Rumah Sakit gigi Fungsi membran plasma. Mekanisme pengangkutan bahan melalui plasmalemma

Sakit gigi

Fungsi membran plasma. Mekanisme pengangkutan bahan melalui plasmalemma

Bahagian luar sel ditutup dengan membran plasma (atau membran sel luar) kira-kira 6-10 nm tebal.

Membran sel ialah filem padat protein dan lipid (terutamanya fosfolipid). Molekul lipid disusun secara teratur - berserenjang dengan permukaan, dalam dua lapisan, supaya bahagiannya yang berinteraksi secara intensif dengan air (hidrofilik) diarahkan ke luar, dan bahagiannya lengai kepada air (hidrofobik) diarahkan ke dalam.

Molekul protein terletak dalam lapisan tidak berterusan pada permukaan kerangka lipid pada kedua-dua belah. Sebahagian daripada mereka direndam dalam lapisan lipid, dan ada yang melaluinya, membentuk kawasan yang telap kepada air. Protein ini berfungsi pelbagai fungsi- sebahagian daripada mereka adalah enzim, yang lain adalah protein pengangkutan yang terlibat dalam pemindahan bahan tertentu daripada persekitaran ke dalam sitoplasma dan ke arah yang bertentangan.

Fungsi asas membran sel

Salah satu sifat utama membran biologi ialah kebolehtelapan terpilih (semi-permeability)- sesetengah bahan melaluinya dengan susah payah, yang lain dengan mudah malah ke arah kepekatan yang lebih tinggi.Oleh itu, bagi kebanyakan sel, kepekatan ion Na di dalam adalah jauh lebih rendah daripada di persekitaran. Hubungan yang bertentangan adalah tipikal untuk ion K: kepekatannya di dalam sel lebih tinggi daripada di luar. Oleh itu, ion Na sentiasa cenderung untuk menembusi sel, dan ion K sentiasa cenderung untuk keluar. Penyamaan kepekatan ion ini dihalang oleh kehadiran dalam membran sistem khas yang memainkan peranan sebagai pam, yang mengepam ion Na keluar dari sel dan serentak mengepam ion K ke dalam.

Kecenderungan ion Na untuk bergerak dari luar ke dalam digunakan untuk mengangkut gula dan asid amino ke dalam sel. Dengan penyingkiran aktif ion Na daripada sel, keadaan dicipta untuk kemasukan glukosa dan asid amino ke dalamnya.

Dalam banyak sel, bahan juga diserap oleh fagositosis dan pinositosis. Pada fagositosis membran luar yang fleksibel membentuk lekukan kecil di mana zarah yang ditangkap jatuh. Reses ini bertambah, dan, dikelilingi oleh bahagian membran luar, zarah itu direndam dalam sitoplasma sel. Fenomena fagositosis adalah ciri amuba dan beberapa protozoa lain, serta leukosit (fagosit). Sel menyerap cecair yang mengandungi bahan yang diperlukan untuk sel dengan cara yang sama. Fenomena ini dipanggil pinositosis.

Membran luar sel yang berbeza berbeza dengan ketara dalam kedua-duanya komposisi kimia protein dan lipid mereka, dan dengan kandungan relatifnya. Ciri-ciri inilah yang menentukan kepelbagaian dalam aktiviti fisiologi membran pelbagai sel dan peranannya dalam kehidupan sel dan tisu.

Retikulum endoplasma sel disambungkan ke membran luar. Dengan bantuan membran luar mereka dijalankan Pelbagai jenis hubungan antara sel, i.e. komunikasi antara sel individu.

Banyak jenis sel dicirikan oleh kehadiran pada permukaannya sejumlah besar protrusions, lipatan, dan mikrovili. Mereka menyumbang kepada peningkatan ketara dalam kawasan permukaan sel dan metabolisme yang lebih baik, serta hubungan yang lebih kuat antara sel individu dan satu sama lain.

Sel tumbuhan mempunyai membran tebal di bahagian luar membran sel, jelas kelihatan di bawah mikroskop optik, terdiri daripada gentian (selulosa). Mereka mencipta sokongan kuat untuk tisu tumbuhan (kayu).

Sesetengah sel haiwan juga mempunyai sejumlah struktur luaran, terletak di atas membran sel dan mempunyai sifat pelindung. Contohnya ialah kitin sel penutup serangga

Fungsi membran sel (secara ringkas)

Fungsi	Penerangan
Penghalang Pelindung	Mengasingkan organel sel dalaman daripada persekitaran luaran
kawal selia	Mengawal metabolisme antara kandungan dalaman sel dan persekitaran luaran
Pembahagian (pembahagian)	Pembahagian ruang dalaman sel kepada blok bebas (petak)
Tenaga	- Pengumpulan dan transformasi tenaga; - tindak balas cahaya fotosintesis dalam kloroplas; - Penyerapan dan rembesan.
Reseptor (maklumat)	Mengambil bahagian dalam pembentukan rangsangan dan pengalirannya.
Motor	Menjalankan pergerakan sel atau bahagian individunya.

Apakah struktur membran plasma? Apakah fungsinya?

Asas organisasi struktur sel adalah membran biologi. Membran plasma (plasmalemma) ialah membran yang mengelilingi sitoplasma sel hidup. Membran terdiri daripada lipid dan protein. Lipid (terutamanya fosfolipid) membentuk lapisan berganda, di mana "ekor" hidrofobik molekul menghadap ke bahagian dalam membran, dan yang hidrofilik menghadap permukaannya. Molekul protein boleh terletak pada permukaan luar dan dalam membran, boleh sebahagiannya direndam dalam lapisan lipid atau menembusi melaluinya. Kebanyakan protein membran yang terkubur adalah enzim. Ini adalah model mozek cecair struktur membran plasma. Molekul protein dan lipid adalah mudah alih, yang memastikan kedinamikan membran. Komposisi membran juga termasuk karbohidrat dalam bentuk glikolipid dan glikoprotein (glikokaliks), terletak pada permukaan luar selaput. Set protein dan karbohidrat pada permukaan membran setiap sel adalah khusus dan merupakan sejenis penunjuk jenis sel.

Fungsi membran:

Membahagikan. Ia terdiri daripada pembentukan penghalang antara kandungan dalaman sel dan persekitaran luaran.
Memastikan pertukaran bahan antara sitoplasma dan persekitaran luaran. Air, ion, molekul tak organik dan organik memasuki sel (fungsi pengangkutan). Produk yang terbentuk dalam sel dilepaskan ke persekitaran luaran (fungsi rembesan).
Pengangkutan. Pengangkutan melalui membran boleh berlaku dengan cara yang berbeza. Pengangkutan pasif berlaku tanpa perbelanjaan tenaga, melalui resapan ringkas, osmosis, atau resapan terfasilitasi dengan bantuan protein pembawa. Pengangkutan aktif dijalankan menggunakan protein pembawa dan memerlukan tenaga (contohnya, pam natrium-kalium).

Molekul besar biopolimer memasuki sel akibat endositosis. Ia dibahagikan kepada fagositosis dan pinositosis. Fagositosis ialah penangkapan dan penyerapan zarah besar oleh sel. Fenomena ini pertama kali diterangkan oleh I.I. Mechnikov. Pertama, bahan melekat pada membran plasma, kepada protein reseptor tertentu, kemudian membran membengkok, membentuk kemurungan.

Vakuol pencernaan terbentuk. Ia mencerna bahan yang masuk ke dalam sel. Pada manusia dan haiwan, leukosit mampu memfagositosis. Sel darah putih menyerap bakteria dan zarah lain.

Pinositosis ialah proses menangkap dan menyerap titisan cecair dengan bahan terlarut di dalamnya. Bahan melekat pada protein membran (reseptor), dan setitik larutan dikelilingi oleh membran, membentuk vakuol. Pinositosis dan fagositosis berlaku dengan perbelanjaan tenaga ATP.

Setiausaha. Rembesan ialah pembebasan oleh sel bahan yang disintesis dalam sel ke dalam persekitaran luaran. Hormon, polisakarida, protein, dan titisan lemak terkandung dalam vesikel yang dibatasi oleh membran dan mendekati plasmalemma. Membran bercantum dan kandungan vesikel dilepaskan ke persekitaran di sekeliling sel.
Sambungan sel dalam tisu (disebabkan oleh pertumbuhan terlipat).
Reseptor. Membran mengandungi sejumlah besar reseptor - protein khas yang berperanan menghantar isyarat dari luar ke dalam sel.

Asas organisasi struktur sel adalah membran biologi. Membran plasma (plasmalemma) ialah membran yang mengelilingi sitoplasma sel hidup. Membran terdiri daripada lipid dan protein. Lipid (terutamanya fosfolipid) membentuk lapisan berganda, di mana "ekor" hidrofobik molekul menghadap ke bahagian dalam membran, dan yang hidrofilik menghadap permukaannya. Molekul protein boleh terletak pada permukaan luar dan dalam membran, boleh sebahagiannya direndam dalam lapisan lipid atau menembusi melaluinya. Kebanyakan protein membran yang terkubur adalah enzim. Ini ialah model mozek cecair bagi struktur membran plasma. Molekul protein dan lipid adalah mudah alih, yang memastikan kedinamikan membran. Membran juga termasuk karbohidrat dalam bentuk glikolipid dan glikoprotein (glikokaliks), terletak di permukaan luar membran. Set protein dan karbohidrat pada permukaan membran setiap sel adalah khusus dan merupakan sejenis penunjuk jenis sel.

Fungsi membran:

Membahagikan. Ia terdiri daripada pembentukan penghalang antara kandungan dalaman sel dan persekitaran luaran.
Memastikan pertukaran bahan antara sitoplasma dan persekitaran luaran. Air, ion, molekul tak organik dan organik memasuki sel (fungsi pengangkutan). Produk yang terbentuk dalam sel dilepaskan ke persekitaran luaran (fungsi rembesan).
Pengangkutan. Pengangkutan melalui membran boleh berlaku dengan cara yang berbeza. Pengangkutan pasif berlaku tanpa perbelanjaan tenaga, melalui resapan ringkas, osmosis, atau resapan terfasilitasi dengan bantuan protein pembawa. Pengangkutan aktif dijalankan menggunakan protein pembawa dan memerlukan tenaga (contohnya, pam natrium-kalium). Bahan dari tapak

Vakuol pencernaan terbentuk. Bahan yang masuk ke dalam sel dicerna di dalamnya. Pada manusia dan haiwan, leukosit mampu memfagositosis. Sel darah putih menyerap bakteria dan zarah pepejal lain.

Pinositosis ialah proses menangkap dan menyerap titisan cecair dengan bahan terlarut di dalamnya. Bahan mematuhi protein membran (reseptor), dan setitik larutan dikelilingi oleh membran, membentuk vakuol. Pinositosis dan fagositosis berlaku dengan perbelanjaan tenaga ATP.

Setiausaha. Rembesan ialah pembebasan oleh sel bahan yang disintesis dalam sel ke dalam persekitaran luaran. Hormon, polisakarida, protein, dan titisan lemak terkandung dalam vesikel yang dibatasi oleh membran dan mendekati plasmalemma. Membran bergabung, dan kandungan vesikel dilepaskan ke persekitaran di sekeliling sel.
Sambungan sel dalam tisu (disebabkan oleh pertumbuhan terlipat).
Reseptor. Membran mengandungi sejumlah besar reseptor - protein khas yang berperanan menghantar isyarat dari luar ke dalam sel.

Tidak menemui apa yang anda cari? Gunakan carian

Pada halaman ini terdapat bahan mengenai topik berikut:

struktur membran biologi secara ringkas
struktur dan fungsi membran plasma
struktur dan fungsi membran plasma
membran plasma secara ringkas
struktur dan fungsi membran plasma secara ringkas

Ia mempunyai ketebalan 8-12 nm, jadi mustahil untuk memeriksanya dengan mikroskop cahaya. Struktur membran dikaji menggunakan mikroskop elektron.

Membran plasma dibentuk oleh dua lapisan lipid - lapisan bilipid, atau dwilapisan. Setiap molekul terdiri daripada kepala hidrofilik dan ekor hidrofobik, dan dalam membran biologi lipid terletak dengan kepala mereka ke luar dan ekor ke dalam.

Banyak molekul protein direndam dalam lapisan bilipid. Sebahagian daripada mereka terletak di permukaan membran (luaran atau dalaman), yang lain menembusi membran.

Fungsi membran plasma

Membran melindungi kandungan sel daripada kerosakan, mengekalkan bentuk sel, secara selektif membenarkan bahan yang diperlukan masuk ke dalam sel dan mengeluarkan produk metabolik, dan juga memastikan komunikasi antara sel.

Penghalang, fungsi pembatas membran disediakan oleh lapisan ganda lipid. Ia menghalang kandungan sel daripada merebak, bercampur dengan persekitaran atau cecair antara sel, dan menghalang penembusan bahan berbahaya ke dalam sel.

baris fungsi penting membran sitoplasma dijalankan kerana protein yang direndam di dalamnya. Dengan bantuan protein reseptor, ia dapat melihat pelbagai kerengsaan pada permukaannya. Protein pengangkutan membentuk saluran terbaik yang melaluinya kalium, kalsium, dan ion lain yang berdiameter kecil masuk dan keluar dari sel. Protein menyediakan proses penting dalam badan itu sendiri.

Zarah makanan besar yang tidak dapat melalui saluran membran nipis memasuki sel melalui fagositosis atau pinositosis. Nama yang selalu digunakan proses ini adalah endositosis.

Bagaimanakah endositosis berlaku - penembusan zarah makanan yang besar ke dalam sel?

Zarah makanan bersentuhan dengan membran luar sel, dan invaginasi terbentuk pada ketika ini. Kemudian zarah, dikelilingi oleh membran, memasuki sel, vesikel pencernaan terbentuk, dan enzim pencernaan menembusi ke dalam vesikel yang dihasilkan.

Sel darah putih yang boleh menangkap dan mencerna bakteria asing dipanggil fagosit.

Dalam kes pinositosis, invaginasi membran tidak menangkap zarah pepejal, tetapi titisan cecair dengan bahan terlarut di dalamnya. Mekanisme ini adalah salah satu cara utama untuk bahan memasuki sel.

Sel tumbuhan yang ditutupi dengan lapisan keras dinding sel di atas membran tidak mampu memfagositosis.

Proses terbalik endositosis ialah eksositosis. Bahan yang disintesis (contohnya, hormon) dibungkus dalam vesikel membran, mendekati membran, dibina ke dalamnya, dan kandungan vesikel dilepaskan dari sel. Dengan cara ini, sel boleh menyingkirkan produk metabolik yang tidak diperlukan.

1. Penghalang- menyediakan metabolisme terkawal, selektif, pasif dan aktif dengan persekitaran.

Membran sel mempunyai kebolehtelapan terpilih: glukosa, asid amino, asid lemak, gliserol dan ion perlahan-lahan meresap melalui mereka, membran itu sendiri secara aktif mengawal proses ini - sesetengah bahan melepasi, tetapi yang lain tidak.

2. Pengangkutan- pengangkutan bahan masuk dan keluar dari sel berlaku melalui membran. Pengangkutan melalui membran memastikan: penghantaran nutrien, penyingkiran produk akhir metabolik, rembesan pelbagai bahan, penciptaan kecerunan ion, pengekalan pH yang sesuai dan kepekatan ionik dalam sel, yang diperlukan untuk fungsi enzim selular.

Terdapat empat mekanisme utama untuk kemasukan bahan ke dalam sel atau penyingkirannya dari sel ke luar:

a) Pasif (penyebaran, osmosis) (tidak memerlukan tenaga)

Penyebaran

Pengagihan molekul atau atom satu bahan antara molekul atau atom yang lain, membawa kepada penyamaan spontan kepekatannya sepanjang isipadu yang diduduki. Dalam sesetengah keadaan, salah satu bahan sudah mempunyai kepekatan yang sama dan mereka bercakap tentang resapan satu bahan ke bahan lain. Dalam kes ini, bahan dipindahkan dari kawasan kepekatan tinggi ke kawasan kepekatan rendah (sepanjang vektor kecerunan kepekatan (Gamb. 2.4).

nasi. 2.4. Gambar rajah proses resapan

Osmosis

Proses resapan sehala molekul pelarut melalui membran separa telap ke arah kepekatan zat terlarut yang lebih tinggi daripada isipadu dengan kepekatan zat terlarut yang lebih rendah. (Gamb. 2.5).

nasi. 2.5. Rajah proses osmosis

b) Pengangkutan aktif (memerlukan perbelanjaan tenaga)

Pam natrium-kalium- mekanisme pengangkutan transmembran berganding aktif ion natrium (keluar dari sel) dan ion kalium (di dalam sel), yang memberikan kecerunan kepekatan dan perbezaan potensi transmembran. Yang terakhir berfungsi sebagai asas untuk banyak fungsi sel dan organ: rembesan sel kelenjar, penguncupan otot, pengaliran impuls saraf, dll. (Gamb. 2.6).

nasi. 2.6. Skim operasi pam kalium-natrium

Pada peringkat pertama, enzim Na + /K + -ATPase melekatkan tiga ion Na + pada bahagian dalam membran. Ion-ion ini mengubah konformasi pusat aktif ATPase. Selepas ini, enzim dapat menghidrolisis satu molekul ATP. Tenaga yang dibebaskan selepas hidrolisis dibelanjakan untuk mengubah bentuk pembawa, yang menyebabkan tiga ion Na + dan ion PO 4 3− (fosfat) muncul di bahagian luar membran. Di sini, ion Na + terpecah, dan PO 4 3− digantikan dengan dua ion K +. Selepas ini, enzim kembali ke bentuk asalnya, dan ion K + muncul dalam selaput. Di sini ion K+ dipisahkan, dan pembawa bersedia untuk bekerja semula.

Akibatnya, kepekatan tinggi ion Na + tercipta dalam persekitaran ekstraselular, dan kepekatan K + yang tinggi tercipta di dalam sel. Perbezaan kepekatan ini digunakan dalam sel apabila menjalankan impuls saraf.

c) Endositosis (fagositosis, pinositosis)

Fagositosis(makan oleh sel) ialah proses penyerapan oleh sel objek pepejal, seperti sel eukariotik, bakteria, virus, sisa sel mati, dll. Vakuol intraselular yang besar (fagosom) terbentuk di sekeliling objek yang diserap. Saiz fagosom adalah dari 250 nm dan lebih. Dengan gabungan fagosom dengan lisosom primer, lisosom sekunder terbentuk. Dalam persekitaran berasid, enzim hidrolitik memecahkan makromolekul yang terperangkap dalam lisosom sekunder. Produk pecahan (asid amino, monosakarida dan bahan berguna lain) kemudian diangkut melalui membran lisosom ke dalam sitoplasma sel. Fagositosis sangat meluas. Dalam haiwan dan manusia yang sangat teratur, proses fagositosis memainkan peranan perlindungan. Aktiviti fagositik leukosit dan makrofaj mempunyai Nilai yang hebat dalam melindungi tubuh daripada bahan memasukinya mikrob patogenik dan zarah lain yang tidak diingini. Fagositosis pertama kali diterangkan oleh saintis Rusia I. I. Mechnikov (Gamb. 2.7)

Pinositosis(minum oleh sel) ialah proses penyerapan oleh sel fasa cecair dari persekitaran yang mengandungi bahan larut, termasuk molekul besar (protein, polisakarida, dll.). Semasa pinositosis, vesikel kecil yang dipanggil endosom dilepaskan dari membran ke dalam sel. Ia lebih kecil daripada fagosom (saiznya sehingga 150 nm) dan biasanya tidak mengandungi zarah yang besar. Selepas pembentukan endosom, lisosom primer mendekatinya, dan kedua-dua vesikel membran ini bergabung. Organel yang terhasil dipanggil lisosom sekunder. Proses pinositosis sentiasa dijalankan oleh semua sel eukariotik. (Gamb. 7)

Endositosis pengantara reseptor - proses khusus yang aktif di mana membran sel membonjol ke dalam sel, membentuk lubang bersempadan. Bahagian intraselular lubang bersempadan mengandungi satu set protein penyesuaian. Makromolekul yang mengikat kepada reseptor tertentu pada permukaan sel masuk ke dalam pada kadar yang lebih tinggi daripada bahan yang memasuki sel melalui pinositosis.

nasi. 2.7. Endositosis

d) Eksositosis (fagositosis negatif dan pinositosis)

Satu proses selular di mana vesikel intraselular (vesikel membran) bergabung dengan membran sel luar. Semasa eksositosis, kandungan vesikel rembesan (vesikel eksositosis) dilepaskan, dan membrannya bergabung dengan membran sel. Hampir semua sebatian makromolekul (protein, hormon peptida dsb.) dilepaskan daripada sel dengan cara ini (Gamb. 2.8)

nasi. 2.8. Skim eksositosis

3. Penjanaan dan pengaliran potensi bio- dengan bantuan membran, kepekatan ion yang berterusan dikekalkan dalam sel: kepekatan ion K+ di dalam sel jauh lebih tinggi daripada di luar, dan kepekatan Na+ jauh lebih rendah, yang sangat penting, kerana ini memastikan pengekalan perbezaan potensi pada membran dan penjanaan impuls saraf.

4. Mekanikal- memastikan autonomi sel, struktur intraselularnya, serta sambungan dengan sel lain (dalam tisu).

5. Tenaga- semasa fotosintesis dalam kloroplas dan respirasi selular dalam mitokondria, sistem pemindahan tenaga beroperasi dalam membran mereka, di mana protein juga mengambil bahagian;

6. Reseptor- beberapa protein yang terletak di dalam membran adalah reseptor (molekul dengan bantuan sel yang melihat isyarat tertentu).

7. Enzim- protein membran selalunya enzim. Contohnya, membran plasma sel epitelium usus mengandungi enzim pencernaan.

8. Matriks- memastikan kedudukan relatif tertentu dan orientasi protein membran, interaksi optimum mereka;

9. Penandaan sel- terdapat antigen pada membran yang bertindak sebagai penanda - "label" yang membolehkan sel dikenal pasti. Ini adalah glikoprotein (iaitu, protein dengan rantai sisi oligosakarida bercabang yang melekat padanya) yang memainkan peranan sebagai "antena". Dengan bantuan penanda, sel boleh mengenali sel lain dan bertindak bersama mereka, contohnya, dalam pembentukan organ dan tisu. Ini juga membolehkan sistem imun mengenali antigen asing.

Kemasukan selular

Kemasukan selular termasuk karbohidrat, lemak dan protein. Semua bahan ini terkumpul dalam sitoplasma sel dalam bentuk titisan dan butiran pelbagai saiz dan bentuk. Mereka secara berkala disintesis dalam sel dan digunakan dalam proses metabolik.

Sitoplasma

Ia adalah sebahagian daripada sel hidup (protoplas) tanpa membran plasma atau nukleus. Komposisi sitoplasma termasuk: matriks sitoplasma, sitoskeleton, organel dan kemasukan (kadangkala kemasukan dan kandungan vakuol tidak dianggap sebagai bahan hidup sitoplasma). Dipisahkan daripada persekitaran luaran oleh membran plasma, sitoplasma adalah persekitaran separa cecair dalaman sel. Sitoplasma sel eukariotik mengandungi nukleus dan pelbagai organel. Ia juga mengandungi pelbagai kemasukan - produk aktiviti selular, vakuol, serta tiub dan filamen kecil yang membentuk rangka sel. Protein mendominasi dalam komposisi bahan utama sitoplasma.

Fungsi sitoplasma

1) proses metabolik utama berlaku di dalamnya.

2) menyatukan nukleus dan semua organel menjadi satu keseluruhan, memastikan interaksi mereka.

3) mobiliti, kerengsaan, metabolisme dan pembiakan.

Mobiliti menampakkan dirinya dalam pelbagai bentuk:

Pergerakan intraselular sitoplasma sel.

Pergerakan amoeboid. Bentuk pergerakan ini dinyatakan dalam pembentukan pseudopodia oleh sitoplasma ke arah atau menjauhi rangsangan tertentu. Bentuk pergerakan ini wujud dalam amuba, leukosit darah, dan juga beberapa sel tisu.

Pergerakan berkelip-kelip. Ia muncul dalam bentuk pukulan pertumbuhan protoplasma kecil - silia dan flagella (ciliates, sel epitelium haiwan multiselular, sperma, dll.).

Pergerakan kontraktif. Ia dipastikan kerana kehadiran dalam sitoplasma organel khas myofibrils, pemendekan atau pemanjangan yang menyumbang kepada penguncupan dan kelonggaran sel. Keupayaan untuk menguncup paling berkembang dalam sel otot.

Kerengsaan dinyatakan dalam keupayaan sel untuk bertindak balas terhadap kerengsaan dengan mengubah metabolisme dan tenaga.

Sitoskeleton

Satu daripada ciri tersendiri Sel eukariotik ialah kehadiran dalam sitoplasma pembentukan rangka dalam bentuk mikrotubul dan berkas gentian protein. Unsur sitoskeletal, berkait rapat dengan membran sitoplasma luar dan sampul nuklear, membentuk jalinan kompleks dalam sitoplasma.

Sitoskeleton dibentuk oleh mikrotubulus, mikrofilamen dan sistem mikrotrabekular. Sitoskeleton menentukan bentuk sel, mengambil bahagian dalam pergerakan sel, pembahagian dan pergerakan sel itu sendiri, dan dalam pengangkutan intraselular organel.

Mikrotubul terdapat dalam semua sel eukariotik dan berongga, silinder tidak bercabang, diameternya tidak melebihi 30 nm, dan ketebalan dinding ialah 5 nm. Panjangnya boleh mencapai beberapa mikrometer. Mudah hancur dan dipasang semula. Dinding mikrotubulus terutamanya terdiri daripada subunit heliks tubulin protein (Gamb. 2.09)

Fungsi mikrotubul:

1) melaksanakan fungsi sokongan;

2) membentuk gelendong; memastikan perbezaan kromosom ke kutub sel; bertanggungjawab untuk pergerakan organel selular;

3) mengambil bahagian dalam pengangkutan intraselular, rembesan, dan pembentukan dinding sel;

4) ialah komponen struktur silia, flagela, badan basal dan sentriol.

Mikrofilamen diwakili oleh filamen dengan diameter 6 nm, terdiri daripada protein aktin, dekat dengan aktin otot. Actin membentuk 10-15% jumlah nombor protein sel. Dalam kebanyakan sel haiwan, rangkaian padat filamen aktin dan protein yang berkaitan terbentuk di bawah membran plasma.

Selain aktin, filamen miosin juga terdapat dalam sel. Walau bagaimanapun, bilangan mereka jauh lebih kecil. Interaksi antara aktin dan miosin menyebabkan pengecutan otot. Mikrofilamen dikaitkan dengan pergerakan keseluruhan sel atau struktur individu di dalamnya. Dalam sesetengah kes, pergerakan hanya disediakan oleh filamen aktin, dalam kes lain oleh aktin bersama-sama dengan miosin.

Fungsi mikrofilamen

1) kekuatan mekanikal

2) membolehkan sel berubah bentuk dan bergerak.

nasi. 2.09. Sitoskeleton

Organel (atau organel)

Dibahagikan kepada bukan membran, membran tunggal dan dua membran.

KEPADA organel bukan membran Sel eukariotik termasuk organel yang tidak mempunyai membran tertutup sendiri, iaitu: ribosom dan organel yang dibina berdasarkan mikrotubulus tubulin - pusat sel (centrioles) Dan organel pergerakan (flagella dan silia). Dalam sel kebanyakan organisma unisel dan sebahagian besar tumbuhan yang lebih tinggi (darat), sentriol tidak hadir.

KEPADA organel membran tunggal kaitkan: retikulum endoplasma, radas Golgi, lisosom, peroksisom, sferosom, vakuol dan beberapa yang lain. Semua organel membran tunggal saling berkait sistem bersatu sel. Sel tumbuhan mempunyai lisosom khas, sel haiwan mempunyai vakuol khas: pencernaan, perkumuhan, kontraktil, fagositik, autofagositik, dll.

KEPADA organel membran berganda kaitkan mitokondria dan plastid.

Organel bukan membran

A) Ribosom- organel yang terdapat dalam sel semua organisma. Ini adalah organel kecil, diwakili oleh zarah globular dengan diameter kira-kira 20 nm. Ribosom terdiri daripada dua subunit yang tidak sama saiz - besar dan kecil. Ribosom mengandungi protein dan RNA ribosom (rRNA). Terdapat dua jenis utama ribosom: eukariotik (80S) dan prokariotik (70S).

Bergantung pada lokasi di dalam sel, terdapat ribosom bebas yang terletak di dalam sitoplasma yang mensintesis protein dan ribosom yang melekat - ribosom yang disambungkan oleh subunit besar kepada permukaan luar Membran ER yang mensintesis protein yang memasuki kompleks Golgi dan kemudian dirembeskan oleh sel. Semasa biosintesis protein, ribosom boleh bergabung menjadi kompleks - poliribosom (polisom).

Ribosom eukariotik terbentuk dalam nukleolus. Pertama, rRNA disintesis pada DNA nukleolar, yang kemudiannya ditutup dengan protein ribosom yang datang dari sitoplasma dan dibelah kepada saiz yang diperlukan dan membentuk subunit ribosom. Tiada ribosom yang terbentuk sepenuhnya dalam nukleus. Gabungan subunit ke dalam keseluruhan ribosom berlaku dalam sitoplasma, biasanya semasa biosintesis protein.

Ribosom terdapat dalam sel semua organisma. Setiap satu terdiri daripada dua zarah, kecil dan besar. Ribosom mengandungi protein dan RNA.

Fungsi

sintesis protein.

Protein tersintesis mula-mula terkumpul dalam saluran dan rongga retikulum endoplasmic, dan kemudian diangkut ke organel dan tapak sel. EPS dan ribosom yang terletak pada membrannya mewakili satu radas untuk biosintesis dan pengangkutan protein. (Gamb. 2.10-2.11).

nasi. 2.10. Struktur ribosom

nasi. 2.11. Struktur ribosom

B) Pusat sel (sentriol)

Sentriol ialah silinder (panjang 0.3 µm dan diameter 0.1 µm), yang dindingnya dibentuk oleh sembilan kumpulan tiga mikrotubul bercantum (9 triplet), yang saling bersambung pada selang waktu tertentu dengan pautan silang. Selalunya sentriol digabungkan menjadi pasangan di mana ia terletak pada sudut tepat antara satu sama lain. Jika sentriol terletak di pangkal cilium atau flagellum, maka ia dipanggil badan basal.

Hampir semua sel haiwan mempunyai sepasang sentriol, yang merupakan unsur tengah pusat sel.

Sebelum pembahagian, sentriol mencapah ke kutub bertentangan dan sentriol anak perempuan muncul berhampiran setiap kutub. Dari sentriol yang terletak di kutub sel yang berbeza, mikrotubul terbentuk yang tumbuh ke arah satu sama lain.

Fungsi

1) membentuk gelendong mitosis, menggalakkan pengedaran seragam bahan genetik antara sel anak,

2) adalah pusat organisasi sitoskeleton. Beberapa benang gelendong dilekatkan pada kromosom.

Sentriol ialah organel sitoplasma yang mereplikasi sendiri. Mereka timbul akibat pertindihan yang sedia ada. Ini berlaku apabila sentriol berpisah. Sentriol yang tidak matang mengandungi 9 mikrotubul tunggal; Nampaknya, setiap mikrotubulus adalah templat untuk pemasangan kembar tiga ciri sentriol matang (Gamb. 2.12).

Setriol terdapat dalam sel tumbuhan bawah (alga).

nasi. 2.12. Sentriol pusat sel

Organel membran tunggal

D) Retikulum endoplasma (ER)

Semua zon dalam Sitoplasma dipenuhi dengan banyak saluran dan rongga kecil, dindingnya adalah membran yang serupa dengan struktur membran plasma. Saluran ini bercabang, bersambung antara satu sama lain dan membentuk rangkaian yang dipanggil retikulum endoplasma. Retikulum endoplasma adalah heterogen dalam strukturnya. Terdapat dua jenis yang diketahui - berbutir Dan licin.

Pada membran saluran dan rongga rangkaian berbutir terdapat banyak badan bulat kecil - ribosom, yang memberikan membran kelihatan kasar. Membran retikulum endoplasma licin tidak membawa ribosom pada permukaannya. EPS melaksanakan banyak fungsi yang berbeza.

Fungsi

Fungsi utama retikulum endoplasma berbutir adalah penyertaan dalam sintesis protein, yang berlaku dalam ribosom. Sintesis lipid dan karbohidrat berlaku pada membran retikulum endoplasma licin. Semua produk sintesis ini terkumpul dalam saluran dan rongga, dan kemudian diangkut ke pelbagai organel sel, di mana ia dimakan atau terkumpul dalam sitoplasma sebagai kemasukan selular. EPS menghubungkan organel utama sel antara satu sama lain (Gamb. 2.13).

nasi. 2.13. Struktur retikulum endoplasma (ER) atau retikulum

D) radas Golgi

Struktur organel ini adalah serupa dalam sel-sel organisma tumbuhan dan haiwan, walaupun kepelbagaian bentuknya. Menjalankan banyak fungsi penting.

Organel membran tunggal. Ia adalah timbunan "tadah" yang diratakan dengan tepi yang mengembang, yang dengannya sistem vesikel membran tunggal kecil (vesikel Golgi) dikaitkan. Vesikel golgi terutamanya tertumpu pada sisi yang bersebelahan dengan ER dan di sepanjang pinggir timbunan. Adalah dipercayai bahawa mereka memindahkan protein dan lipid ke alat Golgi, yang molekulnya, bergerak dari tangki ke tangki, menjalani pengubahsuaian kimia.

Semua bahan ini mula-mula terkumpul, menjadi kompleks secara kimia, dan kemudian memasuki sitoplasma dalam bentuk gelembung besar dan kecil dan sama ada digunakan dalam sel itu sendiri semasa hayatnya, atau dikeluarkan daripadanya dan digunakan dalam badan. (Gamb. 2.14-2.15).

nasi. 2.14. Struktur radas Golgi

Fungsi:

Pengubahsuaian dan pengumpulan protein, lipid, karbohidrat;

Pembungkusan dalam vesikel membran (vesikel) yang diterima bahan organik;

Tempat pembentukan lisosom;

Fungsi rahsia Oleh itu, radas Golgi dibangunkan dengan baik dalam sel-sel rembesan.

nasi. 2.15. Kompleks Golgi

E) Lisosom

Mereka adalah badan bulat kecil. Di dalam lisosom terdapat enzim yang memecah protein, lemak, karbohidrat, dan asid nukleik. Lisosom mendekati zarah makanan yang telah memasuki sitoplasma, bergabung dengannya, dan satu vakuol pencernaan terbentuk, di dalamnya terdapat zarah makanan yang dikelilingi oleh enzim lisosom.

Enzim lisosom disintesis pada ER kasar dan bergerak ke radas Golgi, di mana ia diubah suai dan dibungkus ke dalam vesikel membran lisosom. Sebuah lisosom boleh mengandungi 20 hingga 60 pelbagai jenis enzim hidrolitik. Pecahan bahan menggunakan enzim dipanggil lisis.

Terdapat lisosom primer dan sekunder. Lisosom yang timbul daripada alat Golgi dipanggil primer.

Sekunder dipanggil lisosom yang terbentuk hasil daripada gabungan lisosom primer dengan vakuol endositik. Dalam kes ini, mereka mencerna bahan yang memasuki sel melalui fagositosis atau pinositosis, jadi mereka boleh dipanggil vakuola pencernaan.

Fungsi lisosom:

1) pencernaan bahan atau zarah yang ditangkap oleh sel semasa endositosis (bakteria, sel lain),

2) autophagy - pemusnahan struktur yang tidak diperlukan untuk sel, contohnya, semasa penggantian organel lama dengan yang baru, atau pencernaan protein dan bahan lain yang dihasilkan di dalam sel itu sendiri,

3) autolisis - pencernaan sel sendiri, yang membawa kepada kematiannya (kadang-kadang proses ini bukan patologi, tetapi mengiringi perkembangan organisma atau pembezaan beberapa sel khusus) (Gamb. 2.16-2.17).

Contoh: Apabila berudu berubah menjadi katak, lisosom yang terletak di dalam sel ekor mencernanya: ekor hilang, dan bahan-bahan yang terbentuk semasa proses ini diserap dan digunakan oleh sel-sel badan yang lain.

nasi. 2.16. Pembentukan lisosom

nasi. 2.17. Fungsi lisosom

G) Peroksisom

Organel struktur yang serupa dengan lisosom, vesikel dengan diameter sehingga 1.5 mikron dengan matriks homogen yang mengandungi kira-kira 50 enzim.

Katalase menyebabkan penguraian hidrogen peroksida 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2 dan menghalang peroksidaan lipid

Peroksisom terbentuk dengan tunas daripada yang sedia ada sebelumnya, i.e. tergolong dalam organel yang mereplikasi sendiri, walaupun pada hakikatnya ia tidak mengandungi DNA. Mereka tumbuh kerana pengambilan enzim; enzim peroksisom terbentuk pada ER kasar dan dalam hyaloplasma. (Gamb. 2.18).

nasi. 2.18. Peroksisom (nukleoid kristal di tengah)

H) Vakuol

Organel membran tunggal. Vakuol ialah "bekas" yang diisi larutan akueus organik dan bahan bukan organik. Radas ER dan Golgi mengambil bahagian dalam pembentukan vakuol.

Muda sel tumbuhan mengandungi banyak vakuol kecil, yang kemudian, apabila sel-sel membesar dan membezakan, bergabung antara satu sama lain dan membentuk satu vakuol pusat yang besar.

Vakuol pusat boleh menduduki sehingga 95% daripada isipadu sel matang, nukleus dan organel ditolak ke arah membran sel. Membran yang membatasi vakuol tumbuhan dipanggil tonoplast.

Cecair yang mengisi vakuol tumbuhan dipanggil sap sel. Komposisi sap sel termasuk garam organik dan bukan organik larut air, monosakarida, disakarida, asid amino, produk metabolik akhir atau toksik (glikosida, alkaloid), dan beberapa pigmen (antosianin).

Gula dan protein paling kerap disimpan daripada bahan organik. Gula selalunya dalam bentuk larutan, protein masuk dalam bentuk vesikel ER dan radas Golgi, selepas itu vakuol mengalami dehidrasi, bertukar menjadi butiran aleuron.

Sel haiwan mengandungi vakuol pencernaan dan autophagy kecil, yang tergolong dalam kumpulan lisosom sekunder dan mengandungi enzim hidrolitik. Haiwan unisel juga mempunyai vakuol kontraktil yang melakukan fungsi osmoregulasi dan perkumuhan.

Fungsi

Dalam tumbuhan

1) pengumpulan cecair dan penyelenggaraan turgor,

2) pengumpulan rizab nutrien dan garam mineral,

3) mewarnai bunga dan buah-buahan dan dengan itu menarik pendebunga dan pengedar buah-buahan dan biji benih.

Pada haiwan:

4) vakuol pencernaan - memusnahkan makromolekul organik;

5) vakuol kontraktil mengawal tekanan osmotik sel dan mengeluarkan bahan yang tidak diperlukan dari sel

6) vakuol fagositik terbentuk semasa fagositosis sel imun antigen

7) vakuol autophagocytic terbentuk semasa fagositosis tisu mereka sendiri oleh sel imun

Organel dua membran (mitokondria dan plastid)

Organel-organel ini adalah separa autonomi kerana ia mempunyai DNA mereka sendiri dan radas pensintesis protein mereka sendiri. Mitokondria terdapat dalam hampir semua sel eukariotik. Plastid hanya terdapat dalam sel tumbuhan.

I) Mitokondria

Ini adalah organel yang membekalkan tenaga kepada proses metabolik dalam sel. Dalam hyaloplasma, mitokondria biasanya diedarkan secara meresap, tetapi dalam sel khusus ia tertumpu di kawasan-kawasan di mana terdapat keperluan terbesar untuk tenaga. Contohnya, dalam sel otot sejumlah besar mitokondria tertumpu di sepanjang fibril kontraktil, di sepanjang flagel sperma, dalam epitelium tubul renal, di kawasan sinaps, dll. Susunan mitokondria ini memastikan kehilangan ATP yang kurang semasa penyebarannya.

Membran luar memisahkan mitokondria daripada sitoplasma, tertutup pada dirinya sendiri dan tidak membentuk invaginasi. Membran dalam mengehadkan kandungan dalaman mitokondria - matriks. Ciri– pembentukan banyak invaginasi – cristae, yang menyebabkan kawasan membran dalaman meningkat. Bilangan dan tahap perkembangan krista bergantung pada aktiviti fungsi tisu. Mitokondria mempunyai bahan genetik mereka sendiri (Gamb. 2.19).

DNA mitokondria ialah molekul beruntai dua bulat bulat tertutup; dalam sel manusia ia mempunyai saiz 16,569 pasangan nukleotida, iaitu kira-kira 105 kali lebih kecil daripada DNA yang dilokalkan dalam nukleus. Mitokondria mempunyai sistem sintesis protein mereka sendiri, tetapi bilangan protein yang diterjemahkan daripada mRNA mitokondria adalah terhad. DNA mitokondria tidak boleh mengekod semua protein mitokondria. Kebanyakan protein mitokondria berada di bawah kawalan genetik nukleus.

nasi. 2.19. Struktur mitokondria

Fungsi mitokondria

1) Pembentukan ATP

2) sintesis protein

3) penyertaan dalam sintesis tertentu, contohnya, sintesis hormon steroid (kelenjar adrenal)

4) mitokondria yang dibelanjakan juga boleh mengumpul produk perkumuhan, bahan berbahaya, iaitu mampu mengambil fungsi organel sel lain

K) Plastid

Plastid-organel ciri hanya tumbuhan.

Terdapat tiga jenis plastid:

1) kloroplas(plastid hijau);

2) kromoplast(plastid kuning, oren atau merah)

3) leukoplas(plastid tidak berwarna).

Biasanya, hanya satu jenis plastid ditemui dalam sel.

Kloroplas

Organel ini terdapat dalam sel daun dan organ hijau tumbuhan yang lain, serta dalam pelbagai alga. Dalam tumbuhan yang lebih tinggi, satu sel biasanya mengandungi beberapa dozen kloroplas. Warna hijau kloroplas bergantung kepada kandungan pigmen klorofil di dalamnya.

Kloroplas ialah organel utama sel tumbuhan di mana fotosintesis berlaku, iaitu pembentukan bahan organik (karbohidrat) daripada bahan bukan organik (CO 2 dan H 2 O) menggunakan tenaga. cahaya matahari. Kloroplas mempunyai struktur yang serupa dengan mitokondria.

Kloroplas mempunyai struktur yang kompleks. Mereka dipisahkan dari hyaloplasma oleh dua membran - luaran dan dalaman. Kandungan dalaman dipanggil stroma. Membran dalam membentuk di dalam kloroplas satu sistem membran yang kompleks dan teratur dalam bentuk buih rata yang dipanggil. tilakoid.

Tilakoid dikumpulkan dalam susunan - bijirin, menyerupai lajur syiling . Grana saling berkaitan oleh tilakoid stromal yang melaluinya sepanjang plastid. (Gamb. 2.20-2.22). Klorofil dan kloroplas hanya terbentuk dalam cahaya.

nasi. 2.20. Kloroplas di bawah mikroskop cahaya

nasi. 2.21. Struktur kloroplas di bawah mikroskop elektron

nasi. 2.22. Struktur skematik kloroplas

Fungsi

1) fotosintesis(pembentukan bahan organik daripada bahan bukan organik kerana tenaga cahaya). Peranan pusat dalam proses ini tergolong dalam klorofil. Ia menyerap tenaga cahaya dan mengarahkannya untuk menjalankan tindak balas fotosintesis. Dalam kloroplas, seperti dalam mitokondria, sintesis ATP berlaku.

2) mengambil bahagian dalam sintesis asid amino dan asid lemak,

3) berfungsi sebagai kemudahan penyimpanan untuk rizab kanji sementara.

Leukoplas- plastid tidak berwarna kecil yang terdapat dalam sel-sel organ yang tersembunyi daripada cahaya matahari (akar, rizom, ubi, biji). Struktur mereka serupa dengan struktur kloroplas (Gamb. 2.23).

Walau bagaimanapun, tidak seperti kloroplas, leukoplas mempunyai sistem membran dalaman yang kurang berkembang, kerana mereka terlibat dalam sintesis dan pengumpulan nutrien simpanan - kanji, protein dan lipid. Dalam cahaya, leukoplas boleh bertukar menjadi kloroplas.

nasi. 2.23. Struktur leukoplast

Kromoplast- plastid oren, merah dan warna kuning, yang disebabkan oleh pigmen yang tergolong dalam kumpulan karotenoid. Kromoplas ditemui dalam sel-sel kelopak banyak tumbuhan, buah-buahan matang, sayur-sayuran yang jarang berakar, dan juga pada daun musim luruh. Sistem membran dalaman dalam kromoplast biasanya tidak hadir (Gamb. 24).

nasi. 2.24. Struktur kromoplast

Kepentingan kromoplast masih belum dijelaskan sepenuhnya. Kebanyakannya adalah plastid penuaan. Mereka, sebagai peraturan, berkembang daripada kloroplas, manakala klorofil dan struktur membran dalaman dimusnahkan dalam plastid, dan karotenoid terkumpul. Ini berlaku apabila buah-buahan masak dan daun menjadi kuning pada musim gugur. Kepentingan biologi kromoplast ialah ia menyebabkan warna terang bunga dan buah-buahan, yang menarik serangga untuk pendebungaan silang dan haiwan lain untuk pengedaran buah-buahan. Leukoplas juga boleh berubah menjadi kromoplast.

Fungsi plastid

Sintesis bahan organik daripada bahan mudah dalam klorofil sebatian tak organik: karbon dioksida dan air dengan kehadiran kuanta cahaya matahari – fotosintesis, Sintesis ATP semasa fasa cahaya fotosintesis

Sintesis protein pada ribosom (di antara membran dalaman kloroplas terdapat DNA, RNA dan ribosom, oleh itu, dalam kloroplas, serta dalam mitokondria, sintesis protein yang diperlukan untuk aktiviti organel ini berlaku).

Kehadiran kromoplast menerangkan warna kuning, oren dan merah pada mahkota bunga, buah-buahan, dan daun musim luruh.

Leukoplas mengandungi bahan simpanan (dalam batang, akar, ubi).

Kloroplas, kromoplas dan leukoplas mampu pertukaran sel. Jadi, apabila buah masak atau daun berubah warna pada musim gugur, kloroplas bertukar menjadi kromoplast, dan leukoplas boleh berubah menjadi kloroplas, contohnya, apabila ubi kentang bertukar menjadi hijau.

Dalam erti kata evolusi, jenis plastid asal yang utama ialah kloroplas, dari mana plastid dua jenis yang lain berasal. Plastid berkongsi banyak ciri dengan mitokondria yang membezakannya daripada komponen lain sitoplasma. Ini, pertama sekali, cangkang dua membran dan autonomi genetik relatif kerana kehadiran ribosom dan DNAnya sendiri. Keunikan organel ini membentuk asas kepada idea bahawa pendahulu plastid dan mitokondria adalah bakteria, yang dalam proses evolusi dibina menjadi sel eukariotik dan secara beransur-ansur berubah menjadi kloroplas dan mitokondria. (Gamb. 2.25).