Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.2: Структура клітин та субклітинні відсіки

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    24711

    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • 1: Опишіть основні компоненти клітинної структури і органел.

    • 2: Зрозумійте організацію хроматину в ядро.

    • 3: Зрозумійте основні механізми сигналізації клітин, щоб реагувати на зміни в навколишньому середовищі.

    2.1

    будова клітини

    Клітини - це найменша одиниця життя. Типова еукаріотична клітина і її компоненти проілюстровані на наступному малюнку.

    Будова еукаріотичної клітини

    Будова клітинної мембраниМембрана: Плазмова мембрана, ядерна оболонка та мембрани забезпечують поділ різних середовищ, щоб дозволити різні біологічні функції. Мембрани - це динамічні і текучі структури, які дозволяють вибірково переміщати іони, джерела енергії, вітаміни і кофактори, а також відходи. Мембранні компоненти включають ліпідні, вуглеводи і молекули білка. Мембранна плинність дуже важлива для її функцій і, як наслідок, важлива в процесах хвороби, а також, лікуванні.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Будова клітинної мембрани

    Мембрани складаються з ліпідів, розташованих у ліпідному бішарі, причому гідрофільні гліцеринові та фосфатні «головні» групи ліпідних молекул утворюють два зовнішні шари та гідрофобні групи «хвоста», розташовані всередині. Білки є другою основною частиною біологічних мембран і складають приблизно 20% - 80% як структурних, так і функціональних компонентів цих мембран. Багато з цих білків вбудовані в мембрану і стирчать з обох сторін; вони називаються трансмембранними білками.

    2.2

    субклітинні відсіки

    clipboard_e2b738d1b1429077df8c137ea3d4ab51a.png

    ЦИТОСКЕЛЕТ

    це структура, яка допомагає клітинам підтримувати свою форму та внутрішню організацію, а також забезпечує механічну підтримку, яка дозволяє клітинам виконувати важливі функції, такі як поділ та рух. Цитоскелет складається з мікротрубочок, актинових ниток і проміжних ниток.

    clipboard_e47b43e81d399c779f324ef5c2776a73d.pngЕНДОПЛАЗМАТИЧНИЙ РЕТИКУЛУМ (ЕР)

    Він складається з системи мішкоподібних і трубчастих структур, які локально розширюються в цистерни. Його внутрішній просвіт пов'язаний з міжмембранним простором ядерної мембрани. Частина ЕР шипована зовні рибосомами (грубим ЕР), які беруть участь в синтезі білка. Інша частина ЕР вільна від рибосом (гладка ЕР). Ферменти гладкої ЕР беруть участь в синтезі жирних кислот. Гладка ЕР також відіграє роль у детоксикації реакціями гідроксилювання.

    clipboard_e27dae587797314ad7d4183ea78da74d4.png

    АПАРАТ ГОЛЬДЖІ

    Ця органела складається з штабелів сплющених мембранних мішків. Їх основною функцією є подальша переробка і сортування білків і їх експорт до кінцевих цілей. У більшості випадків вони виділяються у вигляді мембранних білків. Крім того, апарат Гольджі також виробляє полісахариди.

    clipboard_e0cd81628b4b1dfaa076c877af940d04a.png

    ЛІЗОСОМИ

    Лізосоми - це везикули, укладені ліпідним бішаром. Ці органели наповнені багатьма ферментами для деградації полісахаридів, ліпідів, білків і нуклеїнових кислот. Вони діють також на внутрішньоклітинний матеріал, який підлягає видаленню і навіть сприяють апоптозу власної клітини. Лізосоми спеціальних клітин (наприклад, макрофагів) знищують бактерії або віруси як захисний механізм.

    clipboard_e83d8591c764a4c285ed7cdd062635fd2.pngПЕРОКСИСОМИ

    Пероксисоми оточені єдиною мембраною. Вони генеруються з компонентів цитозолю і не бруняються з інших мембран. Основним завданням цих органел є виконання реакцій монооксигенази (гідроксилази) або оксидази, які виробляють перекис водню (Н2О2).

    clipboard_ecab18bd8155bc4c1442c0a161b72d03d.pngМІТОХОНДРІЇ

    У типовій еукаріотической клітині налічується близько 2000 цих органел, які часто мають еліпсоїдну форму. Вони мають гладку зовнішню мембрану і сильно складену внутрішню мембрану з численними інвагінаціями (cristae), які містять більшу частину мембрано-зв'язаних ферментів мітохондріального обміну. Мітохондрії є місцем дихання та синтезу АТФ, а також багатьох інших центральних реакцій метаболізму, наприклад, цитратного циклу, окислення жирних кислот, утворення глютаміну та частини шляху, що веде до стероїдних гормонів. Мітохондрії - єдині органели, які оснащені власною (круговою) ДНК, РНК та рибосомами і, таким чином, можуть виконувати власний синтез білка.

    clipboard_e1da05614b1ebb0bfd34173180a9df25b.pngЯДРО

    Всі еукаріотичні клітини показують наявність окремого ядра, в якому міститься велика частина генетичного матеріалу клітини (ДНК). Ядерна ДНК організована в ряді хромосом. Ядро оточене подвійною мембраною ліпідних бішарів з інтегрованими білками, званої ядерною мембраною (також відомою як ядерна оболонка). Ядерні пори охоплюють ядерну мембрану і забезпечують транспортування білків, рРНК тощо.

    Зображення кредитів

    2. Центр баз даних з біологічних наук (DBCLS) ліцензований відповідно до CC BY 4.0

    3. Пісня Кельвіна ліцензована відповідно до CC BY 3.0

    4. Люморено ліцензовано відповідно до CC BY-SA 3.0

    5. Агателлер ліцензований відповідно до CC BY-SA 3.0

    2.3

    будова хроматину

    Хромосомна ДНК упакована всередині мікроскопічних ядер шляхом її асоціації гістонів H2A, H2B, H3 і H4. Це позитивно заряджені білки, які сильно прилипають до негативно зарядженої ДНК і утворюють комплекси, звані нуклеосомами. (11-нм структура «намистини на нитці»). Кожна нуклеосома складається з ДНК, раної в 1,65 рази навколо восьми гістонових білків. Нуклеосоми складаються, утворюючи 30-нанометрове хроматинове волокно, яке утворює петлі довжиною в 300 нанометрів. Волокна 300 нм стискаються і складаються, утворюючи волокно шириною 250 нм, яке щільно згортається в хроматид хромосоми. Рівень структури змінюється в залежності від стадії клітинного циклу і, як наслідок, вимоги до транскрипції або реплікації ДНК.

    Хромосоми складаються з ДНК, щільно намотаної навколо гістонів - © 2010 Освіта природиМалюнок\(\PageIndex{2}\): Хромосоми складаються з ДНК, щільно намотаної навколо гістонів - © 2010 Освіта природи

    Хроматин: Найважливішою структурою всередині ядра є хроматин, що складається у людини з 46 хромосом. Хроматин - це поєднання або комплекс ДНК і білків, що входять до складу вмісту ядра клітини. Найбільш поширеним білком в ядрі є гістони. Гістони багаті основними амінокислотами (позитивно зарядженими), які взаємодіють з негативними зарядами ДНК.

    2.4

    Сигналізація осередків

    Основні види трансмембранних рецепторівКлітинна сигналізація полягає в здатності клітин реагувати на зміни навколишнього середовища за допомогою сигналів, отриманих за їх межами. Клітини можуть приймати багато сигналів одночасно, а також надсилати повідомлення іншим клітинам.
    Клітини мають білки, які називаються рецепторами, які, як правило, трансмембранні білки, які зв'язуються з сигнальними молекулами поза клітиною і згодом передають сигнал через послідовність молекулярних перемикачів на внутрішні сигнальні шляхи та ініціюють фізіологічну відповідь. Різні рецептори специфічні для різних молекул. Насправді, існують сотні типів рецепторів, виявлених у клітині, і різні типи клітин мають різні популяції рецепторів.

    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Основні типи трансмембранних рецепторів

    Приклади рецепторів мембрани:

    • G-білкові зв'язані рецептори
    • Рецептори іонних каналів
    • Ферментно-зв'язані рецептори

    Рецептор може розташовуватися в клітинній мембрані (важливо для прийому позаклітинних сигналів), але також може бути присутнім всередині клітини або всередині ядра.

    Тема 2: Ключові моменти

    У цьому розділі ми вивчили наступні основні моменти:

    • 1: Характеристики клітинної мембрани, такі як ліпідний бішар та трансмембранні білки, дуже важливі для функції клітин.

    • 2: Хроматин - це поєднання складної ДНК та білків, що складають вміст ядра клітини.

    • 3: Клітини мають білки, які називаються рецепторами, які важливі для прийому позаклітинних сигналів та ініціювання сигнальних шляхів у клітині.

    Перевірка знань

    1. Гістони - це білки, присутні в ядрі клітин з функцією:

    взаємодіючи з ДНК з утворенням нуклеосом.

    регулює плинність клітинних мембран.

    Відповідь

    взаємодіючи з ДНК з утворенням нуклеосом.

    2. Мембрани складаються з ліпідів, розташованих в...

    Перевірте все, що застосовується.

    • ліпідний моношар, з...

    • ліпідний бішар, з...

    • ... гідрофільні гліцеринові та фосфатні «головні» групи ліпідних молекул, що утворюють два зовнішні шари, і гідрофобні «хвостові» групи, розташовані всередині.

    • ... гідрофільні та гідрофобні «хвостові» групи, розташовані всередині.

    Відповідь

    ліпідний бішар, з... гідрофільними гліцериновими та фосфатними «головними» групами ліпідних молекул, що утворюють два зовнішні шари та гідрофобні групи «хвоста», розташовані всередині.