Trilioni ćelija u ljudsko tijelo nalazi se u svim oblicima i veličinama. Ove male strukture su jezgro. Ćelije formiraju organska tkiva, koja formiraju organske sisteme koji zajedno rade na održavanju funkcionisanja tijela.
Postoje stotine različitih tipova ćelija u tijelu, a svaka vrsta odgovara ulozi kojoj služi. Ćelije probavni sustav, na primjer, razlikuju se po strukturi i funkciji od ćelija koštanog sistema. Bez obzira na razlike, ćelije tijela zavise jedna od druge, direktno ili indirektno, kako bi tijelo funkcioniralo kao cjelina. Ispod su primjeri različitih tipova ćelija u ljudskom tijelu.
Matične ćelije
Matične ćelije su jedinstvene ćelije u telu jer su nespecijalizovane i imaju sposobnost da se razviju u specijalizovane ćelije za određene organe ili tkiva. Matične ćelije su sposobne da se dele više puta da bi obnovile i popravile tkivo. U polju istraživanja matičnih ćelija, naučnici pokušavaju da iskoriste obnovljiva svojstva koristeći ih za stvaranje ćelija za popravku tkiva, transplantaciju organa i lečenje bolesti.
Koštane ćelije
Kosti su vrsta mineralizovanog vezivnog tkiva i glavna komponenta skeletnog sistema. Koštane ćelije formiraju kost, koja se sastoji od matrice minerala kolagena i kalcijum fosfata. Postoje tri glavne vrste koštanih ćelija u tijelu. Osteoklasti su velike ćelije koje razgrađuju kost radi resorpcije i asimilacije. Osteoblasti regulišu mineralizaciju kostiju i proizvode osteoid (organsku koštanu matriksnu materiju). Osteoblasti sazrevaju da formiraju osteocite. Osteociti pomažu u formiranju kostiju i održavaju ravnotežu kalcija.
Krvne ćelije
Od transporta kiseonika kroz tijelo do borbe protiv infekcije, ćelije su vitalne za život. Postoje tri glavne vrste ćelija u krvi - crvena krvna zrnca, bela krvna zrnca i trombociti. Crvena krvna zrnca određuju vrstu krvi i također su odgovorna za transport kisika do stanica. Leukociti su ćelije imunološki sistem, koji uništavaju i daju imunitet. Trombociti pomažu u zgušnjavanju krvi i sprječavaju prekomjerni gubitak krvi od oštećenja krvni sudovi. Krvne ćelije proizvodi koštana srž.
Mišićne ćelije
Mišićne ćelije formiraju mišićno tkivo koje je važno za tjelesno kretanje. Skeletni mišića Pričvršćuje se na kosti radi lakšeg kretanja. Skeletni mišićne ćelije prekriven vezivnim tkivom koje štiti i podržava snopove mišićnih vlakana. Ćelije srčanog mišića formiraju nevoljni srčani mišić. Ove ćelije pomažu u kontrakciji srca i povezane su jedna s drugom preko interkaliranih diskova kako bi se sinkronizirao srčani ritam. Glatko mišićno tkivo nije slojevito kao srčani ili skeletni mišić. Glatki mišići su nevoljni mišić koji formira tjelesne šupljine i zidove mnogih organa (bubrezi, crijeva, krvni sudovi, respiratornog trakta pluća itd.).
Masne ćelije
Masne ćelije, koji se nazivaju i adipociti, glavna su ćelijska komponenta masnog tkiva. Adipociti sadrže trigliceride koji se mogu koristiti za energiju. Tokom skladištenja masti, masne ćelije nabubre i postaju okruglog oblika. Kada se koristi mast, ove ćelije se smanjuju u veličini. Masne ćelije imaju i endokrinu funkciju, jer proizvode hormone koji utiču na metabolizam polnih hormona, regulaciju krvni pritisak, osjetljivost na inzulin, skladištenje ili korištenje masti, zgrušavanje krvi i signalizacija stanica.
Ćelije kože
Koža se sastoji od sloja epitelnog tkiva(epidermis), koji je podržan slojem vezivnog tkiva (dermis) i potkožnog sloja. Spoljni sloj kože sastoji se od ravne epitelne ćelije, koji su čvrsto zbijeni zajedno. Koža štiti unutrašnje strukture tijelo od oštećenja, sprječava dehidraciju, djeluje kao barijera protiv mikroba, skladišti masnoće, proizvodi vitamine i hormone.
Nervne ćelije (neuroni)
Ćelije nervnog tkiva ili neuroni su osnovna jedinica nervni sistem. Nervi prenose signale između mozga kičmena moždina i tjelesnih organa putem nervnih impulsa. Neuron se sastoji od dva glavna dijela: tijela ćelije i neuronskih procesa. Centralno ćelijsko tijelo uključuje neuralne, povezane i. Nervni procesi su projekcije nalik na prste (aksoni i dendriti) koje se protežu iz tijela ćelije i sposobni su za vođenje ili prijenos signala.
Endotelne ćelije
Endotelne ćelije formiraju unutrašnju oblogu kardiovaskularnog sistema i strukture limfnog sistema. Ove ćelije čine unutrašnji sloj krvnih sudova, limfnih sudova i organa, uključujući mozak, pluća, kožu i srce. Endotelne ćelije su odgovorne za angiogenezu, odnosno stvaranje novih krvnih sudova. Oni također reguliraju kretanje makromolekula, plinova i tekućina između krvi i okolnih tkiva i pomažu u regulaciji krvnog tlaka.
Polne ćelije
Ćelije raka
Rak je rezultat razvoja abnormalnih svojstava u normalnim ćelijama, što im omogućava da se nekontrolisano dijele i šire u drugim dijelovima tijela. Razvoj može biti uzrokovan mutacijama koje nastaju zbog faktora kao što su kemikalije, zračenje, ultraljubičasto zračenje, greške u replikaciji ili virusna infekcija. Ćelije raka gube osjetljivost na signale protiv rasta, brzo se razmnožavaju i gube sposobnost da se podvrgnu .
Svi ćelijski oblici života na Zemlji mogu se podijeliti u dva nadkraljevstva na osnovu strukture njihovih sastavnih ćelija - prokariote (prenuklearne) i eukariote (nuklearne). Prokariotske ćelije su očigledno jednostavnije, nastale su ranije u procesu evolucije. Eukariotske ćelije su složenije i nastale su kasnije. Ćelije koje čine ljudsko tijelo su eukariotske.
Unatoč raznolikosti oblika, organizacija ćelija svih živih organizama podliježe zajedničkim strukturnim principima.
Prokariotska ćelija
Eukariotska ćelija
Struktura eukariotske ćelije
Površni kompleks životinjska ćelija
Sadrži glikokaliks, plazma membrane i kortikalni sloj citoplazme koji se nalazi ispod. Plazma membrana se još naziva i plazmalema, vanjska stanične membrane. Ovo je biološka membrana, debljine oko 10 nanometara. Pruža prvenstveno funkciju razgraničenja u odnosu na okruženje izvan ćelije. Osim toga, obavlja i transportnu funkciju. Ćelija ne troši energiju da bi održala integritet svoje membrane: molekuli se drže zajedno prema istom principu po kojem se molekule masti drže zajedno - termodinamički je povoljnije da se hidrofobni dijelovi molekula nalaze u neposrednoj blizini jedni drugima. Glikokaliks su molekule oligosaharida, polisaharida, glikoproteina i glikolipida “usidrena” u plazmalemi. Glikokaliks obavlja funkciju receptora i markera. Plazma membrana životinjskih ćelija se uglavnom sastoji od fosfolipida i lipoproteina isprepletenih proteinskim molekulima, posebno površinskim antigenima i receptorima. U kortikalnom (uz plazma membranu) sloju citoplazme nalaze se specifični citoskeletni elementi - aktinski mikrofilamenti poredani na određeni način. Glavna i najvažnija funkcija kortikalnog sloja (korteksa) su pseudopodijalne reakcije: izbacivanje, pričvršćivanje i kontrakcija pseudopodija. U tom slučaju se mikrofilamenti preuređuju, produžavaju ili skraćuju. Oblik ćelije (na primjer, prisustvo mikrovila) također ovisi o strukturi citoskeleta kortikalnog sloja.
Citoplazmatska struktura
Tekuća komponenta citoplazme naziva se i citosol. Pod svjetlosnim mikroskopom, činilo se da je ćelija ispunjena nečim poput tečne plazme ili sola, u kojem jezgro i druge organele "lebde". Zapravo to nije istina. Unutrašnji prostor eukariotske ćelije je strogo uređen. Kretanje organela koordinira se uz pomoć specijalizovanih transportnih sistema, takozvanih mikrotubula, koji služe kao intracelularni „putevi“ i posebnih proteina dineina i kinezina, koji imaju ulogu „motora“. Pojedinačni proteinski molekuli također ne difundiraju slobodno po cijelom unutarćelijskom prostoru, već se usmjeravaju u potrebne odjeljke pomoću posebnih signala na njihovoj površini, koje prepoznaju transportni sistemi ćelije.
Endoplazmatski retikulum
U eukariotskoj ćeliji postoji sistem membranskih odjeljaka (cijevi i cisterni) koji prelaze jedan u drugi, koji se naziva endoplazmatski retikulum (ili endoplazmatski retikulum, ER ili EPS). Taj dio ER-a, za čije su membrane vezani ribozomi, naziva se granularni(ili grubo) endoplazmatski retikulum, na njegovim membranama se odvija sinteza proteina. Oni odjeljci koji nemaju ribozome na svojim zidovima klasificiraju se kao glatko(ili agranularno) ER, koji učestvuje u sintezi lipida. Unutrašnji prostori glatkog i granularnog ER nisu izolovani, već prelaze jedan u drugi i komuniciraju sa lumenom nuklearnog omotača.
Golgijev aparat
Core
Citoskelet
Centrioles
Mitohondrije
Poređenje pro- i eukariotskih ćelija
Najvažnija razlika između eukariota i prokariota dugo vremena razmatrano je prisustvo formiranog jezgra i membranske organele. Međutim, do 1970-1980-ih. postalo je jasno da je to samo posledica dubljih razlika u organizaciji citoskeleta. Neko vrijeme se vjerovalo da je citoskelet karakterističan samo za eukariote, ali sredinom 1990-ih. proteini homologni glavnim proteinima citoskeleta eukariota također su otkriveni u bakterijama.
To je prisustvo specifično strukturiranog citoskeleta koji omogućava eukariotima da stvore sistem mobilnih organela unutrašnje membrane. Osim toga, citoskelet omogućava nastanak endo- i egzocitoze (pretpostavlja se da su se upravo zahvaljujući endocitozi u eukariotskim stanicama pojavili intracelularni simbionti, uključujući mitohondrije i plastide). Ostalo najvažnija funkcija citoskelet eukariota - osigurava podjelu jezgra (mitoza i mejoza) i tijela (citotomija) eukariotske ćelije (podjela prokariotskih ćelija je organizirana jednostavnije). Razlike u strukturi citoskeleta objašnjavaju i druge razlike između pro- i eukariota - na primjer, postojanost i jednostavnost oblika prokariotskih ćelija i značajnu raznolikost oblika i sposobnost da se on mijenja u eukariotskim stanicama, kao i relativno velike veličine potonjeg. Tako su veličine prokariotskih ćelija u prosjeku 0,5-5 mikrona, veličine eukariotskih stanica u prosjeku od 10 do 50 mikrona. Osim toga, samo među eukariotima postoje zaista divovske ćelije, kao što su masivna jaja ajkule ili noja (u ptičjem jajetu, cijelo žumance je jedno ogromno jaje), neuroni veliki sisari, čiji procesi, ojačani citoskeletom, mogu doseći desetine centimetara u dužinu.
Anaplazija
Uništavanje stanične strukture (na primjer, kod malignih tumora) naziva se anaplazija.
Istorija otkrića ćelija
Prva osoba koja je vidjela ćelije bio je engleski naučnik Robert Hooke (poznat nam zahvaljujući Hookeovom zakonu). Te godine, pokušavajući da shvati zašto drvo plute tako dobro lebdi, Hooke je počeo da ispituje tanke delove plute koristeći mikroskop koji je unapredio. Otkrio je da je pluta podijeljena na mnogo sićušnih ćelija, što ga je podsjećalo na manastirske ćelije, te je te ćelije nazvao ćelijama (na engleskom cell znači “ćelija, ćelija, ćelija”). Iste godine, holandski majstor Anton van Leeuwenhoek (-) prvi put je upotrijebio mikroskop kako bi u kapi vode vidio "životinje" - pokretne žive organizme. Tako su već početkom 18. vijeka naučnici znali da biljke pod velikim povećanjem imaju ćelijsku strukturu, te su vidjeli neke organizme koji su kasnije nazvani jednoćelijski. Međutim, ćelijska teorija strukture organizama nastala je tek sredinom 19. stoljeća, nakon što su se pojavili moćniji mikroskopi i razvijene metode za fiksiranje i bojenje stanica. Jedan od njegovih osnivača bio je Rudolf Virchow, ali njegove ideje su sadržavale niz pogrešaka: na primjer, pretpostavljao je da su ćelije slabo povezane jedna s drugom i da svaka postoji “za sebe”. Tek kasnije je bilo moguće dokazati integritet ćelijskog sistema.
vidi takođe
- Poređenje stanične strukture bakterija, biljaka i životinja
Linkovi
- Molekularna biologija ćelije, 4. izdanje, 2002. - udžbenik o molekularnoj biologiji na engleskom jeziku
- Citologija i genetika (0564-3783) objavljuje članke na ruskom, ukrajinskom i engleskom po izboru autora, prevedene na engleski jezik (0095-4527)
Ćelije koje čine tkiva biljaka i životinja značajno se razlikuju po obliku, veličini i unutrašnja struktura. Međutim, svi oni pokazuju sličnosti u glavnim karakteristikama životnih procesa, metabolizmu, razdražljivosti, rastu, razvoju i sposobnosti promjene.
Biološke transformacije koje se dešavaju u ćeliji neraskidivo su povezane sa onim strukturama žive ćelije koje su odgovorne za obavljanje jedne ili druge funkcije. Takve strukture se nazivaju organele.
Ćelije svih vrsta sadrže tri glavne, neraskidivo povezane komponente:
- strukture koje formiraju njegovu površinu: vanjska membrana ćelije, ili ćelijska membrana, ili cito plazma membrana;
- citoplazma sa čitavim kompleksom specijalizovanih struktura - organela (endoplazmatski retikulum, ribozomi, mitohondrije i plastidi, Golgijev kompleks i lizozomi, ćelijski centar), trajno prisutni u ćeliji, i privremene formacije koje se nazivaju inkluzije;
- jezgro - odvojeno od citoplazme poroznom membranom i sadrži nuklearni sok, kromatin i nukleolus.
Struktura ćelije
Površinski aparat ćelije (citoplazmatska membrana) biljaka i životinja ima neke karakteristike.
Kod jednoćelijskih organizama i leukocita, vanjska membrana osigurava prodor iona, vode i malih molekula drugih tvari u ćeliju. Proces prodiranja čvrstih čestica u ćeliju naziva se fagocitoza, a ulazak kapljica tekućih tvari naziva se pinocitoza.
Vanjska plazma membrana reguliše razmjenu tvari između ćelije i vanjskog okruženja.
Eukariotske stanice sadrže organele prekrivene dvostrukom membranom - mitohondrije i plastide. Sadrže vlastitu DNK i aparat za sintezu proteina, razmnožavaju se diobom, odnosno imaju određenu autonomiju u ćeliji. Osim ATP-a, male količine proteina se sintetiziraju u mitohondrijima. Plastidi su karakteristični za biljne ćelije i razmnožavaju se diobom.
| Vrste ćelija | Struktura i funkcije vanjskog i unutrašnjim slojevima stanične membrane | ||
|---|---|---|---|
| vanjski sloj (hemijski sastav, funkcije) |
unutrašnji sloj - plazma membrana |
||
| hemijski sastav | funkcije | ||
| Biljne ćelije | Sastoji se od vlakana. Ovaj sloj služi kao okvir ćelije i obavlja zaštitnu funkciju. | Dva sloja proteina, između njih je sloj lipida | Ograničava unutrašnje okruženje ćelije od spoljašnjeg i održava ove razlike |
| Životinjske ćelije | Vanjski sloj (glikokaliks) je vrlo tanak i elastičan. Sastoji se od polisaharida i proteina. Obavlja zaštitnu funkciju. | Isto | Posebni enzimi plazma membrane reguliraju prodiranje mnogih jona i molekula u ćeliju i njihovo oslobađanje u vanjsko okruženje |
Jednomembranske organele uključuju endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks, lizozome i razne vrste vakuola.
Savremeni istraživački alati omogućili su biolozima da utvrde da, prema strukturi ćelije, sva živa bića treba podijeliti na "nenuklearne" organizme - prokariote i "nuklearne" - eukariote.
Prokariote-bakterije i plavo-zelene alge, kao i virusi, imaju samo jedan hromozom, predstavljen molekulom DNK (rjeđe RNK), koji se nalazi direktno u citoplazmi ćelije.
| Glavni organoidi | Struktura | Funkcije |
|---|---|---|
| Citoplazma | Unutrašnji polutečni medij sitnozrnaste strukture. Sadrži jezgro i organele |
|
| ER - endoplazmatski retikulum | Membranski sistem u citoplazmi koji formira kanale i veće šupljine, EPS je 2 tipa: granularni (hrapavi), na kojima se nalazi mnogo ribozoma, i glatki |
|
| Ribosomi | Mala tijela prečnika 15-20 mm | Sprovesti sintezu proteinskih molekula i njihovo sastavljanje od aminokiselina |
| Mitohondrije | Imaju sferne, nitiste, ovalne i druge oblike. Unutar mitohondrija nalaze se nabori (dužine od 0,2 do 0,7 µm). Vanjski omotač mitohondrija sastoji se od 2 membrane: vanjska je glatka, a unutrašnja formira izrasline u obliku križa na kojima se nalaze respiratorni enzimi. |
|
| Plastidi su karakteristični samo za biljne ćelije i dolaze u tri tipa: | Dvomembranske stanične organele | |
| hloroplasti | Have zelene boje ovalnog oblika, omeđen od citoplazme sa dvije troslojne membrane. Unutar hloroplasta postoje lica na kojima je koncentrisan sav hlorofil | Koristite svjetlosnu energiju sunca i stvarajte organske tvari od neorganskih |
| hromoplasti | Žuta, narandžasta, crvena ili smeđa, nastala kao rezultat akumulacije karotena | Daj razni dijelovi biljke crvene i žute boje |
| leukoplasti | Bezbojni plastidi (nalaze se u korijenu, gomoljima, lukovicama) | Pohranjuju rezervne hranljive materije |
| Golgijev kompleks | Može imati različitih oblika i sastoji se od šupljina ograničenih membranama i cijevima koje se pružaju od njih s mjehurićima na kraju |
|
| Lizozomi | Okrugla tijela prečnika oko 1 mikrona. Na površini imaju membranu (kožu) unutar koje se nalazi kompleks enzima | Obavljaju funkciju probave - probavljaju čestice hrane i uklanjaju mrtve organele |
| Organele kretanja ćelija |
|
|
| Ćelijske inkluzije | To su nestabilne komponente ćelije - ugljikohidrati, masti i proteini | Rezervni nutrijenti koji se koriste tokom života ćelije |
| Ćelijski centar | Sastoji se od dva mala tijela - centriola i centrosfere - zbijenog dijela citoplazme | Igranje važnu ulogu tokom ćelijske diobe |
Eukarioti imaju veliko bogatstvo organela i imaju jezgre koje sadrže hromozome u obliku nukleoproteina (kompleks DNK sa proteinom histonom). Eukarioti uključuju većinu modernih biljaka i životinja, jednostaničnih i višećelijskih.
Postoje dva nivoa ćelijske organizacije:
- prokariotski - njihovi organizmi su vrlo jednostavno strukturirani - to su jednoćelijski ili kolonijalni oblici koji čine kraljevstvo sačmarica, plavo-zelenih algi i virusa
- eukariotski - jednoćelijski kolonijalni i višećelijski oblici, od najjednostavnijih - rizoma, flagelata, cilijata - do viših biljaka i životinja, koji čine biljno carstvo, carstvo gljiva, carstvo životinja
| Glavne organele | Struktura | Funkcije |
|---|---|---|
| Jezgra biljnih i životinjskih ćelija | Okruglog ili ovalnog oblika | |
| Nuklearni omotač se sastoji od 2 membrane sa porama |
|
|
| Nuklearni sok (karioplazma) - polutečna tvar | Okruženje u kojem se nalaze nukleoli i hromozomi | |
| Nukleoli su sfernog ili nepravilnog oblika | Oni sintetiziraju RNK, koja je dio ribozoma | |
| Hromozomi su guste, izdužene ili niti nalik strukture vidljive samo tokom diobe ćelije | Sadrži DNK, koji sadrži nasljedne informacije koje se prenose s generacije na generaciju |
Sve ćelijske organele, usprkos posebnostima njihove strukture i funkcija, međusobno su povezane i "rade" za ćeliju kao jedinstven sistem u kojem je citoplazma povezujuća karika.
Posebni biološki objekti koji zauzimaju srednju poziciju između žive i nežive prirode su virusi, koje je 1892. godine otkrio D.I.
Virusi se razmnožavaju samo u stanicama biljaka, životinja i ljudi, uzrokujući razne bolesti. Virusi imaju vrlo slojevitu strukturu i sastoje se od nukleinske kiseline (DNK ili RNK) i proteinske ljuske. Izvan ćelija domaćina, virusna čestica ne pokazuje nikakve vitalne funkcije: ne hrani se, ne diše, ne raste, ne razmnožava se.
Cell je najmanji i najosnovniji strukturna jedinicaživi organizmi sposobni za samoobnavljanje, samoregulaciju i samoreprodukciju.
Karakteristične veličine ćelija: bakterijske ćelije - od 0,1 do 15 mikrona, ćelije drugih organizama - od 1 do 100 mikrona, ponekad dostižući 1-10 mm; jaja velikih ptica - do 10-20 cm, procesi nervnih ćelija - do 1 m.
Oblik ćelije vrlo raznolika: postoje sferne ćelije (koke), lanac (streptokoki), izduženi (štapići ili bacili), zakrivljena (vibrio), presvučeno (spirila), višestruko, sa motornim flagelama itd.
Vrste ćelija: prokariotske(nenuklearni) i eukariotski (koji imaju formirano jezgro).
Eukariotskićelije se, pak, dijele na ćelije životinja, biljaka i gljiva.
Strukturna organizacija eukariotske ćelije
Protoplast- ovo je sav živi sadržaj ćelije. Protoplast svih eukariotskih ćelija sastoji se od citoplazme (sa svim organelama) i jezgra.
Citoplazma- ovo je unutrašnji sadržaj ćelije, sa izuzetkom jezgra, koji se sastoji od hijaloplazme, organela uronjene u nju i (u nekim tipovima ćelija) intracelularnih inkluzija (rezervnih nutrijenata i/ili krajnjih proizvoda metabolizma).
Hyaloplasma- glavna plazma, citoplazmatski matriks, glavna supstanca, koja je unutrašnje okruženje ćelije i predstavlja viskozni bezbojni koloidni rastvor (sadržaj vode do 85%) različitih supstanci: proteina (10%), šećera, organskih i neorganske kiseline, aminokiseline, polisaharidi, RNK, lipidi, mineralne soli, itd.
■ Hijaloplazma je medij za unutarćelijske metaboličke reakcije i povezujuća karika između ćelijskih organela; sposoban je za reverzibilne prijelaze iz sol u gel, njegov sastav određuje puferska i osmotska svojstva ćelije. Citoplazma sadrži citoskelet koji se sastoji od mikrotubula i kontraktilnih proteinskih filamenata.
■ Citoskelet određuje oblik ćelije i uključen je u unutarćelijsko kretanje organela i pojedinačnih supstanci. Jezgro je najveća organela eukariotske ćelije, koja sadrži hromozome u kojima su pohranjene sve nasljedne informacije (vidi dolje za više detalja).
Strukturne komponente eukariotske ćelije:
■ plazmalema (plazma membrana),
■ ćelijski zid (samo u biljne ćelije i pečurke),
■ biološke (elementarne) membrane,
■ jezgro,
■ endoplazmatski retikulum (endoplazmatski retikulum),
■ mitohondrije,
■ Golgijev kompleks,
■ hloroplasti (samo u biljnim ćelijama),
■ lizozomi, s
■ ribozomi,
■ ćelijski centar,
■ vakuole (samo u biljnim i gljivičnim ćelijama),
■ mikrotubule,
■ cilije, flagele.
Sheme strukture životinjskih i biljnih stanica su date u nastavku:
Biološke (elementarne) membrane- To su aktivni molekularni kompleksi koji razdvajaju unutarćelijske organele i ćelije. Sve membrane imaju sličnu strukturu.
Struktura i sastav membrana: debljina 6-10 nm; Sastoje se uglavnom od proteinskih molekula i fosfolipida.
■Fosfolipidi formiraju dvostruki (bimolekularni) sloj u kojem su njihovi molekuli okrenuti prema svojim hidrofilnim (vodotopivim) krajevima prema van, a hidrofobnim (netopivim u vodi) prema unutra prema membrani.
■ Proteinski molekuli nalazi se na obje površine lipidnog dvosloja ( perifernih proteina), prodiru u oba sloja molekula lipida ( integral proteini, od kojih su većina enzimi) ili samo jedan njihov sloj (poluintegralni proteini).
Svojstva membrane: plastičnost, asimetrija(sastav vanjskog i unutrašnjeg sloja i lipida i proteina je različit), polaritet (vanjski sloj je pozitivno nabijen, unutrašnji negativno nabijen), sposobnost samozatvaranja, selektivna permeabilnost (u ovom slučaju hidrofobna supstance prolaze kroz lipidni dvosloj, a hidrofilne prolaze kroz pore u integralnim proteinima).
Funkcije membrane: barijera (odvaja sadržaj organoida ili ćelije od okoline), strukturna (obezbeđuje određeni oblik, veličinu i stabilnost organoida ili ćelije), transportna (osigurava transport supstanci u i iz organoida ili ćelije), katalitička (osigurava biohemijske procese u blizini membrane), regulatorno (učestvuje u regulaciji metabolizma i energije između organele ili ćelije i spoljašnje sredine), učestvuje u konverziji energije i održavanju transmembranskog električnog potencijala.
Plazma membrana (plazmalema)
Plazma membrana, ili plazmalema, je biološka membrana ili kompleks bioloških membrana koje su čvrsto jedna uz drugu, pokrivajući ćeliju izvana.
Struktura, svojstva i funkcije plazmaleme su u osnovi iste kao i elementarne biološke membrane.
❖ Strukturne karakteristike:
■ vanjska površina plazmaleme sadrži glikokaliks – polisaharidni sloj molekula glikolipoida i glikoproteina koji služe kao receptori za “prepoznavanje” određenih hemijske supstance; u životinjskim ćelijama može biti prekriven sluzi ili hitinom, a u biljne ćelije— celulozu ili pektinske supstance;
■ obično plazmalema formira izbočine, invaginacije, nabore, mikroresice, itd., povećavajući površinu ćelije.
■ Dodatne funkcije: receptor (učestvuje u „prepoznavanju“ supstanci i u percepciji signala iz okoline i prenošenju ih do ćelije), obezbeđujući komunikaciju između ćelija u tkivima višećelijski organizam, učešće u izgradnji posebnih ćelijskih struktura (flagella, cilia, itd.).
ćelijski zid (koverta)
Ćelijski zid je kruta struktura koja se nalazi izvan plazmaleme i predstavlja vanjski omotač ćelije. Prisutan u prokariotskim ćelijama i ćelijama gljiva i biljaka.
❖Sastav ćelijskog zida: celuloza u biljnim ćelijama i hitin u gljivičnim ćelijama (strukturne komponente), proteini, pektini (koji su uključeni u formiranje ploča koje drže zajedno zidove dveju susednih ćelija), lignin (koji celulozna vlakna drži zajedno u veoma čvrst okvir) , suberin (iznutra se taloži na školjku i čini je praktično nepropusnom za vodu i rastvore) itd. Vanjska površinaĆelijski zid biljnih epidermalnih ćelija sadrži veliku količinu kalcijum karbonata i silicijum dioksida (mineralizacija) i prekriven je hidrofobnim supstancama voskova i kutikule (sloj kutinske supstance kroz koju prodiru celuloza i pektini).
❖ Funkcije ćelijskog zida: služi kao vanjski okvir, održava turgor stanica, obavlja zaštitne i transportne funkcije.
Ćelijske organele
Organele (ili organele)- To su trajne, visoko specijalizovane unutarćelijske strukture koje imaju specifičnu strukturu i obavljaju odgovarajuće funkcije.
❖ Po namjeni
organele se dijele na:
■ organele opšte namene (mitohondrije, Golgijev kompleks, endoplazmatski retikulum, ribozomi, centriole, lizozomi, plastidi) i
■ organele posebne namjene(miofibrile, flagele, cilije, vakuole).
❖ Prisutnošću membrane
organele se dijele na:
■ dvostruka membrana (mitohondrije, plastidi, ćelijsko jezgro),
■ jednomembranski (endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks, lizozomi, vakuole) i
■ nemembranski (ribozomi, ćelijski centar).
Unutrašnji sadržaj membranskih organela uvijek se razlikuje od hijaloplazme koja ih okružuje.
Mitohondrije- dvomembranske organele eukariotskih stanica koje provode oksidaciju organska materija do konačnih proizvoda uz oslobađanje energije pohranjene u molekulima ATP-a.
■ Struktura:štapićasti, sferični i nitisti oblici, debljine 0,5-1 µm, dužine 2-7 µm; dvostruka membrana, vanjska membrana je glatka i ima visoku propusnost, unutrašnja membrana formira nabore - kriste, na kojima se nalaze sferna tijela - ATP-somi. Ioni vodonika 11, koji su uključeni u disanje kisika, akumuliraju se u prostoru između membrana.
■ Interni sadržaj (matrica): ribozomi, kružna DNK, RNK, aminokiseline, proteini, enzimi Krebsovog ciklusa, enzimi tkivnog disanja (nalaze se na kristama).
■ Funkcije: oksidacija supstanci do CO 2 i H 2 O; sinteza ATP-a i specifičnih proteina; formiranje novih mitohondrija kao rezultat fisije na dva dijela.
Plastidi(dostupno samo u biljnim ćelijama i autotrofnim protistima).
■ Vrste plastida: hloroplasti (zeleno), leukoplasti (bezbojan, okruglog oblika), hromoplasti (žuta ili narandžasta); plastidi se mogu mijenjati iz jedne vrste u drugu.
■Struktura hloroplasta: dvomembranske su, okruglog ili ovalnog oblika, dužine 4-12 µm, debljine 1-4 µm. Vanjska opna je glatka, unutrašnja ima tilakoidi - nabori koji formiraju zatvorene invaginacije u obliku diska, između kojih se nalazi stroma (vidi dolje). U višim biljkama, tilakoidi se skupljaju u hrpe (poput stupca novčića) zrna , koji su međusobno povezani lamele (pojedinačne membrane).
■ Sastav hloroplasta: u membranama tilakoida i grana - zrna klorofila i drugih pigmenata; unutrašnji sadržaj (stroma): proteini, lipidi, ribozomi, kružna DNK, RNK, enzimi uključeni u fiksaciju CO 2, supstance za skladištenje.
■Funkcije plastida: fotosinteza (hloroplasti sadržani u zelenim biljnim organima), sinteza specifičnih proteina i akumulacija rezervnih nutrijenata: skroba, proteina, masti (leukoplasti), davanje boje biljnim tkivima kako bi se privukli insekti oprašivači i distributeri plodova i sjemena (hromoplasti).
Endoplazmatski retikulum (EPS), ili endoplazmatski retikulum, koji se nalazi u svim eukariotskim ćelijama.
■Struktura: je sistem međusobno povezanih tubula, cijevi, cisterni i šupljina raznih oblika i veličine, čije zidove formiraju elementarne (jednostruke) biološke membrane. Postoje dvije vrste EPS-a: granularni (ili hrapavi), koji sadrže ribozome na površini kanala i šupljina, i agranularni (ili glatki), koji ne sadrže ribozome.
■Funkcije: podjela ćelijske citoplazme na odjeljke koji sprječavaju miješanje kemijskih procesa koji se u njima odvijaju; grubi ER akumulira, izolira za sazrijevanje i transportuje proteine sintetizirane ribosomima na svojoj površini, sintetizira ćelijske membrane; gladak EPS sintetizira i transportuje lipide, složene ugljikohidrate i steroidne hormone, uklanja toksične tvari iz stanice.
Golgijev kompleks (ili aparat) — membranske organele eukariotska ćelija, koja se nalazi u blizini ćelijskog jezgra, koja je sistem rezervoara i vezikula i koja je uključena u akumulaciju, skladištenje i transport supstanci, izgradnju ćelijske membrane i formiranje lizosoma.
■Struktura: kompleks je diktiosom - gomila membranom vezanih ravnih vrećica u obliku diska (cisterni), iz kojih pupaju vezikule, i sistem membranskih tubula koji povezuju kompleks sa kanalima i šupljinama glatke ER.
■Funkcije: formiranje lizosoma, vakuola, plazmaleme i ćelijskog zida biljne ćelije (nakon njene deobe), lučenje niza složenih organskih materija (pektinske materije, celuloza i dr. u biljkama; glikoproteini, glikolipidi, kolagen, mlečni proteini , žuč, niz hormona itd. životinje); akumulacija i dehidracija lipida transportovanih duž EPS-a (iz glatkog EPS-a), modifikacija i akumulacija proteina (iz granularnog EPS-a i slobodnih ribozoma citoplazme) i ugljenih hidrata, uklanjanje supstanci iz ćelije.
Zrele diktiosomske cisterne koje spajaju vezikule (Golgijeve vakuole), ispunjen sekretom, koji tada ili koristi sama ćelija ili se uklanja izvan njenih granica.
❖ Lizozomi- ćelijske organele koje osiguravaju razgradnju složenih molekula organskih tvari; formiraju se od vezikula odvojenih od Golgijevog kompleksa ili glatkog ER i prisutni su u svim eukariotskim ćelijama.
■ Struktura i sastav: lizozomi su male okrugle vezikule s jednom membranom promjera 0,2-2 µm; ispunjen hidrolitičkim (probavnim) enzimima (~40), sposobnim za razlaganje proteina (do aminokiselina), lipida (do glicerola i viših karboksilnih kiselina), polisaharida (do monosaharida) i nukleinskih kiselina (do nukleotida).
Spajajući se sa endocitnim vezikulama, lizozomi formiraju digestivnu vakuolu (ili sekundarni lizozom), gde dolazi do razgradnje složenih organskih supstanci; nastali monomeri ulaze u ćelijsku citoplazmu kroz membranu sekundarnog lizosoma, a neprobavljene (nehidrolizirane) tvari ostaju u sekundarnom lizozomu i zatim se, po pravilu, izlučuju izvan stanice.
■ Funkcije: heterofagija- razgradnju stranih supstanci koje ulaze u ćeliju putem endocitoze, autofagije - uništavanja ćeliji nepotrebnih struktura; autoliza je samouništenje ćelije koje nastaje kao rezultat oslobađanja sadržaja lizosoma tokom stanične smrti ili degeneracije.
❖ Vakuole- velike vezikule ili šupljine u citoplazmi koje nastaju u ćelijama biljaka, gljiva i mnogih protisti i omeđen elementarnom membranom - tonoplastom.
■ Vakuole protisti dijele se na probavne i kontraktilne (imaju snopove elastičnih vlakana u membranama i služe za osmotsku regulaciju ravnoteže vode u stanicama).
■Vakuole biljne ćelije ispunjen ćelijskim sokom - vodeni rastvor razne organske i neorganske supstance. Oni također mogu sadržavati toksične i taninske tvari i krajnje produkte aktivnosti stanica.
■Vakuole biljnih ćelija mogu se spojiti u centralnu vakuolu, koja zauzima do 70-90% zapremine ćelije i kroz koju mogu prodreti niti citoplazme.
Funkcije: akumulacija i izolacija rezervnih supstanci i supstanci namenjenih izlučivanju; održavanje turgorskog pritiska; osiguravanje rasta stanica zbog istezanja; regulacija ravnoteže vode u ćeliji.
♦Ribozomi- ćelijske organele, prisutne u svim ćelijama (u količini od nekoliko desetina hiljada), locirane na membranama granularnog EPS-a, u mitohondrijima, hloroplastima, citoplazmi i spoljnoj nuklearnoj membrani i vrše biosintezu proteina; Ribosomske podjedinice se formiraju u nukleolima.
■ Struktura i sastav: ribozomi su najmanje (15-35 nm) nemembranske granule okruglog oblika i oblika pečuraka; imaju dva aktivna centra (aminoacil i peptidil); sastoje se od dvije nejednake podjedinice - velike (u obliku hemisfere sa tri izbočine i kanala), koja sadrži tri RNA molekula i protein, i male (sadrži jedan RNA molekul i protein); podjedinice su povezane pomoću Mg+ jona.
■ Funkcija: sinteza proteina iz aminokiselina.
❖ Ćelijski centar- organela većine životinjskih ćelija, nekih gljiva, algi, mahovina i paprati, koja se nalazi (u interfazi) u centru ćelije blizu jezgra i služi kao inicijacijski centar za sklapanje mikrotubule .
■ Struktura:Ćelijski centar se sastoji od dva centriola i centrosfere. Svaki centriol (slika 1.12) ima izgled cilindra dužine 0,3-0,5 µm i prečnika 0,15 µm, čije zidove čini devet trojki mikrotubula, a sredina je ispunjena homogenom supstancom. Centriole su smještene okomito jedna na drugu i okružene su gustim slojem citoplazme sa zračećim mikrotubulama koje formiraju zračeću centrosferu. Tokom diobe ćelije, centriole se kreću prema polovima.
■ Glavne funkcije: formiranje polova ćelijske diobe i ahromatskih filamenata diobenog vretena (ili mitotičkog vretena), osiguravajući jednaku distribuciju genetskog materijala između ćelija kćeri; u interfazi usmjerava kretanje organela u citoplazmi.
Cytosklst ćelije je sistem mikrofilamenti I mikrotubule , prodire u citoplazmu stanice, povezan je s vanjskom citoplazmatskom membranom i nuklearnom ovojnicom i održava oblik stanice.
■Mikroprirubnice- tanki, kontraktilni filamenti debljine 5-10 nm koji se sastoje od proteina ( aktin, miozin i sl.). Nalazi se u citoplazmi svih ćelija i pseudopodima pokretnih ćelija.
Funkcije: mikrofilamenti obezbeđuju motoričku aktivnost hijaloplazme, direktno su uključeni u promenu oblika ćelije tokom širenja i ameboidnog kretanja ćelija protista i učestvuju u stvaranju konstrikcije tokom deobe životinjskih ćelija; jedan od glavnih elemenata ćelijskog citoskeleta.
■ Mikrotubule- tanki šuplji cilindri (25 nm u prečniku), koji se sastoje od proteinskih molekula tubulina, raspoređenih u spiralne ili prave redove u citoplazmi eukariotskih ćelija.
Funkcije: mikrotubule formiraju vretenaste filamente, dio su centriola, cilija, flagela i učestvuju u unutarćelijskom transportu; jedan od glavnih elemenata ćelijskog citoskeleta.
Organele kretanja — flagele i cilije , prisutni su u mnogim ćelijama, ali su češći kod jednoćelijskih organizama.
■ Cilia- brojne citoplazmatske kratke (5-20 µm duge) projekcije na površini plazmaleme. Dostupan na površini razne vrsteživotinjske ćelije i neke biljke.
■ Flagella- pojedinačne citoplazmatske projekcije na površini ćelija mnogih protista, zoospora i spermatozoida; ~10 puta duže od cilija; koriste se za kretanje.
■ Struktura: od njih se sastoje cilije i bičevi (slika 1.14). mikrotubule, raspoređenih po sistemu 9 × 2 + 2 (devet duplih mikrotubula - dubleta čine zid, u sredini se nalaze dve pojedinačne mikrotubula). Dupleti su u stanju da klize jedan pored drugog, što dovodi do savijanja cilije ili flageluma. U osnovi bičaka i cilija nalaze se bazalna tijela, po strukturi identična centriolama.
■ Funkcije: cilije i flagele obezbeđuju kretanje samih ćelija ili okolne tečnosti i čestica suspendovanih u njoj.
Inkluzije
Inkluzije- nestalne (privremeno postojeće) komponente ćelijske citoplazme, čiji sadržaj varira u zavisnosti od funkcionalnog stanja ćelije. Postoje trofičke, sekretorne i izlučujuće inkluzije.
■ Trofičke inkluzije - to su rezerve nutrijenata (masti, škrobna i proteinska zrna, glikogen).
■ Sekretorne inkluzije- to su otpadni proizvodi endokrinih i egzokrinih žlijezda (hormoni, enzimi).
■ Ekskretorne inkluzije- To su metabolički produkti u ćeliji koji se moraju izlučiti iz ćelije.
Nukleus i hromozomi
Core- najveća organela; je obavezna komponenta svih eukariotskih ćelija (sa izuzetkom ćelija floemske sitaste cevi viših biljaka i zrelih eritrocita sisara). Većina ćelija ima jedno jezgro, ali postoje dve i višejezgrene ćelije. Postoje dva stanja jezgra: interfazno i fisivno
Interfazno jezgro obuhvata nuklearni omotač(odvaja unutrašnji sadržaj jezgra od citoplazme), nuklearni matriks (karioplazma), hromatin i nukleole. Oblik i veličina jezgra ovise o vrsti organizma, vrsti, starosti i funkcionalnom stanju ćelije. Ima visok sadržaj DNK (15-30%) i RNK (12%).
■ Funkcije kernela: skladištenje i prijenos nasljednih informacija u obliku nepromijenjene strukture DNK; regulacija (kroz sistem sinteze proteina) svih vitalnih procesa ćelije.
❖ Nuklearni omotač(ili kariolema) se sastoji od vanjske i unutrašnje biološke membrane, između kojih se nalazi perinuklearni prostor. Unutrašnja membrana ima proteinsku laminu koja daje oblik jezgru. Vanjska membrana je povezana sa ER i nosi ribozome. Školjka je prožeta nuklearnim porama, kroz koje dolazi do izmjene tvari između jezgre i citoplazme. Broj pora nije konstantan i zavisi od veličine jezgra i njegove funkcionalne aktivnosti.
■ Funkcije nuklearnog omotača: odvaja jezgro od citoplazme ćelije, reguliše transport materija iz jezgra u citoplazmu (RNA, ribosomske podjedinice) i iz citoplazme u jezgro (proteini, masti, ugljeni hidrati, ATP, voda, joni).
❖ hromozom- najvažnija organela jezgre, koja sadrži jednu molekulu DNK u kompleksu sa specifičnim histonskim proteinima i nekim drugim supstancama, od kojih se većina nalazi na površini hromozoma.
U zavisnosti od faze životnog ciklusa ćelije, hromozomi mogu biti u njoj dvije države — despiralizovano i spiralizovano.
» U despiraliziranom stanju, hromozomi su u periodu međufaza ćelijskog ciklusa, formirajući niti nevidljive u optičkom mikroskopu koje čine osnovu hromatin .
■ Spiralizacija, praćena skraćivanjem i zbijanjem (100-500 puta) lanaca DNK, se dešava u procesu ćelijska dioba ; dok hromozomi poprimaju kompaktan oblik i postaju vidljivi pod optičkim mikroskopom.
hromatin- jedna od komponenti nuklearne materije tokom interfaznog perioda, čija je osnova razmotanih hromozoma u obliku mreže dugih tankih lanaca molekula DNK u kompleksu sa histonima i drugim supstancama (RNA, DNK polimeraza, lipidi, minerali, itd.); dobro se boji bojama koje se koriste u histološkoj praksi.
■ U hromatinu, delovi molekula DNK omotavaju se oko histona, formirajući nukleozome (izgledaju kao perle).
Chromatid je strukturni element hromozoma, koji je lanac molekule DNK u kompleksu sa histonskim proteinima i drugim supstancama, više puta presavijen poput superheliksa i upakovan u obliku štapićastog tijela.
■ Tokom helikalizacije i pakovanja, pojedinačni delovi DNK su raspoređeni na pravilan način tako da se na hromatidama formiraju naizmenične poprečne pruge.
❖ Struktura hromozoma (slika 1.16). U spiraliziranom stanju, hromozom je struktura u obliku štapa veličine oko 0,2-20 µm, koja se sastoji od dvije hromatide i podijeljena u dva kraka primarnom suženjem zvanom centromera. Kromosomi mogu imati sekundarnu konstrikciju koja razdvaja regiju koja se zove satelit. Neki hromozomi imaju dio ( nukleolarnog organizatora ), koji kodira strukturu ribosomalne RNK (rRNA).
Vrste hromozoma zavisno od njihovog oblika: jednaka ramena , nejednaka ramena (centromera je pomerena sa sredine hromozoma), u obliku štapa (centromera je blizu kraja hromozoma).
Nakon anafaze mitoze i anafaze mejoze II, hromozomi se sastoje od jednog hromitida, a nakon replikacije (udvostručavanja) DNK u sintetičkom (S) stadijumu interfaze, sastoje se od dva sestrinska hromitida međusobno povezana na centromeri. Tokom diobe ćelije, mikrotubule vretena su pričvršćene za centromeru.
❖ Funkcije hromozoma:
■ sadrže genetski materijal
- DNK molekule;
■ izvršiti DNK sinteza
(tokom udvostručavanja hromozoma u S-periodu ćelijskog ciklusa) i mRNA;
■ reguliše sintezu proteina;
■ kontroliše vitalnu aktivnost ćelije.
Homologni hromozomi- hromozomi koji pripadaju istom paru, identičnog oblika, veličine, položaja centromera, nose iste gene i određuju razvoj istih karakteristika. Homologni hromozomi mogu se razlikovati po alelima gena koje sadrže i razmjenjivati dijelove tokom mejoze (crossing over).
Autosome hromozomi u ćelijama dvodomnih organizama, identični kod mužjaka i ženki iste vrste (svi su to hromozomi ćelije sa izuzetkom polnih).
Spolni hromozomi(ili heterohromozomi ) su hromozomi koji nose gene koji određuju spol živog organizma.
Diploidni set(označeno 2p) - hromozomski set somatski ćelije u kojima ima svaki hromozom njegov upareni homologni hromozom . Tijelo prima jedan od hromozoma diploidnog seta od oca, a drugi od majke.
■ Diploidni set osoba sastoji se od 46 hromozoma (od toga 22 para homolognih hromozoma i dva polna hromozoma: žene imaju dva X hromozoma, muškarci imaju po jedan X i Y hromozom).
Haploidni set(označeno sa 1l) - single hromozomski set seksualno ćelije ( gamete ), u kojoj su hromozomi nemaju uparene homologne hromozome . Haploidni skup nastaje tokom formiranja gameta kao rezultat mejoze, kada iz svakog para homolognih hromozoma samo jedan ulazi u gametu.
Kariotip je skup konstantnih kvantitativnih i kvalitativnih morfološke karakteristike, karakterističan za hromozome somatskih ćelija organizmi određene vrste (njihov broj, veličina i oblik), po kojima se može nedvosmisleno identificirati diploidni skup hromozoma.
Nucleolus- okrugla, visoko zbijena, neograničena
tijelo membrane veličine 1-2 mikrona. Jezgro ima jednu ili više nukleola. Jezgra se formira oko nukleolnih organizatora nekoliko hromozoma koji se međusobno privlače. Tokom nuklearne diobe, jezgre se uništavaju i ponovo formiraju na kraju diobe.
■ Sastav: proteini 70-80%, RNK 10-15%, DNK 2-10%.
■ Funkcije: sinteza r-RNA i t-RNA; sastavljanje ribosomskih podjedinica.
Karioplazma (ili nukleoplazma, kariolimfa, nuklearni sok ) je bezstrukturna masa koja ispunjava prostor između struktura jezgra, u koji su uronjeni kromatin, nukleole i razne intranuklearne granule. Sadrži vodu, nukleotide, aminokiseline, ATP, RNK i enzimske proteine.
Funkcije: osigurava međusobnu povezanost nuklearnih struktura; učestvuje u transportu supstanci iz jezgra u citoplazmu i iz citoplazme u jezgro; reguliše sintezu DNK tokom replikacije, sintezu mRNA tokom transkripcije.
Komparativne karakteristike eukariotskih ćelija
Značajke strukture prokariotskih i eukariotskih stanica
Transport materija
Transport materija- ovo je proces transporta potrebnih supstanci kroz tijelo, do ćelija, unutar ćelije i unutar ćelije, kao i uklanjanje otpadnih tvari iz ćelije i tijela.
Intracelularni transport supstanci osigurava hijaloplazma i (u eukariotskim ćelijama) endoplazmatski retikulum (ER), Golgijev kompleks i mikrotubule. Prijevoz tvari će biti opisan kasnije na ovoj stranici.
Načini transporta tvari kroz biološke membrane:
■ pasivni transport (osmoza, difuzija, pasivna difuzija),
■ aktivni transport,
■ endocitoza,
■ egzocitoza.
Pasivni transport ne zahtijeva utrošak energije i javlja se duž gradijenta koncentracija, gustina ili elektrohemijski potencijal.
Osmoza je prodiranje vode (ili drugog rastvarača) kroz polupropusnu membranu iz manje koncentrisane otopine u više koncentrisanu.
Difuzija- penetracija supstance kroz membranu duž gradijenta koncentracija (iz područja s višom koncentracijom tvari u područje s nižom koncentracijom).
Difuzija vode i jona provode se uz učešće integralnih membranskih proteina koji imaju pore (kanale), difuzija supstanci rastvorljivih u mastima se odvija uz učešće lipidne faze membrane.
Olakšana difuzija kroz membranu se odvija uz pomoć posebnih membranskih transportnih proteina, vidi sliku.
Aktivan transport zahtijeva utrošak energije koja se oslobađa pri razgradnji ATP-a, a služi za transport tvari (jona, monosaharida, aminokiselina, nukleotida) protiv gradijenta njihova koncentracija ili elektrohemijski potencijal. Obavljaju ga specijalni proteini nosači permiases , imaju jonske kanale i formiraju se jonske pumpe .
Endocitoza- hvatanje i omotavanje makromolekula (proteina, nukleinskih kiselina, itd.) i mikroskopskih čvrstih čestica hrane ( fagocitoza ) ili kapljice tečnosti sa supstancama otopljenim u njoj ( pinocitoza ) i zatvarajući ih u membransku vakuolu, koja se uvlači „u ćeliju. Vakuola se zatim spaja sa lizozomom, čiji enzimi razgrađuju molekule zarobljene supstance u monomere.
Egzocitoza- proces obrnut od endocitoze. Kroz egzocitozu, stanica uklanja intracelularne produkte ili nesvarene ostatke zatvorene u vakuole ili vezikule.
ćelija - to je strukturna i funkcionalna jedinica živog organizma, sposobna za podjelu i razmjenu sa okolinom. On prenosi genetske informacije putem samoreprodukcije.
Ćelije su veoma raznolike po strukturi, funkciji, obliku i veličini (slika 1). Potonji se kreću od 5 do 200 mikrona. Najveće ćelije u ljudskom tijelu su jaje i nervne ćelije, a najmanji su limfociti krvi. Oblik ćelija je sferičan, vretenast, ravan, kubičan, prizmatičan itd. Neke ćelije, zajedno sa procesima, dostižu dužinu i do 1,5 m ili više (npr. neuroni).
Rice. 1. Oblici ćelija:
1 - nervozan; 2 - epitelni; 3 - tkani konektori; 4 - glatki mišići; 5- eritrocit; 6- sperma; 7-jajne ćelije
Svaka ćelija ima složenu strukturu i predstavlja sistem biopolimera, koji sadrži jezgro, citoplazmu i organele koje se nalaze u njoj (slika 2). Ćelija je odvojena od spoljašnje sredine ćelijskom membranom - plazma lema(debljine 9-10 mm), koji transportuje neophodne supstance u ćeliju, i obrnuto, stupa u interakciju sa susednim ćelijama i međućelijska supstanca. Unutar ćelije je jezgro, u kojoj se odvija sinteza proteina, on pohranjuje genetske informacije u obliku DNK (deoksiribonukleinske kiseline). Jedro može imati okrugli ili jajoliki oblik, ali je u ravnim ćelijama nešto spljošteno, au leukocitima je u obliku štapića ili graha. Nema ga u eritrocitima i trombocitima. Na vrhu, jezgro je prekriveno nuklearnim omotačem, koji je predstavljen vanjskom i unutarnjom membranom. Jezgro sadrži nukleohazam, koja je gelasta supstanca i sadrži hromatin i nukleolus.
Rice. 2. Shema ultramikroskopske ćelijske strukture
(prema M.R. Sapin, G.L. Bilich, 1989):
1 - citolema (plazma membrana); 2 - pinocitotični vezikuli; 3 - centrosom (ćelijski centar, citocentar); 4 - hijaloplazma; 5 - endoplazmatski retikulum (o - membrane endoplazmatskog retikuluma, b - ribozomi); 6- jezgro; 7- veza perinuklearnog prostora sa šupljinama endoplazmatskog retikuluma; 8 - nuklearne pore; 9 - nucleolus; 10 - intracelularni mrežasti aparat (Golgijev kompleks); 77-^ sekretorne vakuole; 12- mitohondrije; 7J - lizozomi; 74-tri uzastopne faze fagocitoze; 75 - veza stanične membrane (citolema) sa membranama endoplazmatskog retikuluma
Core surrounds citoplazma, koji uključuje hijaloplazmu, organele i inkluzije.
Hyaloplasma- ovo je glavna tvar citoplazme, učestvuje u metaboličkim procesima ćelije, sadrži proteine, polisaharide, nukleinsku kiselinu itd.
Stalni dijelovi ćelije koji imaju specifičnu strukturu i obavljaju biohemijske funkcije nazivaju se organele. To uključuje ćelijski centar, mitohondrije, Golgijev kompleks, endoplazmatski (citoplazmatski) retikulum.
Ćelijski centar obično se nalazi u blizini jezgra ili Golgijevog kompleksa, sastoji se od dvije guste formacije - centriola, koje su dio vretena pokretne ćelije i formiraju cilije i flagele.
Mitohondrije Imaju oblik zrna, niti, štapića, a formiraju se od dvije membrane - unutrašnje i vanjske. Dužina mitohondrija kreće se od 1 do 15 µm, prečnik - od 0,2 do 1,0 µm. Unutrašnja membrana formira nabore (kriste) u kojima se nalaze enzimi. U mitohondrijima dolazi do razgradnje glukoze, aminokiselina, oksidacije masnih kiselina i stvaranja ATP-a (adenozin trifosforne kiseline) – glavnog energetskog materijala.
Golgijev kompleks (intracelularni retikularni aparat) ima oblik mjehurića, ploča, cijevi smještenih oko jezgra. Njegova funkcija je da transportuje supstance, hemijski ih obrađuje i uklanja otpadne proizvode iz ćelije van ćelije.
Endoplazmatski (citoplazmatski) retikulum formirana od agranularne (glatke) i granularne (granularne) mreže. Agranularni endoplazmatski retikulum formiraju uglavnom male cisterne i cijevi promjera 50-100 nm, koje učestvuju u razmjeni lipida i polisaharida. Zrnati endoplazmatski retikulum sastoji se od ploča, cijevi, cisterni, čiji su zidovi susjedni malim formacijama - ribosomima koji sintetiziraju proteine.
Citoplazma takođe ima trajne akumulacije pojedinačnih supstanci, koje se nazivaju citoplazmatskim inkluzijama i proteinske su, masne i pigmentne prirode.
Ćelija, kao dio višećelijskog organizma, obavlja glavne funkcije: asimilaciju pristiglih tvari i njihov razgradnju uz stvaranje energije potrebne za održavanje vitalnih funkcija organizma. Ćelije također imaju razdražljivost (motoričke reakcije) i mogu se razmnožavati diobom. Podjela ćelija može biti indirektna (mitoza) ili redukciona (mejoza).
Mitoza- najčešći oblik ćelijska dioba. Sastoji se od nekoliko faza - profaze, metafaze, anafaze i telofaze. Jednostavna (ili direktna) podjela ćelija - amitoza - javlja se rijetko u slučajevima kada je ćelija podijeljena na jednake ili nejednake dijelove. mejoza - oblik nuklearne diobe u kojem se broj hromozoma u oplođenoj ćeliji prepolovi i uočava se restrukturiranje genskog aparata ćelije. Period od jedne diobe ćelije do druge zove se njen životni ciklus.
| |
