Citoplazma ląstelėje atlieka vidinės aplinkos funkcijas. Kas yra citoplazma? Citoplazmos struktūra, sudėtis ir savybės

Ląstelė- elementarus gyvosios sistemos vienetas. Įvairios gyvos ląstelės struktūros, atsakingos už tam tikros funkcijos atlikimą, vadinamos organelėmis, kaip ir viso organizmo organai. Specifinės funkcijos ląstelėje pasiskirsto tarp organelių, tarpląstelinių struktūrų, kurios turi tam tikrą formą, pavyzdžiui, ląstelės branduolį, mitochondrijas ir kt.

Ląstelių struktūros:

Citoplazma... Privaloma ląstelės dalis, uždaryta tarp plazminės membranos ir branduolio. Citozolis Yra klampus vandens tirpalasįvairių druskų ir organinių medžiagų, persmelktų baltymų gijų sistemos – citoskeletų. Dauguma cheminių ir fiziologiniai procesai ląstelės praeina per citoplazmą. Struktūra: citozolis, citoskeletas. Funkcijos: apima įvairius organelius, ląstelės vidinę aplinką
Plazmos membrana... Kiekviena gyvūnų, augalų ląstelė yra ribota nuo aplinką arba kitas ląsteles per plazmos membraną. Šios membranos storis toks mažas (apie 10 nm), kad jį galima pamatyti tik elektroniniu mikroskopu.

Lipidai membranoje jie sudaro dvigubą sluoksnį, o baltymai prasiskverbia per visą jos storį, yra panardinami į skirtingą lipidinį sluoksnį arba yra išoriniame ir vidiniame membranos paviršiuose. Visų kitų organelių membranų struktūra panaši į plazminę. Struktūra: dvigubas lipidų, baltymų, angliavandenių sluoksnis. Funkcijos: riboja, palaiko ląstelės formą, saugo nuo pažeidimų, reguliuoja medžiagų patekimą ir pašalinimą.

Lizosomos... Lizosomos yra membraninės organelės. Jie yra ovalo formos ir 0,5 mikrono skersmens. Juose yra fermentų, kurie naikina organines medžiagas, rinkinys. Lizosomos membrana yra labai stipri ir neleidžia savo fermentams prasiskverbti į ląstelės citoplazmą, tačiau jei lizosoma yra pažeista išorinių poveikių, tuomet sunaikinama visa ląstelė arba jos dalis.
Lizosomos yra visose augalų, gyvūnų ir grybų ląstelėse.

Virškindamos įvairias organines daleles, lizosomos suteikia papildomos „žaliavos“ cheminiams ir energetiniams procesams ląstelėje. Badaujant lizosomų ląstelės suvirškina kai kuriuos organelius, ląstelės nežudusios. Šis dalinis virškinimas tam tikrą laiką aprūpina ląstelę būtinas minimumas maistinių medžiagų. Kartais lizosomos virškina visas ląsteles ir ląstelių grupes, o tai atlieka esminį vaidmenį gyvūnų vystymuisi. Pavyzdys yra uodegos praradimas, kai buožgalvis virsta varle. Struktūra: ovalo formos pūslelės, membrana išorėje, fermentai viduje. Funkcijos: skaido organines medžiagas, naikina negyvas organeles, naikina panaudotas ląsteles.

Golgi kompleksas... Biosintezės produktai, patekę į endoplazminio tinklo ertmių ir kanalėlių spindžius, koncentruojami ir transportuojami Golgi aparate. Šis organoidas yra 5–10 µm dydžio.

Struktūra: membrana apsuptos ertmės (pūslelės). Funkcijos: kaupimas, pakavimas, organinių medžiagų išskyrimas, lizosomų susidarymas

Endoplazminis Tinklelis... Endoplazminis tinklas yra organinių medžiagų sintezės ir transportavimo sistema ląstelės citoplazmoje, kuri yra ažūrinė sujungtų ertmių struktūra.
Prisitvirtina prie endoplazminio tinklo membranų didelis skaičius ribosomos - mažiausios ląstelės organelės, turinčios 20 nm skersmens rutulio formą. ir susidedantis iš RNR ir baltymų. Baltymų sintezė vyksta ribosomose. Tada naujai susintetinti baltymai patenka į ertmių ir kanalėlių sistemą, kuria išilgai juda ląstelės viduje. Ertmės, kanalėliai, kanalėliai iš membranų, ribosomų membranų paviršiuje. Funkcijos: organinių medžiagų sintezė naudojant ribosomas, medžiagų pernešimas.

Ribosomos... Ribosomos yra prisitvirtinusios prie endoplazminio tinklo membranų arba laisvai išsidėsčiusios citoplazmoje, išsidėsčiusios grupėmis, ant jų sintetinami baltymai. Baltymų sudėtis, ribosominė RNR Funkcijos: užtikrina baltymų biosintezę (baltymų molekulės surinkimas iš).
Mitochondrijos... Mitochondrijos yra energijos organelės. Mitochondrijų forma yra skirtinga, jos gali būti likusios, lazdelės formos, siūlinės, kurių vidutinis skersmuo yra 1 mikronas. ir 7 mikronų ilgio. Mitochondrijų skaičius priklauso nuo ląstelės funkcinio aktyvumo ir gali siekti dešimtis tūkstančių skraidančių vabzdžių raumenyse. Mitochondrijas išorėje riboja išorinė membrana, apačioje yra vidinė membrana, kuri formuoja daugybę ataugų – cristae.

Mitochondrijų viduje yra RNR, DNR ir ribosomos. Jos membranose yra įmontuoti specifiniai fermentai, kurių pagalba mitochondrijose maisto medžiagų energija paverčiama ATP energija, reikalinga ląstelės ir viso organizmo gyvybei.

Membrana, matrica, ataugos - cristae. Funkcijos: ATP molekulės sintezė, savo baltymų, nukleorūgščių, angliavandenių, lipidų sintezė, savo ribosomų susidarymas.

Plastidai... Tik augalo ląstelėje: lekoplastai, chloroplastai, chromoplastai. Funkcijos: atsarginių organinių medžiagų kaupimas, apdulkinančių vabzdžių pritraukimas, ATP ir angliavandenių sintezė. Chloroplastai yra 4–6 µm skersmens disko arba rutulio formos. Su dviguba membrana - išorine ir vidine. Chloroplasto viduje yra ribosomų DNR ir specialios membranos struktūros – grūdeliai, sujungti tarpusavyje ir su vidine chloroplasto membrana. Kiekviename chloroplaste yra apie 50 grūdelių, išdėstytų, kad būtų geriau užfiksuota šviesa. Chlorofilas randamas gran membranose, jo dėka paverčiama energija saulės šviesaį cheminę ATP energiją. ATP energija naudojama chloroplastuose organinių junginių, pirmiausia angliavandenių, sintezei.
Chromoplastai... Pigmentai raudoni ir geltona spalva randami chromoplastuose, suteikia skirtingoms augalo dalims raudoną ir geltoną spalvas. morkos, pomidorų vaisiai.

Leukoplastai yra rezervinės maistinės medžiagos – krakmolo – kaupimosi vieta. Ypač daug leukoplastų yra bulvių gumbų ląstelėse. Šviesoje leukoplastai gali virsti chloroplastais (dėl to bulvių ląstelės pažaliuoja). Rudenį chloroplastai virsta chromoplastais, o žalieji lapai ir vaisiai tampa geltoni ir raudoni.

Ląstelių centras... Susideda iš dviejų cilindrų, centriolių, išsidėsčiusių statmenai vienas kitam. Funkcijos: sriegio atrama dalijimo velenams

Ląstelių inkliuzai atsiranda citoplazmoje, tada išnyksta ląstelės gyvavimo procese.

Tankiuose, granulių pavidalo inkliuzuose yra rezervinių maistinių medžiagų (krakmolo, baltymų, cukrų, riebalų) arba ląstelės atliekų, kurių dar negalima pašalinti. Visi augalų ląstelių plastidai turi savybę sintetinti ir kaupti atsargines maistines medžiagas. Augalų ląstelėse rezervinių maistinių medžiagų kaupimasis vyksta vakuolėse.

Grūdai, granulės, lašai Funkcijos: nenuolatiniai dariniai, kaupiantys organines medžiagas ir energiją

Šerdis... Dviejų membranų branduolinė membrana, branduolio sultys, branduolys. Funkcijos: paveldimos informacijos saugojimas ląstelėje ir jos dauginimasis, RNR sintezė – informacinė, transportinė, ribosominė. Branduolinėje membranoje yra sporų, per kurias vyksta aktyvūs medžiagų apykaitos procesai tarp branduolio ir citoplazmos. Branduolys kaupia paveldimą informaciją ne tik apie visus tam tikros ląstelės požymius ir savybes, apie procesus, kurie joje turi vykti (pavyzdžiui, baltymų sintezė), bet ir apie viso organizmo ypatybes. Informacija įrašoma į DNR molekules, kurios yra pagrindinė chromosomų dalis. Branduolyje yra branduolys. Branduolys dėl jame esančių chromosomų, kuriose yra paveldima informacija, atlieka centro, kuris kontroliuoja visą gyvybinę ląstelės veiklą ir vystymąsi, funkcijas.

1. Pateikite gyvų būtybių, kurių ląstelės sugeba išlaikyti pastovią formą, pavyzdžių.

Atsakymas. Augalų ir grybų ląstelės, ty turinčios ląstelės sienelę, išlaiko pastovią formą.

2. Kokias funkcijas atlieka ribosomos?

Atsakymas. Ribosoma yra svarbiausia gyvos ląstelės nemembraninė organelė, kuri atlieka baltymų biosintezę iš aminorūgščių pagal tam tikrą šabloną, pagrįstą genetine informacija, kurią teikia pasiuntinio RNR (mRNR).

3. Kas yra citoplazma?

Atsakymas. Vidinė ląstelės aplinka – citoplazma – sunki organizuota sistema, įskaitant branduolį, membraną ir nemembraninius organelius, inkliuzus, kurie yra suspenduoti hialoplazmoje. Pastarasis yra gelis, kurio klampumo laipsnis skiriasi priklausomai nuo ląstelės funkcinės būklės.

Klausimai po §15

1. Kokias funkcijas atlieka citoskeletas?

Atsakymas. Visi eukariotai citoplazmoje turi sudėtingą atraminę sistemą – citoskeletą. Jį sudaro trys elementai: mikrovamzdeliai, tarpiniai siūlai ir mikrofilamentai.

Mikrovamzdeliai prasiskverbia per visą citoplazmą ir yra tuščiaviduriai 20–30 nm skersmens vamzdeliai. Jų sieneles sudaro specialiai susuktos gijos, pastatytos iš tubulino baltymo. Mikrotubulių surinkimas iš tubulino vyksta ląstelės centre. Mikrovamzdeliai yra stiprūs ir sudaro atraminę citoskeleto struktūrą. Jie dažnai yra išdėstyti taip, kad atsispirtų ląstelių išsiplėtimui ir susitraukimui. Be mechaninės funkcijos, mikrovamzdeliai atlieka ir transportavimo funkciją, dalyvauja pernešant įvairias medžiagas per citoplazmą.

Tarpiniai siūlai yra apie 10 nm storio ir taip pat baltymingi. Jų funkcijos šiuo metu nėra gerai suprantamos.

Mikrofilamentai yra baltymų gijos, kurių skersmuo yra tik 4 nm. Jų pagrindas yra aktino baltymas. Kartais aktino gijos sugrupuojamos į ryšulius. Mikrofilamentai dažniausiai būna arti plazminės membranos ir gali keisti jos formą, o tai labai svarbu, pavyzdžiui, fagocitozės ir pinocitozės procesams.

Taigi, citoplazma yra persmelkta citoskeleto struktūrų, kurios palaiko ląstelės formą ir užtikrina tarpląstelinį transportą. Citoskeletas gali greitai „išardyti“ ir „surinkti“. Jį surinkus, organelės specialių baltymų pagalba gali judėti per jo struktūras, patekdamos į tas ląstelės vietas, kur jų šiuo metu reikia.

2. Iš ko susideda ląstelės centras?

Atsakymas. Ląstelių centras (centrosoma). Jis yra citoplazmoje šalia branduolio ir yra sudarytas iš dviejų centriolių - cilindrų, esančių statmenai vienas kitam. Kiekvieno centriolės skersmuo yra 150–250 nm, o ilgis – 300–500 nm. Kiekvieno centriolio sienelę sudaro devyni mikrovamzdelių kompleksai, o kiekvienas kompleksas (arba tripletas), savo ruožtu, yra sudarytas iš trijų mikrotubulių. Centrolių trynukai yra tarpusavyje sujungti raiščių serija. Pagrindinis baltymas, formuojantis centrioles, yra tubulinas. Tubulinas per citoplazmą pernešamas į ląstelės centro sritį. Čia iš šio baltymo surenkami citoskeleto elementai. Jau surinkti jie siunčiami į įvairias citoplazmos dalis, kur atlieka savo funkcijas.

Centrioliai taip pat reikalingi blakstienų ir žvynelių baziniams korpusams susidaryti. Prieš dalijimąsi centrioliai padvigubinami. Ląstelių dalijimosi procese jie poromis išsiskiria į priešingus ląstelės polius ir dalyvauja formuojant verpstės gijas.

Aukštesniųjų augalų ląstelėse ląstelių centras išsidėstęs kitaip ir jame nėra centriolių

3. Koks procesas vyksta ribosomose?

Atsakymas. Organelės, kurių ląstelei reikia baltymų sintezei, yra ribosomos. Jų dydis yra maždaug 20 x 30 nm; kameroje jų yra keli milijonai. Ribosomos susideda iš dviejų subvienetų – didelio ir mažo. Kiekvienas subvienetas yra rRNR kompleksas su baltymais. Ribosomos susidaro branduolio branduolių srityje, o tada per branduolines poras patenka į citoplazmą. Jie atlieka baltymų sintezę, ty baltymų molekulių surinkimą iš aminorūgščių, tiekiamų į tRNR ribosomą. Tarp ribosomos subvienetų yra tarpas, kuriame yra iRNR molekulė, o ant didžiojo subvieneto yra griovelis, kuriuo slysta susintetinto baltymo molekulė. Taigi genetinės informacijos vertimo procesas vyksta ribosomose, tai yra, jos vertimas iš „nukleotidų kalbos“ į „aminorūgščių kalbą“.

Ribosomos gali būti suspenduotos citoplazmoje, tačiau dažniau jos išsidėsto grupėmis ląstelės endoplazminio tinklelio paviršiuje. Manoma, kad laisvosios ribosomos sintezuoja baltymus, reikalingus pačios ląstelės poreikiams, o prie EPS prisijungusios ribosomos gamina baltymus „eksportui“, tai yra baltymus, kurie yra skirti naudoti tarpląstelinėje erdvėje ar kitose organizmo ląstelėse. .

Citoplazmos cheminės sudėties pagrindas yra vanduo - 60-90%, organiniai ir neorganiniai junginiai. Citoplazmoje vyksta šarminė reakcija. Šios medžiagos bruožas yra nuolatinis judėjimas arba ciklozė, kuri tampa būtina sąlyga ląstelių gyvybė. Hialoplazmoje vyksta bespalvis storas koloidas, vyksta medžiagų apykaitos procesai. Hialoplazmos dėka vyksta branduolio ir organelių sujungimas.

Hialoplazma apima endoplazminį tinklą arba tinklelį, tai šakota vamzdelių, kanalų ir ertmių sistema, kurią riboja viena membrana. Ankštinių augalų pavidalu yra mitochondrijos, specialios ląstelės elektrinės. Ribosomos yra organelės, kuriose yra RNR. Kitas citoplazmos organoidas yra Golgi kompleksas, pavadintas itališkojo Golgi vardu. Mažos sferų formos organelės yra lizosomos. Jų yra augalų ląstelėse. Ertmės su ląstelių sultimis vadinamos vakuolėmis. Daug jų yra augalų vaisių ląstelėse. Citoplazmos ataugos yra daugybė judėjimo organelių – virvelių, blakstienų, pseudopodų.

Citoplazmos sudedamųjų dalių funkcijos

Tinklelis sukuria "rėmą" mechaniniam stiprumui ir ląstelės formavimui, tai yra, jis atlieka formos formavimo funkciją. Ant jo sienelių yra fermentų ir fermentų-substratų kompleksų, nuo kurių priklauso biocheminės reakcijos įgyvendinimas. Perkėlimas atliekamas išilgai tinklinio audinio kanalų cheminiai junginiai taigi ji atlieka transportavimo funkciją.

Mitochondrijos padeda suskaidyti sudėtingas organines medžiagas. Tokiu atveju išsiskiria energija, kurios ląstelei reikia fiziologiniams procesams palaikyti.

Ribosomos yra atsakingos už baltymų molekulių sintezę.

Golgi kompleksas arba aparatas atlieka sekrecinę funkciją gyvūnų ląstelėse, reguliuoja medžiagų apykaitą. Augaluose kompleksas atlieka polisacharidų, esančių ląstelių sienelėse, sintezės centro vaidmenį.

Plastidės gali būti trijų tipų. Chloroplastai arba žaliosios plastidės dalyvauja fotosintezėje. Augalo ląstelėje gali būti iki 50 chloroplastų. Chromoplastuose yra pigmentų – antocianino, karotinoidų. Šios plastidės yra atsakingos už augalų spalvą, kad pritrauktų gyvūnus ir apsaugotų juos. Leukoplastai užtikrina maistinių medžiagų kaupimąsi, jie taip pat gali sudaryti chromoplastus ir chloroplastus.

Vakuolės yra vietos, kuriose kaupiamos maistinės medžiagos. Jie taip pat atlieka ląstelės formavimo funkciją, sukurdami vidinį slėgį.

Įvairūs kietieji ir skystieji intarpai yra saugojimo ir išskyrimo medžiagos.

Judėjimo organelės užtikrina ląstelių judėjimą erdvėje. Jie yra citoplazmos ataugos, randami vienaląsčiuose organizmuose, lytinėse ląstelėse ir fagocituose.

Šaltiniai:

• Pagrindinės ląstelių teorijos nuostatos
• Pirmuonių susitraukiančios vakuolės funkcija

Citoplazma– labai svarbus ląstelių komponentas. Pusiau skystoje vidinėje jos aplinkoje yra organelių, atsakingų už gyvybines ląstelės funkcijas. Citoplazmos mobilumas prisideda prie organelių sąveikos tarpusavyje. Tai leidžia vykti tarpląstelinio metabolizmo procesams.

Bet kokia citoplazma jos sudėtyje. Ji yra pusiau skystos būsenos. Ląstelės branduolys ir visos organelės yra citoplazmoje.Citoplazma savo pavadinimą gavo iš dviejų Graikiški žodžiai- cito () ir (skulptuotas).Klampus vandeninis organinių medžiagų ir druskų tirpalas, sudarantis didžiąją citoplazmos dalį, vadinamas hialoplazma. Jame yra organelių, atliekančių įvairias funkcijas. Hialoplazmą persmelkia baltymų gijų sistema, vadinama citoskeletu.Fizikinė ir cheminė citoplazmos sudėtis pasižymi labilumu, tai nuolat kintanti fizinė sistema, kuriai būdinga šarminė reakcija. Vyksta dauguma fiziologinių procesų. Šioje erdvėje juda naujai susintetintos, kuriomis iš ląstelės pašalinamos kitos medžiagos.Citoplazmoje gyvena ir funkcionuoja tokios organelės kaip Golgi kompleksas, mitochondrijos, plastidės, endoplazminis tinklas, lizosomos ir kt.Vienas iš šiuolaikinių Teorijos teigia, kad citoplazma yra tam tikras ląstelių kvantinis kompiuteris. Jis reguliuoja visus joje vykstančius fiziologinius procesus.Visi tarpląstelinės apykaitos procesai vyksta būtent citoplazmoje. Vienintelė išimtis yra nukleorūgščių sintezė, ji vyksta branduolyje. Kontroliuojama branduolio, citoplazma gali augti ir daugintis. Net jei dalis jo pašalinama, ją galima atkurti. Citoplazmoje išskiriami du sluoksniai. Išorinė – ektoplazma. Jis yra klampiausias. Vidinė – endoplazma. Būtent jame yra pagrindinės organelės. Viena iš svarbiausių citoplazmos savybių yra galimybė judėti. Jo dėka organelės jungiasi viena su kita ir vyksta jų tarpląstelinė sąveika.

Susiję vaizdo įrašai

Šaltiniai:

• CITOPLAZMA 2019 m

Baltymai yra svarbiausi organiniai junginiai tarp visų gyvos ląstelės komponentų. Jie turi skirtingą struktūrą ir atlieka įvairias funkcijas. Skirtingose ​​ląstelėse jie gali sudaryti nuo 50% iki 80% masės.

Baltymai: kas jie yra

Baltymai yra didelės molekulinės masės organiniai junginiai. Jie yra pagaminti iš anglies, deguonies, vandenilio ir azoto atomų, tačiau juose taip pat gali būti sieros, geležies ir fosforo.

Baltymų monomerai yra aminorūgštys, sujungtos peptidiniais ryšiais. Polipeptidai savo sudėtyje gali turėti daug aminorūgščių ir turėti didelę molekulinę masę.

Aminorūgščių molekulė susideda iš radikalo, amino grupės –NH2 ir karboksilo grupės –COOH. Pirmoji grupė pasižymi bazinėmis savybėmis, antroji – rūgštinėmis. Tai lemia dvigubą aminorūgšties cheminio elgesio pobūdį – jos amfoteriškumą ir, be to, didelį reaktyvumą. Skirtinguose galuose aminorūgštys sujungiamos į baltymų molekulių grandines.

Radikalas (R) yra molekulės dalis, kuri skiriasi skirtingoms aminorūgštims. Jis gali turėti tą pačią molekulinę formulę, bet skirtingą struktūrą.

Baltymų funkcijos organizme

Baltymai atlieka daugybę svarbių funkcijų tiek atskirose ląstelėse, tiek visame kūne.

Visų pirma, baltymai atlieka struktūrinę funkciją. Iš šių molekulių sudaromos ląstelių membranos ir organelės. Kolagenas yra svarbus jungiamojo audinio komponentas, keratinas yra plaukų ir nagų (taip pat gyvūnų plunksnų ir ragų) dalis, elastingas baltymas elastinas reikalingas raiščiams ir kraujagyslių sienelėms.

Ne mažiau svarbus ir fermentinis baltymų vaidmuo. Be to, visi biologiniai fermentai yra baltyminio pobūdžio. Jų dėka biocheminės reakcijos organizme gali vykti gyvenimui priimtinu tempu.

Fermentų molekulės gali būti sudarytos tik iš baltymų arba turėti nebaltyminį junginį – kofermentą. Vitaminai arba metalų jonai dažniausiai naudojami kaip kofermentai.

Baltymų transportavimo funkcija yra jų gebėjimas jungtis su kitomis medžiagomis. Taigi hemoglobinas susijungia su deguonimi ir tiekia jį iš plaučių į audinius, mioglobinas perneša deguonį į raumenis. Serumo kraujo albuminas perneša lipidus, riebalus ir kitas biologiškai aktyvias medžiagas.

Baltymai nešikliai veikia ląstelių membranų srityje ir per jas perneša medžiagas.

Apsauginiai specifiniai baltymai organizmui. Limfocitų gaminami antikūnai kovoja su svetimais baltymais, interferonai saugo nuo virusų. Trombinas ir fibrinogenas skatina susidarymą ir apsaugo organizmą nuo kraujo netekimo.

Gyvų apsaugos tikslais išskiriami toksinai taip pat yra baltyminio pobūdžio. Tiksliniuose organizmuose gaminasi antitoksinai, kurie slopina šių nuodų veikimą.

Reguliavimo funkciją atlieka reguliuojantys baltymai – hormonai. Jie kontroliuoja fiziologinių procesų eigą organizme. Taigi dėl insulino kiekio kraujyje ir jo trūkumo atsiranda cukrinis diabetas.

Baltymai kartais atlieka ir energetinę funkciją, tačiau nėra pagrindiniai energijos nešėjai. Visiškai suskaidžius 1 gramą baltymų, gaunama 17,6 kJ energijos (kaip skaidant gliukozę). Tačiau baltymų junginiai yra per daug svarbūs, kad organizmas galėtų kurti naujas struktūras, ir retai naudojami kaip energijos šaltinis.

Susiję vaizdo įrašai

Vakuolinės-membraninės pūslelės ląstelės citoplazmoje, užpildytos ląstelių sultimis. Augalų ląstelėse vakuolės užima iki 90% tūrio. Gyvūnų ląstelėse yra laikinų vakuolių, kurios užima ne daugiau kaip 5% jų tūrio. Vakuolių funkcijos priklauso nuo to, kurioje ląstelėje jos yra.

Pagrindinė vakuolių funkcija – santykio tarp organelių įgyvendinimas, medžiagų pernešimas per ląstelę.

Augalų ląstelių vakuolių funkcijos

Vakuolė yra viena iš svarbiausių ląstelės organelių ir atlieka daugybę funkcijų, įskaitant: sugeria vandenį, suteikia ląstelei spalvą, pašalina toksines medžiagas iš medžiagų apykaitos, kaupia maistines medžiagas. Be to, kai kurių augalų vakuolės gamina pieno sultis ir padeda „senosioms“ ląstelės dalims.

Vacuolė vaidina pagrindinis vaidmuo ląstelėje įsisavinant vandenį. Esant osmosiniam slėgiui, vanduo patenka į vakuolę. Dėl to ląstelėje atsiranda turgorinis slėgis, dėl kurio ląstelės tempiasi augimo metu. Osmosinis vandens įsisavinimas taip pat svarbus norint palaikyti bendrą vandens režimas augalams, taip pat fotosintezės procesui.

Vakuolėje yra dažiklių, vadinamų antocianinais. Nuo jų priklauso augalų žiedų, vaisių, lapų, pumpurų, šakniavaisių spalva.

Vacuolė pasitraukia iš mainų toksiškos medžiagos ir kai kurie antriniai metabolitai. Atliekos yra kalcio oksalato kristalai. Jie nusėda į vakuoles kristalų pavidalu. skirtingos formos... Antrinių metabolitų vaidmuo nėra visiškai suprantamas. Galbūt alkaloidai, kaip šalutinis medžiagų apykaitos produktas, kaip ir taninai, savo sutraukiančiu skoniu atbaido žolėdžius, todėl jie negali valgyti šių augalų.

Vakuolėse kaupiamos maistinės medžiagos: mineralinės druskos, sacharozė, įvairios (obuolių, acto, citrinos ir kt.), aminorūgštys, baltymai. Jei reikia, ląstelės citoplazma gali panaudoti šias medžiagas.

Kai kurių augalų ląstelių vakuolėse gaminasi pieniška sula. Taigi pieniškose Brazilijos hevea sultyse yra fermentų ir medžiagų, reikalingų kaučiuko sintezei.

Vakuolėse kartais yra hidrolizinių fermentų, o tada vakuolės veikia kaip lizosomos. Taigi, jie geba skaidyti baltymus, angliavandenius, riebalus, nukleino rūgštis, fitohormonus, fitoncidus, dalyvauti skaidant „senas“ ląstelės dalis.

Gyvūnų ląstelių vakuolių funkcijos

Gėlavandeniuose pirmuoniuose pulsuojančios (susitraukiančios) vakuolės tarnauja ląstelės osmosiniam reguliavimui. Kadangi medžiagų koncentracija upės vandenyje yra mažesnė už medžiagų koncentraciją pirmuonių ląstelėse, susitraukiančios vakuolės sugeria vandenį, ir atvirkščiai, vandens perteklius pašalinamas į išorę.

Gelio pavidalo ląstelės turinys, apribotas membrana, vadinamas gyvos ląstelės citoplazma. Šią koncepciją 1882 m. pristatė vokiečių botanikas Eduardas Strasburgeris.

Struktūra

Citoplazma yra bet kurios ląstelės vidinė aplinka ir būdinga bakterijų, augalų, grybų, gyvūnų ląstelėms.
Citoplazmą sudaro šie komponentai:

• hialoplazma (citozoliai) - skysta medžiaga;
• ląstelių intarpai – pasirenkami ląstelės komponentai;
• organelės – nuolatiniai ląstelės komponentai;
• citoskeletas – ląstelės karkasas.

Cheminė sudėtis citozoliai apima šias medžiagas:

• vanduo - 85%;
• baltymai - 10 proc.
• organiniai junginiai - 5%.

KAM organiniai junginiai susieti:

• mineralinės druskos;
• angliavandeniai;
• lipidai;
• azoto turintys junginiai;
• nedidelis DNR ir RNR kiekis;
• glikogenas (būdingas gyvūnų ląstelėms).

Ryžiai. 1. Citoplazmos sudėtis.

Citoplazmoje yra maistinių medžiagų (riebalų lašų, ​​polisacharidų grūdelių), taip pat netirpių ląstelės atliekų.

Citoplazma bespalvė ir nuolat juda, persipildo. Jame yra visos ląstelės organelės ir atlieka jų tarpusavio ryšį. Iš dalies pašalinus, citoplazma atkuriama. Kai citoplazma visiškai pašalinama, ląstelė miršta.

Citoplazmos struktūra yra nevienalytė. Sąlygiškai paskirstyti du citoplazmos sluoksniai:

TOP-4 straipsniaikurie skaitė kartu su tuo

• ektoplazma (plazmagelis) - išorinis tankus sluoksnis, kuriame nėra organelių;
• endoplazma (plazmazolas) – vidinis skystesnis sluoksnis, kuriame yra organelių.

Pirmuoniuose ryškus skirstymas į ektoplazmą ir endoplazmą. Ektoplazma padeda ląstelei judėti.

Išorėje citoplazma yra apsupta citoplazminės membranos arba plazmalemos. Jis apsaugo ląstelę nuo pažeidimų, atlieka selektyvų medžiagų pernešimą ir užtikrina ląstelių dirglumą. Membrana sudaryta iš lipidų ir baltymų.

Gyvenimo veikla

Citoplazma yra gyvybiškai svarbi medžiaga, dalyvaujanti pagrindiniuose ląstelės procesuose:

• metabolizmas;
• augimas;
• padalinys.

Citoplazmos judėjimas vadinamas cikloze arba citoplazminiu srautu. Jis atliekamas eukariotų ląstelėse, įskaitant žmones. Ciklozės metu citoplazma tiekia medžiagas į visus ląstelės organelius, vykdydama ląstelių metabolizmą. Vartodama ATP, citoplazma juda per citoskeletą.

Padidėjus citoplazmos tūriui, ląstelė auga. Eukariotinės ląstelės kūno dalijimosi procesas po branduolio dalijimosi (kariokineze) vadinamas citokineze. Dėl kūno dalijimosi citoplazma kartu su organelėmis pasiskirsto tarp dviejų dukterinių ląstelių.

Ryžiai. 2. Citokinezė.

Funkcijos

Pagrindinės citoplazmos funkcijos ląstelėje aprašytos lentelėje.

Citoplazmos atsiskyrimas nuo membranos iš išorės išeinančio vandens osmoso metu vadinamas plazmolize. Atvirkštinis procesas- deplazmolizė - atsiranda patekus į ląstelę pakankamai vandens. Procesai būdingi bet kuriai ląstelei, išskyrus gyvūną.

Vidutinis reitingas: 4.7. Iš viso gautų įvertinimų: 77.

Citoplazma- privaloma ląstelės dalis, uždaryta tarp plazminės membranos ir branduolio; skirstomi į hialoplazmą (pagrindinę citoplazmos medžiagą), organelius (nuolatinius citoplazmos komponentus) ir inkliuzus (laikinus citoplazmos komponentus). Cheminė citoplazmos sudėtis: pagrindas yra vanduo (60-90% visos citoplazmos masės), įvairūs organiniai ir neorganiniai junginiai. Citoplazma yra šarminė. Ryškus bruožas eukariotų ląstelių citoplazma – nuolatinis judėjimas ( ciklozė). Pirmiausia tai aptinkama ląstelių organelių, pavyzdžiui, chloroplastų, judėjimu. Jei citoplazmos judėjimas sustoja, ląstelė miršta, nes tik nuolat judėdama ji gali atlikti savo funkcijas.

Hialoplazma ( citozolis) yra bespalvis, gleivingas, tirštas ir skaidrus koloidinis tirpalas. Būtent jame vyksta visi medžiagų apykaitos procesai, užtikrinamas branduolio ir visų organelių tarpusavio ryšys. Priklausomai nuo skysčio dalies arba didelių molekulių dominavimo hialoplazmoje, išskiriamos dvi hialoplazmos formos: sol- skystesnė hialoplazma ir gelis- storesnė hialoplazma. Tarp jų galimi abipusiai perėjimai: gelis virsta zoliu ir atvirkščiai.

Citoplazminės funkcijos:

1. sujungti visus ląstelės komponentus į vieną sistemą,
2. aplinka daugeliui biocheminių ir fiziologinių procesų,
3. aplinka organelių egzistavimui ir funkcionavimui.

Ląstelių membranos

Ląstelių membranos apriboti eukariotų ląsteles. Kiekvienoje ląstelės membranoje galima išskirti bent du sluoksnius. Vidinis sluoksnis yra greta citoplazmos ir yra pavaizduotas plazmos membrana(sinonimai – plazmolema, ląstelės membrana, citoplazminė membrana), virš kurios susidaro išorinis sluoksnis. Gyvūnų ląstelėje jis yra plonas ir vadinamas glikokaliksas(susidaro iš glikoproteinų, glikolipidų, lipoproteinų), augalo ląstelėje – storas, vadinamas ląstelių sienelės(susidaro iš celiuliozės).

Visos biologinės membranos turi bendrų struktūrinių savybių ir savybių. Dabar tai visuotinai priimta membranos struktūros skysčio mozaikinis modelis... Membrana yra pagrįsta lipidų dvigubu sluoksniu, kurį daugiausia sudaro fosfolipidai. Fosfolipidai – trigliceridai, kuriuose viena riebalų rūgšties liekana pakeičiama likučiu fosforo rūgštis; molekulės dalis, kurioje yra fosforo rūgšties liekana, vadinama hidrofiline galvute, sritys, kuriose yra riebalų rūgščių likučiai – hidrofobinėmis uodegomis. Membranoje fosfolipidai išsidėstę griežtai tvarkingai: hidrofobinės molekulių uodegos yra viena prieš kitą, o hidrofilinės galvutės – į išorę, į vandenį.

Be lipidų, membranoje yra baltymų (vidutiniškai ≈ 60%). Jie lemia daugumą specifinių membranos funkcijų (tam tikrų molekulių pernešimas, reakcijų katalizė, signalų iš aplinkos priėmimas ir transformavimas ir kt.). Išskirkite: 1) periferiniai baltymai(esantis ant išorinio arba vidinio lipidų dvigubo sluoksnio paviršiaus), 2) pusiau integruoti baltymai(panardintas į lipidų dvisluoksnį skirtingą gylį), 3) integraliniai arba transmembraniniai baltymai(jie prasiskverbia pro membraną kiaurai, kontaktuodami tiek su išorine, tiek su vidine ląstelės aplinka). Integraliniai baltymai kai kuriais atvejais vadinami kanalus formuojančiais arba kanalais, nes jie gali būti laikomi hidrofiliniais kanalais, kuriais polinės molekulės patenka į ląstelę (membranos lipidų komponentas jų nepraleistų).

A - hidrofilinė fosfolipido galvutė; B - hidrofobinės fosfolipidinės uodegos; 1 - hidrofobinės baltymų E ir F sritys; 2 - baltymo F hidrofilinės sritys; 3 - šakotoji oligosacharidinė grandinė, prijungta prie lipido glikolipidų molekulėje (glikolipidai yra rečiau nei glikoproteinai); 4 - šakotoji oligosacharidinė grandinė, prijungta prie baltymo glikoproteino molekulėje; 5 - hidrofilinis kanalas (veikia kaip pora, per kurią gali praeiti jonai ir kai kurios polinės molekulės).

Membrana gali turėti angliavandenių (iki 10%). Membranų angliavandenių komponentą sudaro oligosacharidų arba polisacharidų grandinės, susijusios su baltymų molekulėmis (glikoproteinais) arba lipidais (glikolipidais). Iš esmės angliavandeniai yra išoriniame membranos paviršiuje. Angliavandeniai atlieka membraninių receptorių funkcijas. Gyvūnų ląstelėse glikoproteinai sudaro supramembraninį kompleksą – glikokaliksą, kurio storis siekia keliasdešimt nanometrų. Jame yra daug ląstelės receptorių, su jo pagalba atsiranda ląstelių adhezija.

Baltymų, angliavandenių ir lipidų molekulės yra judrios, gali judėti membranos plokštumoje. Plazminės membranos storis yra maždaug 7,5 nm.

Membranos funkcijos

Membranos atlieka šias funkcijas:

1. ląstelių turinio atskyrimas nuo išorinės aplinkos,
2. metabolizmo tarp ląstelės ir aplinkos reguliavimas,
3. ląstelės padalijimas į skyrius ("skyrius"),
4. „fermentinių konvejerių“ lokalizacijos vieta,
5. užtikrinti ryšį tarp ląstelių daugialąsčių organizmų audiniuose (adhezija),
6. signalų atpažinimas.

Svarbiausias membranos savybė- selektyvus pralaidumas, t.y. membranos gerai pralaidžios kai kurioms medžiagoms ar molekulėms, o kitoms – prastai (arba visiškai nepralaidžios). Šia savybe grindžiama membranų reguliavimo funkcija, užtikrinanti medžiagų mainus tarp ląstelės ir išorinės aplinkos. Medžiagų perdavimo procesas ląstelės membrana yra vadinami medžiagų transportavimas... Išskirkite: 1) pasyvus transportas- medžiagų išsiskyrimo procesas, nenaudojant energijos; 2) aktyvus transportas- medžiagų praėjimo procesas, vykstantis su energijos sąnaudomis.

At pasyvus transportas medžiagos juda iš didesnės koncentracijos srities į mažesnės koncentracijos sritį, t.y. išilgai koncentracijos gradiento. Bet kuriame tirpale yra tirpiklio ir tirpios medžiagos molekulių. Tirpios medžiagos molekulių judėjimo procesas vadinamas difuzija, o tirpiklio molekulių judėjimas vadinamas osmosu. Jei molekulė yra įkrauta, elektrinis gradientas taip pat turi įtakos jos transportavimui. Todėl dažnai kalbama apie elektrocheminį gradientą, sujungiantį abu gradientus. Transporto greitis priklauso nuo gradiento dydžio.

Galima išskirti šiuos pasyvaus transporto tipus: 1) paprasta difuzija- medžiagų pernešimas tiesiai per lipidų dvisluoksnį sluoksnį (deguonis, anglies dioksidas); 2) difuzija per membraninius kanalus- transportavimas per kanalus formuojančius baltymus (Na +, K +, Ca 2+, Cl -); 3) palengvinta difuzija- medžiagų transportavimas naudojant specialius transportavimo baltymus, kurių kiekvienas yra atsakingas už tam tikrų molekulių ar giminingų molekulių grupių (gliukozės, aminorūgščių, nukleotidų) judėjimą; 4) osmosas- vandens molekulių transportavimas (visuose biologines sistemas vanduo yra tirpiklis).

Reikia aktyvus transportas atsiranda, kai reikia užtikrinti molekulių pernešimą per membraną prieš elektrocheminį gradientą. Šį transportą vykdo specialūs baltymai-nešėjai, kurių veiklai reikia energijos sąnaudų. ATP molekulės tarnauja kaip energijos šaltinis. Aktyvus transportas apima: 1) Na + / K + -siurblį (natrio-kalio pompą), 2) endocitozę, 3) egzocitozę.

Na + / K + siurblio veikimas... Normaliam funkcionavimui ląstelė turi palaikyti tam tikrą K + ir Na + jonų santykį citoplazmoje ir išorinėje aplinkoje. K + koncentracija ląstelės viduje turėtų būti daug didesnė nei už jos ribų, o Na +, priešingai. Reikėtų pažymėti, kad Na + ir K + gali laisvai difuzuoti per membranos poras. Na + / K + siurblys neutralizuoja šių jonų koncentracijų išlyginimą ir aktyviai pumpuoja Na + iš ląstelės ir K + į ląstelę. Na + / K + -siurblys yra transmembraninis baltymas, galintis keisti konformacinius pokyčius, dėl kurių gali prisijungti ir K +, ir Na +. Na + / K + siurblio veikimo ciklas gali būti suskirstytas į šias fazes: 1) Na + prijungimas prie viduje membranos, 2) siurblio baltymo fosforilinimas, 3) Na + išsiskyrimas tarpląstelinėje erdvėje, 4) K + prijungimas prie lauke membranos, 5) siurblio baltymo defosforilinimas, 6) K + išsiskyrimas tarpląstelinėje erdvėje. Beveik trečdalis visos ląstelės gyvybinei veiklai reikalingos energijos išleidžiama natrio-kalio siurblio veikimui. Vieno veikimo ciklo metu siurblys išsiurbia 3Na + iš elemento ir pumpuoja 2K +.

Endocitozė- didelių dalelių ir makromolekulių absorbcijos ląstelėje procesas. Yra dviejų tipų endocitozė: 1) fagocitozė- didelių dalelių (ląstelių, ląstelių dalių, makromolekulių) surinkimas ir absorbcija ir 2) pinocitozė- gaudymas ir absorbcija skysta medžiaga(tirpalas, koloidinis tirpalas, suspensija). Fagocitozės reiškinį atrado I.I. Mechnikovas 1882. Endocitozės metu plazminė membrana invaginuoja, jos kraštai susilieja, o struktūros, atskirtos nuo citoplazmos viena membrana, atsiskiria į citoplazmą. Daugelis pirmuonių, kai kurie leukocitai gali fagocitozę. Pinocitozė stebima žarnyno epitelio ląstelėse, kraujo kapiliarų endotelyje.

Egzocitozė- procesas, priešingas endocitozei: įvairių medžiagų pašalinimas iš ląstelės. Egzocitozės metu pūslelės membrana susilieja su išorine citoplazmine membrana, pūslelės turinys pašalinamas iš ląstelės, o jos membrana įtraukiama į išorinę citoplazminę membraną. Tokiu būdu iš endokrininių liaukų ląstelių pašalinami hormonai, pirmuoniuose – nesuvirškintos maisto likučiai.

Eiti į paskaitos Nr.5„Ląstelių teorija. Korinio ryšio organizavimo tipai "

Eiti į 7 paskaitos"Eukariotinė ląstelė: organelių struktūra ir funkcija"