Biljke i gljive se sastoje od tri glavna dijela: plazma membrane, jezgra i citoplazme. Bakterije se od njih razlikuju po tome što nemaju jezgro, ali imaju i membranu i citoplazmu.
Kako je strukturirana citoplazma?
Ovo je unutrašnji dio ćelije u kojem se mogu razlikovati hijaloplazma (tečni medij), inkluzije i inkluzije.Inkluzije su nestalne formacije u ćeliji, koje su uglavnom kapljice ili kristali rezerve. hranljive materije. Organele su trajne strukture. Kao što su u tijelu glavne funkcionalne jedinice organi, tako i u ćeliji sve glavne funkcije obavljaju organele.
Membranske i nemembranske ćelijske organele
Prvi se dijele na jednomembranske i dvomembranske. Posljednja dva su mitohondrije i hloroplasti. Jednomembranske ćelije uključuju lizozome, Golgijev kompleks, retikulum) i vakuole. Više ćemo govoriti o nemembranskim organelama u ovom članku.
Ćelijske organele nemembranske strukture
To uključuje ribozome, ćelijski centar, kao i citoskelet formiran od mikrotubula i mikrofilamenata. U ovu grupu spadaju i organele kretanja koje posjeduju jednoćelijski organizmi, kao i muške reproduktivne ćelije životinja. Pogledajmo redom nemembranske ćelijske organele, njihovu strukturu i funkcije.
Šta su ribozomi?
To su ćelije koje se sastoje od ribonukleoproteina. Njihova struktura uključuje dva dijela (podjedinice). Jedan od njih je mali, jedan je veliki. IN mirno stanje nalaze se odvojeno. Povezuju se kada ribosom počne funkcionirati.
Ove nemembranske ćelijske organele su odgovorne za sintezu proteina. Naime, za proces translacije - povezivanje aminokiselina u polipeptidni lanac određenim redoslijedom, informacija o kojoj se kopira iz DNK i snima na mRNA.
Veličina ribozoma je dvadeset nanometara. Broj ovih organela u ćeliji može doseći i do nekoliko desetina hiljada.
Kod eukariota ribozomi se nalaze i u hijaloplazmi i na površini grubog endoplazmatskog retikuluma. Prisutni su i unutar dvomembranskih organela: mitohondrija i hloroplasta.
Ćelijski centar
Ova organela se sastoji od centrosoma koji je okružen centrosferom. Centrosom je predstavljen sa dva centriola - praznim unutrašnjim cilindrima koji se sastoje od mikrotubula. Centrosfera se sastoji od mikrotubula koje se protežu radijalno od centra ćelije. Sadrži i srednje filamente i mikrofibrile.
Ćelijski centar obavlja funkcije kao što je formiranje diobenog vretena. Takođe je centar organizacije mikrotubula.
U vezi hemijska struktura ove organele, glavna supstanca je protein tubulin.
Ova organela se nalazi u geometrijskom centru ćelije, zbog čega i nosi ovo ime.
Mikrofilamenti i mikrotubule
Prvi su filamenti proteina aktina. Njihov prečnik je 6 nanometara.
Prečnik mikrotubula je 24 nanometra. Njihovi zidovi su napravljeni od proteina tubulina.
Ove nemembranske stanične organele formiraju citoskelet koji pomaže u održavanju konstantnog oblika.
Druga funkcija mikrotubula je transport; organele i tvari u ćeliji mogu se kretati duž njih.
Organoidi kretanja
Dolaze u dvije vrste: cilije i flagele.
Prvi su jednoćelijski organizmi kao što su trepavice.
Chlamydomonas ima flagele, kao i životinjsku spermu.
Organele kretanja sastoje se od kontraktilnih proteina.
Zaključak
Kao zaključak, dajemo generalne informacije.
| Organoid | Lokacija u kavezu | Struktura | Funkcije |
| Ribosomi | Slobodno plutaju u hijaloplazmi, a nalaze se i na vanjskoj strani zidova grubog endoplazmatskog retikuluma. | Sastoje se od malih i velikih dijelova. Hemijski sastav - ribonukleoproteini. | Sinteza proteina |
| Ćelijski centar | Geometrijski centar ćelije | Dvije centriole (cilindri mikrotubula) i centrosfera - mikrotubule koje se protežu radijalno. | Formiranje vretena, organizacija mikrotubula |
| Mikrofilamenti | U citoplazmi ćelije | Tanki filamenti napravljeni od kontraktilnog proteina aktina | Stvaranje podrške, ponekad pružanje pokreta (na primjer, u amebama) |
| Mikrotubule | U citoplazmi | Šuplje tubulinske cijevi | Stvaranje podrške, transport ćelijskih elemenata |
| Cilia i flagella | Sa vanjske strane plazma membrane | Sastoji se od proteina | Kretanje jednoćelijskog organizma u prostoru |
Tako smo pogledali sve nemembranske organele biljaka, životinja, gljiva i bakterija, njihovu strukturu i funkcije.
Organele su strukture koje su stalno prisutne u citoplazmi i specijalizirane su za obavljanje određenih funkcija. Na osnovu principa organizacije razlikuju se membranske i nemembranske ćelijske organele.
Membranske organelećelije
1. Endoplazmatski retikulum(EPS) - sistem unutrašnjih membrana citoplazme, formirajući velike šupljine - cisterne i brojne tubule; uzima centralna pozicija u ćeliji, oko jezgra. EPS čini do 50% zapremine citoplazme. ER kanali povezuju sve citoplazmatske organele i otvaraju se u perinuklearni prostor nuklearne ovojnice. Dakle, ER je intracelularni cirkulatorni sistem. Postoje dvije vrste membrana endoplazmatskog retikuluma - glatke i hrapave (granularne). Međutim, potrebno je razumjeti da su oni dio jednog kontinuiranog endoplazmatskog retikuluma. Ribosomi se nalaze na granularnim membranama, gdje se odvija sinteza proteina. Enzimski sistemi uključeni u sintezu masti i ugljikohidrata raspoređeni su na uredan način na glatkim membranama.
2. Golgijev aparat je sistem cisterni, tubula i vezikula formiranih od glatkih membrana. Ova struktura se nalazi na periferiji ćelije u odnosu na EPS. Na membranama Golgijevog aparata, enzimski sistemi uključeni u formiranje složenijih organska jedinjenja iz proteina, masti i ugljikohidrata sintetiziranih u EPS-u. Ovdje dolazi do sklapanja membrane i formiranja lizosoma. Membrane Golgijevog aparata osiguravaju akumulaciju, koncentraciju i pakovanje izlučevina koje se oslobađaju iz stanice.
3. Lizozomi su membranske organele koje sadrže do 40 proteolitičkih enzima sposobnih za razgradnju organskih molekula. Lizozomi su uključeni u procese intracelularne probave i apoptoze (programirana ćelijska smrt).
4. Mitohondrije su energetske stanice ćelije. Dvomembranske organele sa glatkom spoljašnjom i unutrašnjom membranom formiraju kriste – grebene. Na unutrašnjoj površini unutrašnje membrane, enzimski sistemi uključeni u sintezu ATP-a su raspoređeni na uredan način. Mitohondrije sadrže kružnu DNK molekulu, sličnu strukturi hromozomu prokariota. Postoji mnogo malih ribozoma na kojima se odvija sinteza proteina, djelomično neovisno o jezgri. Međutim, geni zatvoreni u kružnoj molekuli DNK nisu dovoljni da obezbede sve aspekte života mitohondrija, i oni su poluautonomne strukture citoplazme. Do povećanja njihovog broja dolazi zbog diobe, kojoj prethodi udvostručenje kružnog molekula DNK.
5. Plastidi su organele karakteristične za biljne ćelije. Postoje leukoplasti - bezbojni plastidi, hromoplasti, koji imaju crveno-narandžastu boju, i hloroplasti. - zeleni plastidi. Svi imaju jedinstven strukturni plan i formiraju ih dvije membrane: vanjska (glatka) i unutrašnja, tvoreći pregrade - stromalne tilakoide. Na tilakoidima strome nalaze se grane, koje se sastoje od spljoštenih membranskih vezikula - grana tilakoida, naslaganih jedan na drugi poput novčića. Tilakoidi grana sadrže hlorofil. Ovdje se odvija svjetlosna faza fotosinteze - u grani, a tamna faza reakcija - u stromi. Plastidi sadrže molekulu DNK u obliku prstena, po strukturi sličnu hromozomu prokariota, i mnoge male ribozome na kojima se odvija sinteza proteina, djelomično neovisno o jezgri. Plastidi se mogu mijenjati iz jednog tipa u drugi (hloroplasti u kromoplaste i leukoplaste); oni su poluautonomne organele ćelije. Do povećanja broja plastida dolazi zbog njihove podjele na dva i pupanja, čemu prethodi reduplikacija kružne DNK molekule.
Nemembranske ćelijske organele
1. Ribozomi su okrugle formacije od dvije podjedinice, koje se sastoje od 50% RNK i 50% proteina. Podjedinice se formiraju u jezgru, u nukleolusu, au citoplazmi se u prisustvu Ca 2+ jona spajaju u integralne strukture. U citoplazmi ribozomi se nalaze na membranama endoplazmatskog retikuluma (granularni ER) ili slobodno. U aktivnom centru ribozoma dolazi do procesa translacije (selekcija tRNA antikodona na mRNA kodone). Ribosomi, krećući se duž mRNA molekule od jednog do drugog kraja, uzastopno čine mRNA kodone dostupnima za kontakt sa tRNA antikodonima.
2. Centriole (centar ćelije) su cilindrična tijela, čiji zid čini 9 trijada proteinskih mikrotubula. IN ćelijski centar Centriole se nalaze pod pravim uglom jedna prema drugoj. Sposobni su za samoreprodukciju po principu samosastavljanja. Samosastavljanje je formiranje struktura sličnih postojećim uz pomoć enzima. Centriole učestvuju u formiranju filamenata vretena. Oni osiguravaju proces segregacije hromozoma tokom diobe ćelije.
3. Flagele i cilije su organele kretanja; imaju jedinstvenu strukturu - vanjski dio flagelluma lica okruženje i prekriven je dijelom citoplazmatske membrane. Oni su cilindar: njegov zid se sastoji od 9 pari proteinskih mikrotubula, au centru se nalaze dvije aksijalne mikrotubule. U podnožju flageluma, koji se nalazi u ektoplazmi - citoplazmi koja leži direktno ispod ćelijske membrane, svakom paru mikrotubula dodaje se još jedna kratka mikrotubula. Kao rezultat, formira se bazalno tijelo koje se sastoji od devet trijada mikrotubula.
4. Citoskelet je predstavljen sistemom proteinskih vlakana i mikrotubula. Omogućava održavanje i promjenu oblika tijela ćelije i stvaranje pseudopodija. Odgovoran je za ameboidno kretanje, formira unutrašnji okvir ćelije, osigurava kretanje ćelijske strukture kroz citoplazmu.
2.3. Pogledajmo pobliže rad proteina nosača, koji osigurava pasivni transport tvari kroz ćelijsku membranu. Proces kojim se proteini nosači vezuju i transportuju otopljene molekule nalikuje enzimskoj reakciji. Svi tipovi proteina nosača sadrže vezna mjesta za transportirani molekul. Kada je protein zasićen, brzina transporta je maksimalna. Vezivanje može biti blokirano ili kompetitivnim inhibitorima (takmičeći se za isto mjesto vezivanja) ili nekompetitivnim inhibitorima koji se vežu na drugom mjestu i utiču na strukturu transportera. Molekularni mehanizam transporterskih proteina još nije poznat. Pretpostavlja se da oni transportuju molekule prolazeći kroz reverzibilne konformacijske promjene koje omogućavaju da njihova mjesta vezivanja budu locirana naizmjenično na jednoj ili drugoj strani membrane. Ovaj dijagram predstavlja model koji pokazuje kako konformacijske promjene u proteinu mogu omogućiti olakšanu difuziju otopljene tvari. Protein transporter može postojati u dva konformaciona stanja: “ping” i “pong”. Prijelaz između njih je nasumičan i potpuno reverzibilan. Međutim, vjerovatnoća da se molekul transportirane tvari veže za protein je mnogo veća u "ping" stanju. Prema tome, u ćeliju će biti mnogo više molekula koje se premeštaju od onih koji je napuštaju. Supstanca se transportuje duž elektrohemijskog gradijenta.
Neki transportni proteini jednostavno prenose neku otopljenu supstancu s jedne strane membrane na drugu. Ovaj prijenos se naziva uniport. Ostali proteini su kontratransportni sistemi. Oni uspostavljaju sljedeće principe:
a) prenos jedne supstance zavisi od istovremenog (uzastopnog) prenosa druge supstance u istom pravcu (simport).
b) prenos jedne supstance zavisi od istovremenog (uzastopnog) prenosa druge supstance u suprotnom smeru (antiport).
Na primjer, većina životinjskih stanica apsorbira glukozu iz ekstracelularne tekućine, gdje je njena koncentracija visoka, putem pasivnog transporta koji provodi protein koji djeluje kao uniporter. Istovremeno, crijevne i bubrežne stanice apsorbiraju ga iz lumenalnog prostora crijeva i iz bubrežnih tubula, gdje je njegova koncentracija vrlo niska, putem simporta glukoze i Na iona.
Vrsta olakšane difuzije je transport pomoću nepokretnih molekula nosača fiksiranih na određeni način preko membrane. U ovom slučaju, molekul transportirane tvari se prenosi s jednog molekula nosača na drugi, kao u štafeti.
Primer proteina nosača je valinomicin, transporter jona kalijuma. Molekul valinomicina ima oblik manžete, obložene polarnim grupama iznutra i nepolarnim spolja.
Zbog posebnosti svoje hemijske strukture, valinomicin je sposoban da formira kompleks sa kalijevim jonima koji ulaze u unutrašnjost molekule - manžetnu, a sa druge strane, valinomicin je rastvorljiv u lipidnoj fazi membrane, budući da je spolja njegova molekula je nepolarna. Molekule valinomicina smještene na površini membrane mogu uhvatiti ione kalija iz okolnog rastvora. Kako molekuli difundiraju kroz membranu, oni prenose kalij kroz membranu, a neki od njih otpuštaju ione u otopinu s druge strane membrane. Ovako valinomicin prenosi jone kalijuma kroz membranu.
Razlike između olakšane difuzije i jednostavne difuzije:
1) prijenos tvari uz učešće nosača odvija se mnogo brže;
2) olakšana difuzija ima svojstvo zasićenja: sa povećanjem koncentracije na jednoj strani membrane, gustina protoka supstance raste samo do određene granice, kada su svi molekuli nosači već zauzeti;
3) kod olakšane difuzije uočava se konkurencija između transportovanih materija u slučajevima kada prevoznik prevozi različite materije; Štaviše, neke supstance se bolje podnose od drugih, a dodavanje nekih supstanci otežava transport drugih; Tako se među šećerima glukoza bolje podnosi od fruktoze, fruktoza od ksiloze, a ksiloza od arabinoze itd. itd.;
4) postoje tvari koje blokiraju olakšanu difuziju - formiraju jak kompleks s molekulama nosačima, na primjer, floridzin inhibira transport šećera kroz biološku membranu.
2.4. Filtracija je kretanje rastvora kroz pore u membrani pod uticajem gradijenta pritiska. Ona igra važnu ulogu u procesima prenosa vode kroz zidove krvnih sudova.
Dakle, ispitali smo glavne vrste pasivnog transporta molekula kroz biološke membrane.
2.5. Često je potrebno osigurati transport molekula kroz membranu protiv njihovog elektrohemijskog gradijenta. Ovaj proces se naziva aktivni transport i provode ga proteini nosači, čija je aktivnost potrebna energija. Ako povežete protein nosač s izvorom energije, možete dobiti mehanizam koji osigurava aktivni transport tvari kroz membranu. Jedan od glavnih izvora energije u ćeliji je hidroliza ATP-a u ADP i fosfat. Mehanizam (Na + K) pumpa, koji je važan za život ćelije, zasniva se na ovom fenomenu. Odlično služi
primjer aktivnog transporta jona. Koncentracija K unutar ćelije je 10-20 puta veća od spoljašnje. Za Na slika je suprotna. Ova razlika u koncentracijama je osigurana radom (Na + K) pumpe, koja aktivno pumpa Na iz ćelije i K u ćeliju. Poznato je da rad (Na + K) pumpe troši skoro trećinu ukupne energije potrebne za život ćelije. Gornja razlika koncentracije održava se u sljedeće svrhe:
1) Regulacija volumena ćelije zbog osmotskih efekata.
2) Sekundarni transport supstanci (o tome će biti reči u nastavku).
Eksperimentalno je utvrđeno da:
a) Transport Na i K jona je usko povezan sa hidrolizom ATP-a i ne može se odvijati bez nje.
b) Na i ATP moraju biti unutar ćelije, a K van.
c) Supstanca ouabain inhibira ATPazu samo kada je izvan ćelije, gde se takmiči za mesto vezivanja sa K. (Na + K)-ATPaza aktivno prenosi Na van i K unutar ćelije. Kada se jedan ATP molekul hidrolizira, tri Na iona se ispumpavaju iz ćelije i dva K jona ulaze u nju.
1) Na se vezuje za proteine.
2) Fosforilacija ATPaze izaziva konformacijske promjene u proteinu, što rezultira:
3) Na se prenosi na vanjsku stranu membrane i oslobađa.
4) K veza na vanjskoj površini.
5) Defosforilacija.
6) Oslobađanje K i vraćanje proteina u prvobitno stanje.
Po svoj prilici, (Na + K) pumpa ima tri mesta vezivanja Na i dva mesta vezivanja K. Pumpa (Na + K) može da radi u suprotnom smeru i da sintetiše ATP. Ako se koncentracije iona na odgovarajućim stranama membrane povećaju, oni će prolaziti kroz nju u skladu sa svojim elektrohemijskim gradijentima, a ATP će se sintetizirati iz ortofosfata i ADP pomoću (Na + K)-ATPaze.
2.6. Kada ćelija nema sisteme za regulaciju osmotskog pritiska, tada bi koncentracija otopljenih materija u njoj bila veća od njihove vanjske koncentracije. Tada bi koncentracija vode u ćeliji bila manja od njene vanjske. Kao rezultat, postojao bi stalan dotok vode u ćeliju i njeno pucanje. Na sreću, životinjske stanice i bakterije kontroliraju osmotski tlak u svojim stanicama aktivnim ispumpavanjem anorganskih iona kao što je Na. Stoga je njihova ukupna koncentracija unutar ćelije niža nego izvan nje. Biljne ćelije imaju čvrste zidove koji ih štite od bubrenja. Mnoge protozoe izbjegavaju pucanje iz vode koja ulazi u ćeliju uz pomoć posebnih mehanizama koji redovno izbacuju nadolazeću vodu.
2.7. Druga važna vrsta aktivnog transporta je aktivni transport pomoću gradijenta jona. Ovu vrstu prodiranja kroz membranu provode neki transportni proteini koji rade na principu simporta ili antiporta sa nekim ionima, čiji je elektrohemijski gradijent prilično visok. U životinjskim ćelijama transportovani ion je obično Na. Njegov elektrohemijski gradijent obezbeđuje energiju za aktivni transport drugih molekula. Na primjer, razmotrite rad pumpe koja pumpa glukozu. Pumpa nasumično oscilira između ping i pong stanja. Na se vezuje za protein u oba njegova stanja i istovremeno povećava njegov afinitet za glukozu. Izvan ćelije, dodavanje Na, a time i glukoze, događa se češće nego unutra. Zbog toga se glukoza pumpa u ćeliju. Dakle, zajedno sa pasivnim transportom Na jona, javlja se i glukozni simport. Strogo govoreći, potrebna energija za rad ovog mehanizma se akumulira tokom rada
(Na + K) pumpa u obliku elektrohemijskog potencijala Na jona. U bakterijama i biljkama, većina aktivnih transportnih sistema ovog tipa koristi H ion kao transportirani ion. Na primjer, transport većine šećera i aminokiselina u bakterijske stanice određen je H gradijentom.
Organoidi- trajne, nužno prisutne, komponente ćelije koje obavljaju određene funkcije.
Endoplazmatski retikulum (ER)- jednomembranska organela. To je sistem membrana koje formiraju „cisterne“ i kanale, međusobno povezane i omeđujući jedan unutrašnji prostor – EPS šupljine. Membrane su s jedne strane povezane sa citoplazmom. plazma membrana, s druge strane, sa vanjskom nuklearnom membranom. Postoje dva tipa EPS-a: 1) hrapavi (granularni), koji na svojoj površini sadrži ribozome, i 2) glatki (agranularni), čije membrane ne nose ribozome.
Funkcije: 1) transport supstanci iz jednog dela ćelije u drugi,
2) podjela ćelijske citoplazme na ("kompartmente",
3) sinteza ugljikohidrata i lipida (glatki EPS),
4) sinteza proteina (grubi EPS),
Golgijev aparat, je jednomembranska organela. Sastoji se od naslaganih spljoštenih „cisterni“ sa proširenim ivicama. S njima je povezan sistem malih jednomembranskih vezikula.
Funkcije Golgijevog aparata: 1) nakupljanje proteina, lipida, ugljenih hidrata, 2) „pakovanje“ proteina, lipida, ugljenih hidrata u membranske vezikule, 4) sinteza ugljenih hidrata i lipida, 6) mesto formiranja lizozoma.
Lizozomi- jednomembranske organele. To su mali mjehurići (prečnika od 0,2 do 0,8 mikrona) koji sadrže skup hidrolitičkih enzima. Enzimi se sintetiziraju na grubom ER i kreću u Golgijev aparat, gdje se modificiraju i pakuju u membranske vezikule, koje nakon odvajanja od Golgijevog aparata same postaju lizozomi. Lizozom može sadržavati od 20 do 60 razne vrste hidrolitičkih enzima
Funkcije lizosoma: 1) unutarćelijska probava organska materija, 2) uništavanje nepotrebnih ćelijskih i nećelijskih struktura,
3) učešće u procesima reorganizacije ćelije.
Vakuole- jednomembranske organele su ispunjene “kontejnerima”. vodeni rastvori organski i neorganske supstance.. Mlade biljne ćelije sadrže mnogo malih vakuola, koje se zatim, kako ćelije rastu i diferenciraju, stapaju jedna s drugom i formiraju jednu veliku centralna vakuola. Centralna vakuola može zauzeti do 95% zapremine zrela ćelija, jezgro i organele se potiskuju prema ćelijskoj membrani. Tečnost koja ispunjava biljnu vakuolu naziva se ćelijski sok.
Jednoćelijske životinje također imaju kontraktilne vakuole koje obavljaju funkciju osmoregulacije i izlučivanja.
Funkcije vakuole: 1) akumulacija i skladište vode,
2) regulacija metabolizam vode i soli,
3) održavanje turgorskog pritiska,
4) nakupljanje metabolita rastvorljivih u vodi, rezervnih hranljivih materija,
5) vidi funkcije lizosoma.
Mitohondrije
Struktura mitohondrija:
1 - vanjska membrana;
2 - unutrašnja membrana; 3 - matrica; 4 - crista; 5 - multienzimski sistem; 6 - kružna DNK.
Oblik, veličina i broj mitohondrija se veoma razlikuju. Mitohondrije mogu biti u obliku štapa, okrugle, spiralne, čašaste ili razgranate. Dužina mitohondrija kreće se od 1,5 do 10 µm, prečnik - od 0,25 do 1,00 µm. Broj mitohondrija u ćeliji može dostići nekoliko hiljada i zavisi od metaboličke aktivnosti ćelije.
Mitohondrij je omeđen sa dve membrane. Vanjska membrana mitohondrija je glatka, unutrašnja formira brojne nabore - cristas..Krista povećava površinu unutrašnje membrane, na kojoj se nalaze multienzimski sistemi (5) uključeni u sintezu ATP molekula. Unutrašnji prostor mitohondrija ispunjen je matriksom (3). Matrica sadrži kružnu DNK (6), specifičnu mRNA i ribozome.
Funkcije mitohondrija: 1) sinteza ATP-a, 2) razgradnja organskih materija kiseonikom.
Plastidi
Plastidna struktura: 1 - vanjska membrana; 2 - unutrašnja membrana; 3 - stroma; 4 - tilakoid; 5 - zrno; 6 - lamele; 7 - škrobna zrna; 8 - lipidne kapi.
Plastidi su karakteristični samo za biljne ćelije. Razlikovati tri glavne vrste plastida:
leukoplasti - bezbojni plastidi u ćelijama neobojenih delova biljaka,
hromoplasti - obojeni plastidi obično žuti, crveni i narandžasti,
hloroplasti su zeleni plastidi.
Hloroplasti. U ćelijama viših biljaka hloroplasti imaju oblik bikonveksnog sočiva. Dužina hloroplasta kreće se od 5 do 10 µm, prečnik - od 2 do 4 µm. Hloroplasti su ograničeni sa dvije membrane. Vanjska membrana je glatka, unutrašnja ima složenu naboranu strukturu. Najmanji preklop se zove tilakoid.. Zove se grupa tilakoida raspoređenih poput hrpe novčića facet .
Unutrašnji prostor hloroplasta je ispunjen stroma. Stroma sadrži kružni "goli" DNK, ribozome
Funkcija hloroplasta: fotosinteza.
Leukoplasti. Oblik varira (sferni, okrugli, čašasti, itd.). Leukoplasti su ograničeni sa dvije membrane. Vanjska membrana je glatka, unutrašnja formira nekoliko tilakoida. Stroma sadrži kružni "goli" DNK i ribozome. Nema pigmenata. Posebno mnogo leukoplasta imaju ćelije podzemnih organa biljke (korijeni, gomolji, rizomi itd.).
Funkcija leukoplasta: sinteza, akumulacija i skladištenje rezervnih nutrijenata.
Hromoplasti. Omeđen sa dvije membrane. Vanjska membrana je glatka, unutrašnja je ili glatka ili formira pojedinačne tilakoide. Stroma sadrži kružnu DNK i pigmente koji hromoplastima daju žutu, crvenu ili narandžastu boju. Hromoplasti se smatraju završnom fazom razvoja plastida.
Funkcija hromoplasta: bojenje cvijeća i plodova i time privlačenje oprašivača i raspršivača sjemena.
Struktura i funkcije jezgra
Tipično, eukariotska ćelija ga ima jezgro, ali postoje dvonuklearne (cilijate) i višejezgarne ćelije (opaline). Neke visokospecijalizirane ćelije gube jezgro po drugi put (eritrociti sisara, sitaste cijevi kritosjemenjača).
Oblik jezgra je sferičan, elipsoidan, u obliku graha itd. Prečnik jezgra je obično od 3 do 10 mikrona.
Osnovna struktura:
1 - vanjska membrana; 2 - unutrašnja membrana; 3 - pore; 4 - nukleolus; 5 - heterohromatin; 6 - euhromatin.
Jezgro je odvojeno od citoplazme sa dvije membrane (svaka od njih ima tipična struktura). Između membrana postoji uska praznina ispunjena polutečnom tvari. Na nekim mjestima, membrane se spajaju jedna s drugom, formirajući pore kroz koje se odvija razmjena tvari između jezgre i citoplazme. Vanjska nuklearna membrana na strani koja je okrenuta prema citoplazmi prekrivena je ribosomima, što joj daje hrapavost; unutrašnja membrana je glatka.
Funkcije kernela: 1) pohranjivanje nasljednih informacija i prenošenje istih na ćelije kćeri tokom diobe, 2) regulacija ćelijske aktivnosti regulacijom sinteze različitih proteina, 3) mjesto formiranja ribosomskih podjedinica
Povezane informacije.
Organele (od grčkog organon - oruđe, organ i idos - vrsta, sličnost) su supramolekularne strukture citoplazme koje obavljaju specifične funkcije, bez kojih je nemoguća normalna ćelijska aktivnost. Na osnovu svoje strukture, organele se dijele na nemembranske (ne sadrže membranske komponente) i membranske (sa membranama). Membranske organele (endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks, lizozomi, peroksizomi, mitohondrije i plastidi) karakteristične su samo za eukariotske ćelije. Nemembranske organele uključuju ćelijski centar eukariotskih ćelija i ribozome, koji su prisutni u citoplazmi i eukariotskih i prokariotskih ćelija. Dakle, jedina organela koja je univerzalna za sve tipove ćelija su ribosomi.
Membranske organele
Glavna komponenta membranskih organela je membrana. Biološke membrane su građene prema opšti princip, Ali hemijski sastav membrane različitih organela su različite. Sve ćelijske membrane- to su tanki filmovi (debljine 7-10 nm), čiju osnovu čini dvostruki sloj lipida (dvosloj), raspoređenih tako da su nabijeni hidrofilni dijelovi molekula u kontaktu sa sredinom, a hidrofobni ostaci masne kiseline svakog monosloja usmjereni su u membranu i međusobno su u kontaktu. Proteinski molekuli (integralni membranski proteini) ugrađeni su u lipidni dvosloj na način da su hidrofobni dijelovi proteinske molekule u kontaktu sa ostacima masnih kiselina molekula lipida, a hidrofilni dijelovi izloženi okolini. Osim toga, dio rastvorljivih (nemembranskih proteina) vezuje se za membranu uglavnom zahvaljujući ionskim interakcijama (proteini periferne membrane). Fragmenti ugljikohidrata su također vezani za mnoge proteine i lipide u membranama. Dakle, biološke membrane su lipidni filmovi u koje su ugrađeni integralni proteini.
Jedna od glavnih funkcija membrana je stvaranje granice između stanice i okoline i različitih dijelova ćelije. Lipidni dvosloj je permeabilan uglavnom za jedinjenja i gasove rastvorljive u mastima; hidrofilne supstance se transportuju kroz membrane pomoću posebnih mehanizama: supstance male molekulske težine koristeći različite nosače (kanale, pumpe, itd.), a supstance visoke molekulske težine pomoću procesa egzo - i endocitoza.
Tokom endocitoze, određene tvari se sorbiraju na površini membrane (zbog interakcije s membranskim proteinima). U ovom trenutku se formira invaginacija membrane u citoplazmu. Bočica koja sadrži preneseno jedinjenje se zatim odvaja od membrane. Dakle, endocitoza je prijenos visokomolekularnih spojeva u ćeliju spoljašnje okruženje, okružena dijelom membrane. Obrnuti proces, odnosno egzocitoza, je prijenos tvari iz ćelije prema van. Nastaje fuzijom sa plazma membranom vezikule ispunjene transportovanim visokomolekularnim jedinjenjima. Membrana vezikule se spaja sa plazma membranom, a njen sadržaj se izliva.
Kanali, pumpe i drugi transporteri su molekuli integralnih membranskih proteina koji tipično formiraju pore u membrani.
Osim funkcije razdvajanja prostora i osiguravanja selektivne propusnosti, membrane su sposobne osjetiti signale. Ovu funkciju obavljaju receptorski proteini koji vezuju signalne molekule. Pojedinačni membranski proteini su enzimi koji provode specifične kemijske reakcije.
Jednomembranske organele
1. Endoplazmatski retikulum (ER)
EPS je jednomembranska organela koja se sastoji od šupljina i tubula međusobno povezanih. Endoplazmatski retikulum je strukturno povezan sa jezgrom: membrana se proteže od vanjske membrane jezgra, formirajući zidove endoplazmatskog retikuluma. Postoje 2 vrste EPS-a: grubi (granularni) i glatki (agranularni). Oba tipa EPS-a su prisutna u svakoj ćeliji.
Na membranama grubog ER nalaze se brojne male granule - ribozomi, posebne organele uz pomoć kojih se sintetiziraju proteini. Stoga nije teško pretpostaviti da se na površini grubog EPS-a sintetišu proteini koji prodiru unutar grubog EPS-a i kroz njegove šupljine mogu se kretati na bilo koje mjesto u ćeliji.
Membrane glatke ER su lišene ribozoma, ali su u njene membrane ugrađeni enzimi koji vrše sintezu ugljikohidrata i lipida. Nakon sinteze, ugljeni hidrati i lipidi se takođe mogu kretati duž EPS membrane na bilo koje mesto u ćeliji.Stepen razvoja tipa EPS zavisi od specijalizacije ćelije. Na primjer, u ćelijama koje sintetiziraju proteinske hormone, granularni EPS će biti bolje razvijen, a u ćelijama koje sintetiziraju tvari slične mastima, agranularni EPS će biti bolje razvijen.
EPS funkcije:
1. Sinteza supstanci. Proteini se sintetiziraju na grubom ER, a lipidi i ugljikohidrati se sintetiziraju na glatkom ER.
2. Transportna funkcija. Kroz šupljine ER, sintetizirane supstance se kreću na bilo koje mjesto u ćeliji.
2. Golgijev kompleks
Golgijev kompleks (diktiosom) je gomila ravnih membranskih vrećica koje se nazivaju cisterne. Spremnici su potpuno izolirani jedan od drugog i nisu međusobno povezani. Uz rubove rezervoara granaju se brojne cijevi i mjehurići. Povremeno se od EPS-a odvajaju vakuole (vezikule) sa sintetizovanim supstancama, koje se kreću u Golgijev kompleks i povezuju se sa njim. Supstance sintetizirane u ER postaju složenije i akumuliraju se u Golgijevom kompleksu.
Funkcije Golgijevog kompleksa
1. U rezervoarima kompleksa Golgi dolazi do dalje hemijske transformacije i usložnjavanja supstanci koje u njega ulaze iz EPS-a. Na primjer, stvaraju se tvari potrebne za obnavljanje stanične membrane (glikoproteini, glikolipidi) i polisaharidi.
2. U Golgijevom kompleksu, tvari se akumuliraju i privremeno se "pohranjuju"
3. Formirane supstance se „pakuju“ u vezikule (vakuole) i u tom obliku se kreću po ćeliji.
4. U Golgijevom kompleksu nastaju lizozomi (sferične organele sa digestivnim enzimima).
3. Lizozomi („liza” - raspadanje, raspadanje)
Lizozomi su male sferične organele, čije zidove formira jedna membrana; sadrže litičke (razgradne) enzime. Prvo, lizozomi odvojeni od Golgijevog kompleksa sadrže neaktivne enzime. Pod određenim uslovima, njihovi enzimi se aktiviraju. Kada se lizosom spoji s fagocitotskom ili pinocitotskom vakuolom, nastaje probavna vakuola u kojoj dolazi do intracelularne probave različitih tvari.
Funkcije lizosoma:
1. Razgrađuju tvari apsorbirane kao rezultat fagocitoze i pinocitoze. Biopolimeri se razlažu na monomere, koji ulaze u ćeliju i koriste se za njene potrebe. Na primjer, mogu se koristiti za sintezu novih organskih supstanci ili se mogu dalje razgraditi za proizvodnju energije.
2. Uništiti stare, oštećene, suvišne organele. Do razgradnje organela može doći i tokom ćelijske gladi.
3. Provesti autolizu (cijepanje) ćelije (resorpcija repa kod punoglavaca, ukapljivanje tkiva u zoni upale, uništavanje ćelija hrskavice u procesu formiranja koštanog tkiva i sl.).
4. Vakuole
Vakuole su sferne jednomembranske organele koje su rezervoari vode i tvari otopljenih u njoj. Vakuole uključuju: fagocitotičke i pinocitotičke vakuole, digestivne vakuole, vezikule odvojene od ER-a i Golgijev kompleks. Vakuole životinjska ćelija- mali, brojni, ali njihov volumen ne prelazi 5% ukupne zapremine ćelije. Njihova glavna funkcija je transport tvari kroz ćeliju i interakcija između organela.
U biljnoj ćeliji, vakuole čine do 90% zapremine. U zrelim biljna ćelija postoji samo jedna vakuola, koja zauzima centralnu poziciju. Membrana vakuole biljne ćelije je tonoplast, njen sadržaj je ćelijski sok. Funkcije vakuola u biljnoj ćeliji: održavanje stanične membrane u napetosti, akumuliranje različitih tvari, uključujući i ćelijski otpad. Vakuole opskrbljuju vodu za procese fotosinteze.
Ćelijski sok može sadržavati:
Rezervne supstance koje može da iskoristi sama ćelija (organske kiseline, aminokiseline, šećeri, proteini).
- supstance koje se uklanjaju iz metabolizma ćelije i akumuliraju u vakuoli (fenoli, tanini, alkaloidi itd.)
- fitohormoni, fitoncidi,
- pigmenti (supstancije za bojenje) koji ćelijskom soku daju ljubičastu, crvenu, plavu, ljubičastu, a ponekad i žutu ili krem boju. Pigmenti ćelijskog soka boje latice cvijeća, plodove i korijenje.
Tubulno-vakuolarni sistem ćelije (sistem transporta i sinteze supstanci)
ER, Golgijev kompleks, lizozomi i vakuole čine jedan cevasto-vakuolarni sistem ćelije. Svi njegovi elementi imaju sličan hemijski sastav membrana, pa je njihova interakcija moguća. Svi elementi FAC-a potiču iz EPS-a. Vakuole koje ulaze u Golgijev kompleks se odvajaju od EPS-a; vezikule koje se spajaju sa ćelijskom membranom, lizozomi, odvajaju se od Golgijevog kompleksa.
FAC vrijednost:
1. KBC membrane dijele sadržaj ćelije u zasebne odjeljke (kompartmente) u kojima se odvijaju određeni procesi. To omogućava da se različiti procesi, ponekad direktno suprotni, odvijaju istovremeno u ćeliji.
2. Kao rezultat aktivnosti CVS-a, ćelijska membrana se stalno obnavlja.
Dvomembranske organele
Dvomembranska organela je šuplja struktura čije zidove formira dvostruka membrana. Postoje 2 tipa dvomembranskih organela: mitohondrije i plastidi. Mitohondrije su karakteristične za sve eukariotske ćelije; plastidi se nalaze samo u biljnim ćelijama. Mitohondrije i plastidi su komponente energetskog sistema ćelije; kao rezultat njihovog funkcionisanja, sintetiše se ATP.
Mitohondrij je dvomembranska poluautonomna organela koja sintetizira ATP.
Oblik mitohondrija je raznolik, mogu biti štapićasti, filamentni ili sferični. Zidove mitohondrija čine dvije membrane: vanjska i unutrašnja. Vanjska membrana je glatka, a unutrašnja formira brojne nabore - kriste. Unutrašnja membrana sadrži brojne enzimske komplekse koji vrše sintezu ATP-a.
Biljne ćelije imaju posebne dvomembranske organele - plastide. Postoje 3 vrste plastida: hloroplasti, hromoplasti, leukoplasti.
Hloroplasti imaju ljusku od 2 membrane. Vanjska školjka glatka, a unutrašnja formira brojne vezikule (tilakoide). Gomila tilakoida je grana. Granule su poređane radi boljeg prodiranja sunčeva svetlost. Tilakoidne membrane sadrže molekule zelenog pigmenta hlorofila, tako da hloroplasti imaju zelene boje. Fotosinteza se odvija uz pomoć hlorofila. dakle, glavna funkcija hloroplasti - provode proces fotosinteze.
Hromoplasti su plastidi crvene, narandžaste ili žute boje. Kromoplasti su obojeni karotenoidnim pigmentima koji se nalaze u matriksu. Tilakoidi su slabo razvijeni ili ih uopšte nema. Tačna funkcija hromoplasta nije poznata. Možda privlače životinje zrelim plodovima.
Leukoplasti su bezbojni plastidi koji se nalaze u ćelijama bezbojnog tkiva. Tilakoidi su nerazvijeni. Leukoplasti akumuliraju škrob, lipide i proteine.
Plastidi se mogu međusobno transformirati jedni u druge: leukoplasti - hloroplasti - hromoplasti.
