОДНУ вещь о ДНК — это часть нашего тела, которая несет нашу генетическую информацию. В основном это то, что делает вас вами. ДНК , или дезоксирибонуклеиновая кислота, состоит из химических строительных блоков, называемых нуклеотидами . Этот состав верен для всех организмов, но есть несколько различий в фактической структуре ДНК между прокариотами и эукариотами.

• Эукариотическая ДНК является двухцепочечной, линейной и хранится в ядре .

• Прокариотическая ДНК двухцепочечная, кольцевая , и хранится в нуклеоиде (который в основном представляет собой прокариотический ремикс ядра) (на самом деле, поскольку эукариоты произошли от прокариот, в этом случае ядро ​​​​было бы ремиксом).

Как у прокариот, так и у эукариот ДНК определяет структуру и функцию организма, в котором она находится. Он содержится почти в каждой клетке организма и передается от родителей к потомству, поэтому все говорят, что у вас глаза папы и нос мамы (настройте это по своему усмотрению).

💡 Резюме

• Роберт Гук открыл клетку в 1665 году. Первая живая клетка была засвидетельствована Антоном ван Левенгуком в 1674 году. Оба этих открытия привели к предложению клеточной теории Теодор Шванн в 1839 г.

• Три части Классическая клеточная теория заключаются в следующем: все организмы состоят из одной или нескольких клеток, все жизненные функции живого существа происходят внутри клеток, и все клетки возникают из ранее существовавших клеток.

• Все клетки имеют плазматическую мембрану , цитоплазму , цитоскелет , ДНК и рибосомы .

• Клеточная мембрана является полупроницаемой и состоит из двойного липидного слоя. Его функции — защита, поддержка, отделение клетки от окружающей среды и определение того, какие материалы могут входить и выходить из клетки, а также обеспечивать фиксированную среду внутри клетки.

• Цитоплазма представляет собой густое желеобразное вещество, состоящее из воды, солей и белков, которое содержит все в клетке, включая цитозоль, цитоскелет и все органеллы, кроме ядра. Цитозоль является частью цитоплазмы и содержит все органеллы клетки.

• Цитоскелет представляет собой сеть белковых филаментов, включающую микротрубочек , актиновых филаментов и промежуточных филаментов . Его функции заключаются в обеспечении структуры, поддержки, придании клеточной формы клетке, организации и связывании ее органелл, а также помощи в молекулярном транспорте, клеточном делении и передаче клеточных сигналов.

• Рибосомы представляют собой органеллы, состоящие из РНК и белков, которые осуществляют процесс синтеза белка. Они делятся на две субъединицы: большую субъединицу и малую субъединицу. Малая субъединица транслирует мРНК, а большая субъединица синтезирует полипептидные цепи.

• ДНК является носителем генетической информации. Он определяет структуру и функции организма и передается от родителей к потомству.

Часто задаваемые вопросы:

1. Какие пять универсальных частей находятся в каждой клетке?

Клеточная мембрана, цитоплазма, цитоскелет, рибосомы и ДНК.

2. Из каких трех частей состоит клеточная теория?

• Все организмы состоят из одной или нескольких клеток.
• Все жизненные функции живого существа происходят внутри клеток.
• Все клетки возникают из ранее существовавших клеток.

3. В чем разница между прокариотической и эукариотической ДНК?

Прокариотическая ДНК имеет кольцевую структуру и находится внутри нуклеоида, а эукариотическая ДНК является линейной и находится внутри ядра.

4. Каковы функции цитоскелета?

Обеспечение клеточной структуры, формы и организации, организация и связывание органелл, перемещение органелл по клетке и помощь в молекулярном транспорте, клеточном делении и передаче клеточных сигналов.

5. Что такое цитоплазма?

Цитоплазма представляет собой густое вещество, состоящее из воды, солей и белков, окруженное клеточной мембраной, в которой находятся все органеллы, кроме ядра.

6. Каковы функции малой и большой субъединиц рибосомы?

Малая субъединица транслирует мРНК, которую большая единица использует для синтеза полипептидных цепей.

7. Каковы две универсальные особенности клеточных мембран?

Полупроницаемость и двойной липидный слой.

Мы надеемся, что вам понравился этот урок, и вы узнали что-то интересное о Частях клетки . Присоединяйтесь к нашему сообществу Discord, чтобы получить ответы на любые вопросы и пообщаться с другими студентами, такими же, как и вы! Не забудьте загрузить наше приложение, чтобы испытать наши веселые классы виртуальной реальности — мы обещаем, это делает учебу намного веселее! 😎

Источники:

1. Рибосомы.