سیتوپلاسم در سلول وظایف محیط داخلی را انجام می دهد. سیتوپلاسم چیست؟ ساختار، ترکیب و خواص سیتوپلاسم

سلول- واحد ابتدایی یک سیستم زنده. ساختارهای مختلف یک سلول زنده که وظیفه انجام یک عملکرد خاص را بر عهده دارند، مانند اندام های کل ارگانیسم، اندامک نامیده می شوند. عملکردهای خاص در سلول بین اندامک ها، ساختارهای درون سلولی که شکل خاصی دارند، مانند هسته سلول، میتوکندری و غیره توزیع می شود.

ساختارهای سلولی:

سیتوپلاسم. بخش اجباری سلول، محصور بین غشای پلاسمایی و هسته. سیتوزول- چسبناک است محلول آبنمک های مختلف و مواد آلی، با سیستمی از رشته های پروتئین - اسکلت سلولی نفوذ کرده اند. اکثر مواد شیمیایی و فرآیندهای فیزیولوژیکیسلول ها از سیتوپلاسم عبور می کنند. ساختار: سیتوزول، اسکلت سلولی. توابع: شامل اندامک های مختلف، محیط داخلی سلول است
غشای پلاسمایی. هر سلول از حیوانات، گیاهان، محدود است محیطیا سلول های دیگر توسط غشای پلاسمایی. ضخامت این غشاء آنقدر کم است (حدود 10 نانومتر) که فقط با میکروسکوپ الکترونی قابل مشاهده است.

لیپیدهاآنها یک لایه دوگانه در غشاء تشکیل می دهند و پروتئین ها در تمام ضخامت آن نفوذ می کنند، تا اعماق مختلف در لایه لیپیدی غوطه ور می شوند یا در سطوح بیرونی و داخلی غشا قرار می گیرند. ساختار غشاء تمام اندامک های دیگر شبیه غشای پلاسمایی است. ساختار: یک لایه دوگانه از لیپیدها، پروتئین ها، کربوهیدرات ها. عملکردها: محدودیت، حفظ شکل سلول، محافظت در برابر آسیب، تنظیم کننده جذب و حذف مواد.

لیزوزوم ها. لیزوزوم ها اندامک های غشایی هستند. شکل آنها بیضی شکل و قطر آنها 0.5 میکرون است. آنها حاوی مجموعه ای از آنزیم ها هستند که مواد آلی را تجزیه می کنند. غشای لیزوزوم ها بسیار قوی است و از نفوذ آنزیم های خود به داخل سیتوپلاسم سلول جلوگیری می کند، اما اگر لیزوزوم توسط هر یک آسیب دیده باشد. تاثیرات خارجی، سپس کل سلول یا بخشی از آن از بین می رود.
لیزوزوم ها در تمام سلول های گیاهان، حیوانات و قارچ ها یافت می شوند.

لیزوزوم ها با انجام هضم ذرات آلی مختلف، "مواد خام" اضافی را برای فرآیندهای شیمیایی و انرژی در سلول فراهم می کنند. در طول گرسنگی، سلول های لیزوزوم برخی از اندامک ها را بدون از بین بردن سلول هضم می کنند. این هضم جزئی برای مدتی سلول را تامین می کند حداقل لازممواد مغذی گاهی اوقات لیزوزوم ها سلول ها و گروه های سلولی کامل را هضم می کنند که نقش اساسی در فرآیندهای رشد در حیوانات دارد. به عنوان مثال، از دست دادن دم در هنگام تبدیل یک قورباغه به قورباغه است. ساختار: وزیکول های بیضی شکل، غشای بیرونی، آنزیم ها در داخل. عملکردها: تجزیه مواد آلی، تخریب اندامک های مرده، تخریب سلول های مصرف شده.

مجموعه گلژی. محصولات بیوسنتز که وارد لومن حفره ها و لوله های شبکه آندوپلاسمی می شوند در دستگاه گلژی متمرکز و حمل می شوند. اندازه این اندامک 5 تا 10 میکرومتر است.

ساختار: حفره های احاطه شده توسط غشاء (وزیکول). عملکردها: تجمع، بسته بندی، دفع مواد آلی، تشکیل لیزوزوم ها

شبکه آندوپلاسمی. شبکه آندوپلاسمی سیستمی برای سنتز و انتقال مواد آلی در سیتوپلاسم سلول است که یک ساختار باز از حفره های متصل است.
به غشاهای شبکه آندوپلاسمی متصل است عدد بزرگریبوزوم ها کوچکترین اندامک های سلول هستند که شکل کره ای به قطر 20 نانومتر دارند. و از RNA و پروتئین تشکیل شده است. ریبوزوم ها محل سنتز پروتئین هستند. سپس پروتئین های تازه سنتز شده وارد سیستم حفره ها و لوله ها می شوند و از طریق آنها در داخل سلول حرکت می کنند. حفره ها، لوله ها، لوله های غشاها، روی سطح غشاهای ریبوزوم. توابع: سنتز مواد آلی با کمک ریبوزوم ها، انتقال مواد.

ریبوزوم ها. ریبوزوم ها به غشای شبکه آندوپلاسمی متصل هستند یا آزادانه در سیتوپلاسم قرار دارند، آنها به صورت گروهی قرار می گیرند و پروتئین ها روی آنها سنتز می شوند. ترکیب پروتئین، عملکردهای RNA ریبوزومی: بیوسنتز پروتئین را فراهم می کند (مجموعه یک مولکول پروتئین از).
میتوکندری. میتوکندری اندامک های انرژی هستند. شکل میتوکندری ها متفاوت است، آنها می توانند بقیه، میله ای شکل، رشته ای با قطر متوسط ​​1 میکرون باشند. و طول 7 میکرومتر تعداد میتوکندری ها به فعالیت عملکردی سلول بستگی دارد و می تواند به ده ها هزار در ماهیچه های پرنده حشرات برسد. میتوکندری ها از خارج توسط یک غشای خارجی محدود می شوند، در زیر آن یک غشای داخلی قرار دارد که رشدهای متعددی را تشکیل می دهد - cristae.

در داخل میتوکندری RNA، DNA و ریبوزوم ها قرار دارند. آنزیم های خاصی در غشاهای آن ساخته می شوند که با کمک آنها انرژی مواد غذایی به انرژی ATP در میتوکندری تبدیل می شود که برای زندگی سلول و کل ارگانیسم ضروری است.

غشاء، ماتریس، برآمدگی ها - cristae. عملکردها: سنتز یک مولکول ATP، سنتز پروتئین های خود، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها، لیپیدها، تشکیل ریبوزوم های خود.

پلاستیدها. فقط در سلول گیاهی: لکوپلاست، کلروپلاست، کروموپلاست. عملکردها: تجمع مواد آلی ذخیره، جذب حشرات گرده افشان، سنتز ATP و کربوهیدرات ها. کلروپلاست ها به شکل دیسک یا توپ با قطر 4-6 میکرون هستند. با یک غشای دوگانه - خارجی و داخلی. در داخل کلروپلاست ریبوزوم های DNA و ساختارهای غشایی خاص - گرانا وجود دارد که به یکدیگر و به غشای داخلی کلروپلاست متصل هستند. هر کلروپلاست حاوی حدود 50 دانه است که برای جذب بهتر نور به هم ریخته شده اند. غشای گران حاوی کلروفیل است که به لطف آن انرژی تبدیل می شود نور خورشیدبه انرژی شیمیایی ATP. انرژی ATP در کلروپلاست ها برای سنتز ترکیبات آلی، در درجه اول کربوهیدرات ها استفاده می شود.
کروموپلاست ها. رنگدانه های قرمز و رنگ زردکه در کروموپلاست ها قرار دارند، به قسمت های مختلف گیاه رنگ قرمز و زرد می دهند. هویج، میوه های گوجه فرنگی.

لکوپلاست ها محل تجمع یک ماده مغذی ذخیره - نشاسته هستند. در سلول های غده های سیب زمینی لکوپلاست های زیادی وجود دارد. در نور، لکوپلاست ها می توانند به کلروپلاست تبدیل شوند (در نتیجه سلول های سیب زمینی سبز می شوند). در پاییز کلروپلاست ها به کروموپلاست تبدیل می شوند و برگ ها و میوه های سبز رنگ زرد و قرمز می شوند.

مرکز سلولی. از دو استوانه سانتریول تشکیل شده است که عمود بر یکدیگر قرار دارند. توابع: پشتیبانی از نخ های دوک

انکلوژن های سلولی یا در سیتوپلاسم ظاهر می شوند یا در طول زندگی سلول ناپدید می شوند.

اجزای متراکم به شکل گرانول حاوی مواد مغذی ذخیره (نشاسته، پروتئین، قندها، چربی ها) یا مواد زائد سلولی هستند که هنوز حذف نمی شوند. تمام پلاستیدهای سلول های گیاهی توانایی سنتز و تجمع مواد مغذی ذخیره را دارند. در سلول های گیاهی، تجمع مواد غذایی ذخیره در واکوئل ها اتفاق می افتد.

دانه ها، گرانول ها، قطره هاتوابع: سازندهای غیر دائمی که مواد آلی و انرژی را ذخیره می کنند

هسته. پوشش هسته ای از دو غشاء، شیره هسته ای، هسته. توابع: ذخیره سازی اطلاعات ارثی در سلول و تولید مثل آن، سنتز RNA - اطلاعاتی، حمل و نقل، ریبوزومی. اسپورها در غشای هسته قرار دارند که از طریق آن تبادل فعال مواد بین هسته و سیتوپلاسم انجام می شود. هسته اطلاعات ارثی را نه تنها در مورد تمام ویژگی ها و خواص یک سلول معین، در مورد فرآیندهایی که باید برای آن انجام شود (به عنوان مثال، سنتز پروتئین)، بلکه در مورد ویژگی های ارگانیسم به عنوان یک کل ذخیره می کند. اطلاعات در مولکول های DNA، که بخش اصلی کروموزوم ها هستند، ثبت می شود. هسته حاوی یک هسته است. هسته به دلیل وجود کروموزوم های حاوی اطلاعات ارثی در آن، وظایف مرکزی را انجام می دهد که تمام فعالیت های حیاتی و رشد سلول را کنترل می کند.

1. نمونه هایی از موجودات زنده ای که سلول های آنها قادر به حفظ شکل دائمی هستند را ذکر کنید.

پاسخ. سلول های گیاهان، قارچ ها، یعنی آنهایی که دیواره سلولی دارند، شکل ثابتی را حفظ می کنند.

2. وظایف ریبوزوم ها چیست؟

پاسخ. ریبوزوم مهمترین اندامک غیر غشایی یک سلول زنده است که برای بیوسنتز پروتئین از اسیدهای آمینه بر اساس یک ماتریس مشخص بر اساس اطلاعات ژنتیکی ارائه شده توسط RNA پیام رسان (mRNA) خدمت می کند.

3. سیتوپلاسم چیست؟

پاسخ. محیط داخلی سلول - سیتوپلاسم - دشوار است سیستم سازمان یافتهشامل هسته، اندامک های غشایی و غیر غشایی، ادخال هایی که در هیالوپلاسم معلق هستند. دومی یک ژل با درجه ویسکوزیته است که بسته به وضعیت عملکردی سلول متفاوت است.

سوالات بعد از §15

1. اسکلت سلولی چه وظایفی را انجام می دهد؟

پاسخ. همه یوکاریوت ها یک سیستم پشتیبانی پیچیده در سیتوپلاسم دارند - اسکلت سلولی. از سه عنصر تشکیل شده است: میکروتوبول ها، رشته های میانی و میکروفیلامنت ها.

میکروتوبول ها در کل سیتوپلاسم نفوذ می کنند و لوله های توخالی با قطر 20 تا 30 نانومتر هستند. دیواره های آنها توسط نخ های پیچ خورده مخصوص ساخته شده از توبولین پروتئینی تشکیل شده است. مونتاژ میکروتوبول ها از توبولین در مرکز سلول اتفاق می افتد. میکروتوبول ها قوی هستند و ستون فقرات اسکلت سلولی را تشکیل می دهند. اغلب آنها به گونه ای چیده می شوند که با انبساط و انقباض سلول مقابله کنند. علاوه بر عملکرد مکانیکی، میکروتوبول ها یک عملکرد انتقال نیز انجام می دهند و در انتقال مواد مختلف از طریق سیتوپلاسم شرکت می کنند.

رشته های میانی حدود 10 نانومتر ضخامت دارند و ماهیتی پروتئینی نیز دارند. عملکرد آنها در حال حاضر به خوبی درک نشده است.

ریز رشته ها رشته های پروتئینی با قطر تنها 4 نانومتر هستند. اساس آنها پروتئین اکتین است. گاهی اوقات رشته های اکتین به صورت دسته ای دسته بندی می شوند. میکروفیلامنت ها اغلب در نزدیکی غشای پلاسمایی قرار دارند و می توانند شکل آن را تغییر دهند که برای مثال برای فرآیندهای فاگوسیتوز و پینوسیتوز بسیار مهم است.

بنابراین، سیتوپلاسم با ساختارهای اسکلت سلولی نفوذ می کند که شکل سلول را حفظ کرده و حمل و نقل درون سلولی را فراهم می کند. اسکلت سلولی می تواند به سرعت "از هم جدا" و "مجموعه شود". هنگامی که مونتاژ شد، اندامک ها می توانند با کمک پروتئین های خاص در امتداد ساختارهای آن حرکت کنند و به مکان هایی در سلول برسند که در حال حاضر به آنها نیاز دارند.

2. مرکز سلولی از چه چیزی تشکیل شده است؟

پاسخ. مرکز سلولی (سانتروزوم). در سیتوپلاسم نزدیک هسته قرار دارد و توسط دو سانتریول - استوانه هایی که عمود بر یکدیگر قرار دارند تشکیل می شود. قطر هر سانتریول 150 تا 250 نانومتر و طول آن 300 تا 500 نانومتر است. دیواره هر سانتریول از نه مجموعه ریز لوله تشکیل شده است و هر کمپلکس (یا سه تایی) به نوبه خود از سه ریز لوله ساخته شده است. سه قلوهای سانتریول توسط یک سری رباط به هم متصل شده اند. پروتئین اصلی که سانتریول ها را تشکیل می دهد توبولین است. توبولین از طریق سیتوپلاسم به ناحیه مرکز سلولی منتقل می شود. در اینجا، عناصر اسکلت سلولی از این پروتئین جمع می شوند. آنها از قبل مونتاژ شده اند و به قسمت های مختلف سیتوپلاسم فرستاده می شوند و در آنجا وظایف خود را انجام می دهند.

سانتریول ها همچنین برای تشکیل اجسام پایه مژک ها و تاژک ها ضروری هستند. سانتریول ها قبل از تقسیم سلولی دو برابر می شوند. در فرآیند تقسیم سلولی، آنها به صورت جفت به قطب های مخالف سلول واگرا می شوند و در تشکیل رشته های دوکی مشارکت می کنند.

در سلول های گیاهان عالی، مرکز سلولی به گونه ای متفاوت چیده شده است و حاوی سانتریول نیست.

3. چه فرآیندی در ریبوزوم ها انجام می شود؟

پاسخ. اندامک هایی که یک سلول برای سنتز پروتئین نیاز دارد ریبوزوم هستند. اندازه آنها تقریبا 20 x 30 نانومتر است. چندین میلیون از آنها در یک سلول وجود دارد. ریبوزوم ها از دو زیر واحد بزرگ و کوچک تشکیل شده اند. هر زیر واحد مجموعه ای از rRNA با پروتئین است. ریبوزوم ها در ناحیه هسته هسته تشکیل می شوند و سپس از طریق منافذ هسته ای به داخل سیتوپلاسم خارج می شوند. آنها سنتز پروتئین، یعنی مونتاژ مولکول های پروتئین را از اسیدهای آمینه تحویلی به ریبوزوم tRNA انجام می دهند. بین زیر واحدهای ریبوزوم شکافی وجود دارد که مولکول mRNA در آن قرار دارد و روی زیر واحد بزرگ یک شیار وجود دارد که مولکول پروتئین سنتز شده در امتداد آن می لغزد. بنابراین، فرآیند ترجمه اطلاعات ژنتیکی در ریبوزوم ها انجام می شود، یعنی ترجمه آن از "زبان نوکلئوتیدها" به "زبان اسیدهای آمینه".

ریبوزوم ها را می توان در سیتوپلاسم معلق کرد، اما اغلب آنها به صورت گروهی در سطح شبکه آندوپلاسمی سلول قرار دارند. اعتقاد بر این است که ریبوزوم های آزاد پروتئین های لازم برای نیازهای خود سلول را سنتز می کنند و ریبوزوم های متصل به EPS پروتئین هایی را "برای صادرات" تولید می کنند، یعنی چنین پروتئین هایی که برای استفاده در فضای خارج سلولی یا سایر سلول های بدن در نظر گرفته شده اند.

اساس ترکیب شیمیایی سیتوپلاسم آب است - 60-90٪، ترکیبات آلی و معدنی. سیتوپلاسم در یک واکنش قلیایی قرار دارد. از ویژگی های این ماده حرکت مداوم یا سیکلوز است که می شود شرط لازمزندگی سلولی در هیالوپلاسم، کلوئید بی رنگ و ضخیم، فرآیندهای متابولیکی انجام می شود. به لطف هیالوپلاسم، رابطه بین هسته و اندامک ها برقرار می شود.

ترکیب هیالوپلاسم شامل شبکه آندوپلاسمی یا رتیکولوم است، این یک سیستم منشعب از لوله ها، کانال ها و حفره ها است که توسط یک غشای منفرد محدود شده اند. حبوبات به شکل میتوکندری، نیروگاه های ویژه سلول هستند. ریبوزوم ها اندامک هایی هستند که حاوی RNA هستند. یکی دیگر از ارگانوئیدهای سیتوپلاسم کمپلکس گلژی است که به نام گلژی ایتالیایی نامگذاری شده است. اندامک های کروی کوچک لیزوزوم هستند. سلول های گیاهی حاوی حفره های حاوی شیره سلولی واکوئل نامیده می شوند. تعداد زیادی از آنها در سلول های میوه های گیاهی وجود دارد. برآمدگی سیتوپلاسم اندامک های حرکتی بسیاری است - تورنیکت ها، مژک ها، شبه پاها.

عملکرد اجزای سیتوپلاسم

رتیکولوم ایجاد یک "چارچوب" برای استحکام مکانیکی و شکل دادن به سلول را فراهم می کند، یعنی عملکرد شکل دهی دارد. روی دیواره های آن آنزیم ها و مجتمع های سوبسترای آنزیم وجود دارد که اجرای یک واکنش بیوشیمیایی به آنها بستگی دارد. کانال های انتقال شبکه ترکیبات شیمیایی، بنابراین، یک عملکرد حمل و نقل را انجام می دهد.

میتوکندری به تجزیه مواد آلی پیچیده کمک می کند. این انرژی را آزاد می کند که سلول برای حفظ فرآیندهای فیزیولوژیکی به آن نیاز دارد.

ریبوزوم ها مسئول سنتز مولکول های پروتئین هستند.

مجموعه یا دستگاه گلژی عملکرد ترشحی را در سلول های حیوانی انجام می دهد، متابولیسم را تنظیم می کند. در گیاهان، این مجموعه نقش مرکزی را برای سنتز پلی ساکاریدها ایفا می کند که در دیواره های سلولی قرار دارند.

پلاستیدها می توانند سه نوع باشند. کلروپلاست ها یا پلاستیدهای سبز در فتوسنتز نقش دارند. یک سلول گیاهی می تواند حاوی 50 کلروپلاست باشد. کروموپلاست ها حاوی رنگدانه هایی هستند - آنتوسیانین، کاروتنوئید. این پلاستیدها رنگ گیاهان را به منظور جذب حیوانات و محافظت به عهده دارند. لکوپلاست ها تجمع مواد مغذی را فراهم می کنند، همچنین می توانند کروموپلاست ها و کلروپلاست ها را تشکیل دهند.

واکوئل ها محل تجمع مواد مغذی هستند. آنها همچنین عملکرد شکل دهی سلول را فراهم می کنند و فشار داخلی ایجاد می کنند.

اجزاء مختلف حالت جامد و مایع، مواد و مواد ذخیره ای برای جداسازی هستند.

اندامک های حرکتی حرکت سلول ها را در فضا فراهم می کنند. آنها زاییده سیتوپلاسم هستند، در موجودات تک سلولی، سلول های زاینده و فاگوسیت ها یافت می شوند.

منابع:

• مفاد اساسی تئوری سلولی
• عملکرد واکوئل انقباضی تک یاخته ها

سیتوپلاسم- یک جزء سلولی بسیار مهم. محیط داخلی نیمه مایع آن حاوی اندامک هایی است که مسئول عملکردهای حیاتی سلول هستند. تحرک سیتوپلاسم به تعامل اندامک ها با یکدیگر کمک می کند. این امر امکان وقوع فرآیندهای متابولیسم داخل سلولی را فراهم می کند.

هر سیتوپلاسم در ترکیب آن. او در حالت نیمه مایع است. هسته و تمام اندامک های سلول در سیتوپلاسم قرار دارند.سیتوپلاسم نام خود را از دو نام گرفته است. کلمات یونانی- cyto () و (sculpted) محلول آبی چسبناک از مواد آلی و نمکها که قسمت عمده سیتوپلاسم را تشکیل می دهد، هیالوپلاسم نامیده می شود. حاوی اندامک هایی است که عملکردهای مختلفی را انجام می دهند. هیالوپلاسم با سیستمی از رشته های پروتئینی به نام اسکلت سلولی نفوذ کرده است.ترکیب فیزیکوشیمیایی سیتوپلاسم با ناپایداری مشخص می شود، این یک سیستم فیزیکی دائما در حال تغییر است که با یک واکنش قلیایی مشخص می شود. این اکثر فرآیندهای فیزیولوژیکی است. موادی که به تازگی سنتز شده اند در این فضا حرکت می کنند و سایر مواد از طریق آن از سلول خارج می شوند. اندامک هایی مانند کمپلکس گلژی، میتوکندری، پلاستیدها، شبکه آندوپلاسمی، لیزوزوم ها و غیره در سیتوپلاسم زندگی و عمل می کنند.یکی از نظریه های مدرن. ادعا می کند که سیتوپلاسم نوعی کامپیوتر کوانتومی سلولی است. تمام فرآیندهای فیزیولوژیکی که در آن اتفاق می افتد را تنظیم می کند.تمام فرآیندهای متابولیسم داخل سلولی دقیقاً در سیتوپلاسم انجام می شود. تنها استثنا سنتز اسیدهای نوکلئیک است که در هسته اتفاق می افتد. تحت کنترل هسته، سیتوپلاسم قادر به رشد و تولید مثل است. حتی اگر بخشی از آن حذف شود، می تواند بهبود یابد. دو لایه در سیتوپلاسم وجود دارد. خارجی - اکتوپلاسم. چسبناک ترین است. داخلی - آندوپلاسم. اندامک های اصلی در آن قرار دارند. یکی از مهمترین خواص سیتوپلاسم، توانایی حرکت است. به لطف او، اندامک ها با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و تعامل درون سلولی آنها رخ می دهد.

ویدیو های مرتبط

منابع:

• سیتوپلاسما در سال 2019

پروتئین ها مهمترین ترکیبات آلی در بین تمام اجزای یک سلول زنده هستند. آنها ساختار متفاوتی دارند و عملکردهای مختلفی را انجام می دهند. در سلول های مختلف، آنها می توانند از 50٪ تا 80٪ جرم باشند.

پروتئین ها: چیست؟

پروتئین ها ترکیبات آلی با وزن مولکولی بالا هستند. آنها از اتم های کربن، اکسیژن، هیدروژن و نیتروژن ساخته شده اند، اما می توانند شامل گوگرد، آهن و فسفر نیز باشند.

مونومرهای پروتئینی اسیدهای آمینه ای هستند که توسط پیوندهای پپتیدی به یکدیگر متصل شده اند. پلی پپتیدها می توانند تعداد زیادی اسید آمینه در ترکیب خود داشته باشند و وزن مولکولی زیادی داشته باشند.

یک مولکول اسید آمینه از یک رادیکال، یک گروه آمینه -NH2 و یک گروه کربوکسیل -COOH تشکیل شده است. گروه اول خواص اساسی را نشان می دهد، گروه دوم - اسیدی. این ماهیت دوگانه رفتار شیمیایی اسید آمینه - آمفوتریک بودن آن و علاوه بر این، واکنش پذیری بالا را تعیین می کند. در انتهای مختلف، اسیدهای آمینه در زنجیره‌ای از مولکول‌های پروتئین ترکیب می‌شوند.

رادیکال (R) بخشی از مولکول است که برای اسیدهای آمینه مختلف متفاوت است. ممکن است فرمول مولکولی یکسانی داشته باشد، اما ساختار متفاوتی داشته باشد.

عملکرد پروتئین ها در بدن

پروتئین ها عملکردهای مهمی را هم در سلول های فردی و هم در کل بدن انجام می دهند.

اول از همه، پروتئین ها یک عملکرد ساختاری را انجام می دهند. غشاها و اندامک های سلول از این مولکول ها ساخته می شوند. کلاژن جزء مهمی از بافت همبند است، کراتین بخشی از مو و ناخن (و همچنین پر و شاخ در حیوانات) است، پروتئین الاستیک الاستیک برای رباط ها و دیواره رگ های خونی مورد نیاز است.

نقش آنزیمی پروتئین ها کم اهمیت نیست. K، تمام آنزیم های بیولوژیکی ماهیتی پروتئینی دارند. به لطف آنها، جریان واکنش های بیوشیمیایی در بدن با سرعت قابل قبولی برای زندگی امکان پذیر است.

مولکول های آنزیم می توانند فقط از پروتئین تشکیل شده باشند یا شامل یک ترکیب غیر پروتئینی - یک کوآنزیم باشند. ویتامین ها یا یون های فلزی اغلب به عنوان کوآنزیم استفاده می شوند.

عملکرد انتقال پروتئین ها توانایی آنها در ترکیب با سایر مواد است. بنابراین، هموگلوبین با اکسیژن ترکیب می شود و آن را از ریه ها به بافت ها می رساند، میوگلوبین اکسیژن را به ماهیچه ها منتقل می کند. آلبومین سرم حاوی لیپیدها، چربی ها و سایر مواد فعال بیولوژیکی است.

پروتئین های حامل در ناحیه غشای سلولی عمل می کنند و حمل و نقل مواد را از طریق آنها انجام می دهند.

محافظ برای پروتئین های خاص بدن آنتی بادی های تولید شده توسط لنفوسیت ها با پروتئین های خارجی مبارزه می کنند، اینترفرون ها در برابر ویروس ها محافظت می کنند. ترومبین و فیبرینوژن تشکیل را تقویت کرده و از بدن در برابر از دست دادن خون محافظت می کنند.

سمومی که توسط موجودات زنده برای اهداف حفاظتی ترشح می شود نیز ماهیتی پروتئینی دارند. آنتی توکسین ها در ارگانیسم های هدف برای سرکوب عمل این سموم تولید می شوند.

عملکرد تنظیمی توسط پروتئین های تنظیم کننده - هورمون ها انجام می شود. آنها روند فرآیندهای فیزیولوژیکی بدن را کنترل می کنند. بنابراین برای سطح انسولین خون و با کمبود آن، دیابت رخ می دهد.

پروتئین ها گاهی اوقات عملکرد انرژی را انجام می دهند، اما حامل اصلی انرژی نیستند. تجزیه کامل 1 گرم پروتئین 17.6 کیلوژول انرژی می دهد (مانند تجزیه گلوکز). با این حال، ترکیبات پروتئینی برای بدن برای ساختن ساختارهای جدید بسیار مهم هستند و به ندرت به عنوان منبع انرژی استفاده می شوند.

ویدیو های مرتبط

واکوئل ها وزیکول های غشایی در سیتوپلاسم سلول پر از شیره سلولی هستند. در سلول های گیاهی، واکوئل ها تا 90 درصد حجم را اشغال می کنند. سلول های حیوانی واکوئل های موقتی دارند که بیش از 5 درصد حجم آنها را اشغال نمی کند. عملکرد واکوئل ها به این بستگی دارد که در کدام سلول هستند.

عملکرد اصلی واکوئل ها اجرای رابطه بین اندامک ها، انتقال مواد از طریق سلول است.

عملکرد واکوئل های سلولی گیاهی

واکوئل یکی از مهم ترین اندامک های سلول است و وظایف بسیاری از جمله: جذب آب، رنگ دادن به سلول، حذف مواد سمی از متابولیسم و ​​ذخیره مواد مغذی را انجام می دهد. علاوه بر این، واکوئل‌های برخی از گیاهان شیره شیری تولید می‌کنند و به بخش‌های «قدیمی» سلول کمک می‌کنند.

واکوئل بازی می کند نقش رهبریدر جذب سلولی آب آب از طریق فشار اسمزی وارد واکوئل می شود. در نتیجه فشار تورگر در سلول ظاهر می شود که باعث می شود سلول ها در طول رشد کشیده شوند. جذب اسمزی آب نیز برای حفظ کلی مهم است رژیم آبگیاهان و همچنین برای فرآیند فتوسنتز.

واکوئل حاوی رنگدانه هایی به نام آنتوسیانین است. رنگ گل ها، میوه ها، برگ ها، جوانه ها، ریشه گیاهان به آنها بستگی دارد.

واکوئل از مبادله خارج می شود مواد سمیو برخی متابولیت های ثانویه مواد زائد کریستال های اگزالات کلسیم هستند. آنها به شکل کریستال در واکوئل ها رسوب می کنند. اشکال مختلف. نقش متابولیت های ثانویه به طور کامل شناخته نشده است. ممکن است آلکالوئیدها به عنوان یک محصول جانبی متابولیسم مانند تانن ها با طعم قابض خود، گیاهخواران را دفع کنند که از خوردن آنها جلوگیری می کند.

واکوئل ها مواد مغذی را ذخیره می کنند: نمک های معدنی، ساکارز، انواع مختلف (مالیک، استیک، سیتریک و غیره)، اسیدهای آمینه، پروتئین ها. در صورت لزوم سیتوپلاسم سلول می تواند از این مواد استفاده کند.

در واکوئل سلول های برخی از گیاهان شیره رنگی تولید می شود. بنابراین، آب شیری هیوی برزیلی حاوی آنزیم ها و مواد لازم برای سنتز لاستیک است.

واکوئل ها گاهی حاوی آنزیم های هیدرولیتیک هستند و سپس واکوئل ها به عنوان لیزوزوم عمل می کنند. بنابراین، آنها می توانند پروتئین ها، کربوهیدرات ها، چربی ها، اسیدهای نوکلئیک، فیتوهورمون ها، فیتونسیدها را تجزیه کنند و در تجزیه بخش های "قدیمی" سلول شرکت کنند.

عملکرد واکوئل های سلولی حیوانی

واکوئل های ضربان دار (انقباض) در تک یاخته های آب شیرین برای تنظیم اسمزی سلول عمل می کنند. از آنجایی که غلظت مواد در آب رودخانه کمتر از غلظت مواد موجود در سلول‌های تک یاخته‌ها است، واکوئل‌های انقباضی آب را جذب می‌کنند و برعکس، آب اضافی از طریق خارج می‌شود.

محتویات ژل مانند سلول که توسط یک غشاء محدود شده است، سیتوپلاسم یک سلول زنده نامیده می شود. این مفهوم در سال 1882 توسط گیاه شناس آلمانی ادوارد استراسبورگر معرفی شد.

ساختار

سیتوپلاسم محیط داخلی هر سلول است و مشخصه سلول های باکتریایی، گیاهی، قارچی و حیوانی است.
سیتوپلاسم از اجزای زیر تشکیل شده است:

• هیالوپلاسم (سیتوزول) - ماده مایع؛
• اجزای سلولی - اجزای اختیاری سلول.
• ارگانوئیدها - اجزای دائمی سلول؛
• اسکلت سلولی - داربست سلولی.

ترکیب شیمیاییسیتوزول ها شامل مواد زیر هستند:

• آب - 85٪؛
• پروتئین - 10٪
• ترکیبات آلی - 5٪.

به ترکیبات آلیمربوط بودن:

• نمک های معدنی؛
• کربوهیدرات ها؛
• لیپیدها؛
• ترکیبات حاوی نیتروژن؛
• مقدار کمی DNA و RNA؛
• گلیکوژن (ویژگی سلولهای حیوانی).

برنج. 1. ترکیب سیتوپلاسم.

سیتوپلاسم حاوی مواد مغذی (قطره های چربی، دانه های پلی ساکارید) و همچنین مواد زائد نامحلول سلول است.

سیتوپلاسم بی رنگ است و دائماً در حال حرکت است. شامل تمام اندامک های سلول است و رابطه آنها را انجام می دهد. با حذف جزئی، سیتوپلاسم بازسازی می شود. هنگامی که سیتوپلاسم به طور کامل حذف شد، سلول می میرد.

ساختار سیتوپلاسم ناهمگن است. مشروط تخصیص دهد دو لایه سیتوپلاسم:

4 مقاله برترکه در کنار این مطلب می خوانند

• اکتوپلاسم (پلاسماژل) - یک لایه متراکم بیرونی که حاوی اندامک نیست.
• آندوپلاسم (پلاسمازول) - لایه داخلی بیشتر مایع حاوی اندامک.

تقسیم به اکتوپلاسم و آندوپلاسم در تک یاخته ها تلفظ می شود. اکتوپلاسم به حرکت سلول کمک می کند.

در خارج، سیتوپلاسم توسط یک غشای سیتوپلاسمی یا پلاسمالما احاطه شده است. از سلول در برابر آسیب محافظت می کند، مواد را به طور انتخابی حمل می کند و تحریک پذیری سلول را فراهم می کند. غشا از لیپیدها و پروتئین ها تشکیل شده است.

فعالیت حیاتی

سیتوپلاسم یک ماده حیاتی است که در فرآیندهای اصلی سلول نقش دارد:

• متابولیسم؛
• رشد؛
• تقسیم

حرکت سیتوپلاسم سیکلوز یا جریان سیتوپلاسمی نامیده می شود. این در سلول های یوکاریوتی از جمله انسان انجام می شود. در طی سیکلوز، سیتوپلاسم موادی را به تمام اندامک های سلولی می رساند و متابولیسم سلولی را انجام می دهد. سیتوپلاسم با مصرف ATP در اسکلت سلولی حرکت می کند.

با افزایش حجم سیتوپلاسم، سلول رشد می کند. فرآیند تقسیم بدن یک سلول یوکاریوتی پس از تقسیم هسته ای (کاریوکینزیس) سیتوکینز نامیده می شود. در نتیجه تقسیم بدن، سیتوپلاسم همراه با اندامک ها بین دو سلول دختر توزیع می شود.

برنج. 2. سیتوکینز.

کارکرد

وظایف اصلی سیتوپلاسم در سلول در جدول توضیح داده شده است.

جدا شدن سیتوپلاسم از غشاء با اسمز آب خروجی به خارج را پلاسمولیز می گویند. روند معکوس- دپلاسمولیز - با ورود به سلول رخ می دهد کافیاب. فرآیندها مشخصه هر سلولی است، به جز حیوان.

میانگین امتیاز: 4.7. مجموع امتیازهای دریافتی: 77.

سیتوپلاسم- قسمت اجباری سلول که بین غشای پلاسمایی و هسته محصور شده است. به هیالوپلاسم (ماده اصلی سیتوپلاسم)، اندامک ها (اجزای دائمی سیتوپلاسم) و آخال ها (اجزای موقت سیتوپلاسم) تقسیم می شود. ترکیب شیمیایی سیتوپلاسم: اساس آب (60-90٪ از کل جرم سیتوپلاسم)، ترکیبات آلی و معدنی مختلف است. سیتوپلاسم قلیایی است. ویژگیسیتوپلاسم سلول یوکاریوتی - حرکت ثابت ( سیکلوز). در درجه اول با حرکت اندامک های سلولی مانند کلروپلاست ها تشخیص داده می شود. اگر حرکت سیتوپلاسم متوقف شود، سلول می میرد، زیرا تنها در حرکت ثابت می تواند وظایف خود را انجام دهد.

هیالوپلاسم ( سیتوزول) محلول کلوئیدی بی رنگ، لزج، غلیظ و شفاف است. در آن است که تمام فرآیندهای متابولیک انجام می شود، اتصال هسته و همه اندامک ها را فراهم می کند. بسته به غلبه قسمت مایع یا مولکول های بزرگ در هیالوپلاسم، دو شکل هیالوپلاسم متمایز می شود: سل- هیالوپلاسم مایع بیشتر و ژل- هیالوپلاسم متراکم تر انتقال متقابل بین آنها امکان پذیر است: ژل به یک سل تبدیل می شود و بالعکس.

وظایف سیتوپلاسم:

1. ادغام تمام اجزای سلول در یک سیستم واحد،
2. محیطی برای عبور بسیاری از فرآیندهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی،
3. محیطی برای وجود و عملکرد اندامک ها.

دیواره های سلولی

دیواره های سلولیسلول های یوکاریوتی را محدود کنید حداقل دو لایه را می توان در هر غشای سلولی تشخیص داد. لایه داخلی در مجاورت سیتوپلاسم قرار دارد و با نشان داده می شود غشای پلاسمایی(مترادف - پلاسمالما، غشای سلولی، غشای سیتوپلاسمی)، که لایه بیرونی روی آن تشکیل می شود. در سلول حیوانی نازک است و نامیده می شود گلیکوکالیکس(تشکیل شده توسط گلیکوپروتئین ها، گلیکولیپیدها، لیپوپروتئین ها)، در یک سلول گیاهی - ضخیم، به نام دیواره سلولی(تشکیل شده توسط سلولز).

همه غشاهای بیولوژیکی دارای ویژگی ها و ویژگی های ساختاری مشترک هستند. در حال حاضر به طور کلی پذیرفته شده است مدل موزاییک سیال ساختار غشایی. اساس غشاء یک دولایه لیپیدی است که عمدتاً توسط فسفولیپیدها تشکیل می شود. فسفولیپیدها تری گلیسیریدهایی هستند که در آنها یک باقیمانده اسید چرب با یک باقی مانده جایگزین می شود. اسید فسفریک; قسمتی از مولکول که بقایای اسید فسفریک در آن قرار دارد سر آبدوست و بخشهایی که بقایای اسیدهای چرب در آن قرار دارند دم آبگریز نامیده می شوند. در غشاء، فسفولیپیدها به طور دقیق مرتب شده‌اند: دم‌های آبگریز مولکول‌ها روبه‌روی یکدیگر، و سرهای آب‌دوست رو به بیرون، به سمت آب هستند.

علاوه بر لیپیدها، غشاء حاوی پروتئین (به طور متوسط ​​≈ 60٪) است. آنها اکثر عملکردهای خاص غشاء (حمل و نقل مولکول های خاص، کاتالیز واکنش ها، دریافت و تبدیل سیگنال ها از محیط و غیره) را تعیین می کنند. تمایز: 1) پروتئین های محیطی(واقع در سطح خارجی یا داخلی دولایه لیپیدی)، 2) پروتئین های نیمه انتگرال(غوطه ور در دولایه لیپیدی تا اعماق مختلف)، 3) پروتئین های انتگرال یا گذرنده(در حالی که با محیط خارجی و داخلی سلول در تماس است از طریق و از طریق غشاء نفوذ کنید). پروتئین‌های انتگرال در برخی موارد کانال‌ساز یا کانال نامیده می‌شوند، زیرا می‌توان آن‌ها را کانال‌های آبدوستی در نظر گرفت که مولکول‌های قطبی از طریق آن به داخل سلول می‌روند (جزء لیپیدی غشاء به آنها اجازه عبور نمی‌دهد).

الف - سر آبدوست فسفولیپید؛ C، دم آبگریز فسفولیپید. 1 - مناطق آبگریز پروتئین های E و F. 2، مناطق آب دوست پروتئین F. 3 - یک زنجیره الیگوساکارید منشعب متصل به یک لیپید در یک مولکول گلیکولیپید (گلیکولیپیدها کمتر از گلیکوپروتئین ها رایج هستند). 4 - زنجیره الیگوساکارید شاخه ای متصل به پروتئین در یک مولکول گلیکوپروتئین. 5- کانال آبدوست (به عنوان منافذی عمل می کند که یون ها و برخی مولکول های قطبی می توانند از آن عبور کنند).

غشاء ممکن است حاوی کربوهیدرات (تا 10٪) باشد. جزء کربوهیدرات غشاها با زنجیره های الیگوساکارید یا پلی ساکارید مرتبط با مولکول های پروتئین (گلیکوپروتئین ها) یا لیپیدها (گلیکولیپیدها) نشان داده می شود. اساساً کربوهیدرات ها در سطح بیرونی غشا قرار دارند. کربوهیدرات ها عملکردهای گیرنده غشاء را تامین می کنند. در سلول های حیوانی، گلیکوپروتئین ها یک مجتمع اپی غشایی به نام گلیکوکالیکس به ضخامت چند ده نانومتر را تشکیل می دهند. بسیاری از گیرنده های سلولی در آن قرار دارند که با کمک آن چسبندگی سلولی رخ می دهد.

مولکول های پروتئین ها، کربوهیدرات ها و لیپیدها متحرک هستند و می توانند در صفحه غشاء حرکت کنند. ضخامت غشای پلاسمایی تقریباً 7.5 نانومتر است.

عملکرد غشاء و فرآیندهای غشایی

غشاها وظایف زیر را انجام می دهند:

1. جداسازی محتویات سلولی از محیط خارجی،
2. تنظیم متابولیسم بین سلول و محیط،
3. تقسیم سلول به محفظه ها ("محفظه")،
4. محل "نقاله های آنزیمی"،
5. ایجاد ارتباط بین سلول ها در بافت ارگانیسم های چند سلولی (چسبندگی)،
6. تشخیص سیگنال

مهم ترین خاصیت غشایی- نفوذپذیری انتخابی، یعنی غشاها نسبت به برخی مواد یا مولکول ها بسیار نفوذپذیر و برای برخی دیگر نفوذ ناپذیری ضعیف (یا کاملاً غیر قابل نفوذ) هستند. این ویژگی زیربنای عملکرد تنظیمی غشاها است که تبادل مواد بین سلول و محیط خارجی را تضمین می کند. فرآیند عبور مواد غشای سلولیتماس گرفت حمل و نقل مواد. تمایز: 1) حمل و نقل غیرفعال- فرآیند عبور مواد، بدون انرژی. 2) حمل و نقل فعال- فرآیند عبور مواد، همراه با هزینه انرژی.

در حمل و نقل غیرفعالمواد از ناحیه ای با غلظت بالاتر به ناحیه ای با غلظت کمتر حرکت می کنند، یعنی. در امتداد گرادیان غلظت در هر محلولی مولکولهای حلال و املاح وجود دارد. فرآیند حرکت مولکول های املاح را انتشار و حرکت مولکول های حلال را اسمز می نامند. اگر مولکول باردار باشد، انتقال آن تحت تأثیر گرادیان الکتریکی قرار می گیرد. بنابراین، اغلب از یک گرادیان الکتروشیمیایی صحبت می شود که هر دو گرادیان را با هم ترکیب می کند. سرعت انتقال به بزرگی گرادیان بستگی دارد.

انواع زیر از حمل و نقل غیرفعال قابل تشخیص است: 1) انتشار ساده- انتقال مواد به طور مستقیم از طریق دو لایه لیپیدی (اکسیژن، دی اکسید کربن). 2) انتشار از طریق کانال های غشایی- انتقال از طریق پروتئین های سازنده کانال (Na +، K +، Ca2+، Cl -). 3) انتشار تسهیل شده- حمل و نقل مواد با استفاده از پروتئین های حمل و نقل ویژه، که هر کدام مسئول حرکت مولکول های خاص یا گروه هایی از مولکول های مرتبط (گلوکز، اسیدهای آمینه، نوکلئوتیدها) هستند. 4) اسمز- انتقال مولکول های آب (در کل سیستم های بیولوژیکیحلال آب است).

نیاز داشتن حمل و نقل فعالزمانی اتفاق می افتد که لازم است از انتقال مولکول ها از طریق غشاء در برابر گرادیان الکتروشیمیایی اطمینان حاصل شود. این انتقال توسط پروتئین های حامل خاصی انجام می شود که فعالیت آنها مستلزم صرف انرژی است. منبع انرژی مولکول های ATP است. انتقال فعال شامل: 1) پمپ Na + / K + (پمپ سدیم پتاسیم)، 2) اندوسیتوز، 3) اگزوسیتوز.

کار Na + /K + -پمپ. برای عملکرد طبیعی، سلول باید نسبت مشخصی از یون های K + و Na + را در سیتوپلاسم و در محیط خارجی حفظ کند. غلظت K + در داخل سلول باید به طور قابل توجهی بیشتر از خارج از آن باشد و Na + - بالعکس. لازم به ذکر است که Na + و K + می توانند آزادانه از طریق منافذ غشایی پخش شوند. پمپ Na+/K+ با یکسان سازی این غلظت یون ها مقابله می کند و به طور فعال Na+ را از سلول و K+ را به داخل سلول پمپ می کند. پمپ Na + /K + یک پروتئین گذرنده است که قادر به تغییرات ساختاری است، به طوری که می تواند K + و Na + را به هم متصل کند. چرخه عملکرد پمپ Na + / K + - را می توان به مراحل زیر تقسیم کرد: 1) افزودن Na + با داخلغشاها، 2) فسفوریلاسیون پروتئین پمپ، 3) انتشار Na + در فضای خارج سلولی، 4) اتصال K + با خارج ازغشاها، 5) دفسفوریلاسیون پروتئین پمپ، 6) انتشار K + در فضای داخل سلولی. پمپ سدیم پتاسیم تقریباً یک سوم انرژی لازم برای زندگی سلول را مصرف می کند. در طول یک چرخه کار، پمپ 3Na + را از سلول پمپ می کند و با 2K + پمپ می کند.

اندوسیتوز- فرآیند جذب ذرات بزرگ و ماکرومولکول ها توسط سلول. دو نوع اندوسیتوز وجود دارد: 1) فاگوسیتوز- جذب و جذب ذرات بزرگ (سلول ها، قطعات سلولی، ماکرومولکول ها) و 2) پینوسیتوز- جذب و جذب مواد مایع(محلول، محلول کلوئیدی، سوسپانسیون). پدیده فاگوسیتوز توسط I.I. Mechnikov در سال 1882. در طول اندوسیتوز، غشای پلاسمایی یک انواژیناسیون ایجاد می کند، لبه های آن با هم ادغام می شوند و ساختارهایی که توسط یک غشاء از سیتوپلاسم جدا شده اند به داخل سیتوپلاسم می شوند. بسیاری از تک یاخته ها و برخی لکوسیت ها قادر به فاگوسیتوز هستند. پینوسیتوز در سلول های اپیتلیال روده، در اندوتلیوم مویرگ های خون مشاهده می شود.

اگزوسیتوز- فرآیند معکوس اندوسیتوز: حذف مواد مختلف از سلول. در طی اگزوسیتوز، غشای وزیکول با غشای سیتوپلاسمی خارجی ترکیب می شود، محتویات وزیکول از خارج سلول خارج می شود و غشای آن در غشای سیتوپلاسمی خارجی قرار می گیرد. به این ترتیب هورمون ها از سلول های غدد درون ریز دفع می شوند و در تک یاخته ها غذای هضم نشده باقی می ماند.

قابل اعتماد و متخصص سخنرانی شماره 5"تئوری سلولی. انواع سازمان سلولی»

قابل اعتماد و متخصص سخنرانی شماره 7"سلول یوکاریوتی: ساختار و عملکرد اندامک ها"