3.3. Цитоплазматическая мембрана

Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) или плазмалемма следует за ППП.

ЦПМ выполняет следующие функции:

- отделяет клеточную стенку и периплазматическое пространство от содержимого клетки (протопласта);

- выполняет функцию осмотического барьера для поступления веществ в клетку и выхода из нее ;

- участвует в транспорте веществ, энергии и информации внутрь клетки и из нее;

- участвует в регуляции биосинтеза клеточной стенки, в частности, участвует в синтезе полисахаридов КС;

- в состав ЦПМ входят ферменты, расположенные с внешней поверхности мембраны, принимающие участие в усвоении сахаров, АК и т.п.

ЦПМ клетки представляет собой типичную трехслойную структуру (см. рис.2.2), состоящую из липопротеидов. Внутренние слои состоят из липидов, которые представлены в основном моно-, ди- и триглицеридами. Гидрофильные полярные части фосфолипидов, расположенные на поверхности мембран, соединены с белками электростатическими связями. Толщина мембраны составляет около 8нм.

В зависимости от возраста и физиологического состояния дрожжей ЦПМ может быть гладкой или складчатой, в последнем случае она образует инвагинации, обращенные внутрь цитоплазмы. Складчатость (фистончатость) мембраны увеличивается при дегидратации дрожжей, а также при внесении их в плотные среды с высокой осмоляльностью питательных компонентов. Размер клетки уменьшается (плазмолиз). Складчатость увеличивается также и при старении клеток.

Цитоплазматическая мембрана дрожжей может осуществлять пиноцитоз, фагоцитоз и экзоцитоз. Пиноцитоз заключается в способности захватывать из среды капли белковых растворов, растворов липидов и углеводов. Фагоцитоз – захват твердых частиц, экзоцитоз – удаление шлаков из клетки в периплазматическое пространство.

Цитоплазматическая мембрана содержит 5,4-6,4% фосфолипидов и 26% эргостерола от общего количества липидов. Для сравнения мембраны вакуолей содержат до 40% фосфолипидов и только 6% эргостерола от общего количества липидов в дрожжах. Соотношение между белками и липидами в вакуолярной мембране составляет 0,66.

Имеются данные, что при увеличении содержания стеролов и непредельных жирных кислот в дрожжах, возрастают барьерные функции ЦПМ. Это, например, может повысить устойчивость дрожжевых клеток к повышенным концентрациям этанола.

3.4. Ядро

Содержимое клетки (протоплазм) включает ядро и цитоплазму. Ядро является основным, но не единственным носителем наследственности, и контролирует все обменные реакции организма. Оно представляет собой довольно округлую структуру, покрытую мембраной. Это двойная мембрана, усеянная порами, что можно видеть только под электронным микроскопом. С ядерной мембраной ассоциирована структура, называемая бляшкой (plaque). Характерный компонент бляшки — это многослойный диск, из которого в ядро и цитоплазму протянуты микротрубочки. Эти бляшки представляют собой составную часть веретена дрожжевого ядра и по их поведению можно следить за различными этапами деления ядра, т.е. этапами клеточного цикла.

Морфология ядра меняется в зависимости от условий культивирования. Дрожжевая клетка в условиях анаэробиоза имеет ядро больших размеров с фестончатыми краями, тогда как в аэробных клетках этого не наблюдается.

Генетическая информация, содержащаяся в ядре, распределена между хромосомами - нитевидными структурами, состоящими из ДНК, основными белками - гистанами и некоторым количеством негистоновых белков. У S.cerevisiae 17 хромосом. Для сравнения у бактерий – 1, у человека 46 хромосом. Размер каждой хромосомы у дрожжей приблизительно в два раза меньше бактериальной и в 100 раз меньше, чем у человека.

В ядре содержится ядрышко - органелла, богатая РНК. В нем синтезируется высокомолекулярная РНК, из которой потом образуются основные типы РНК, входящие в состав рибосом - рибосомальные РНК (р-РНК). Эти РНК и синтезируемые в других участках хромосом матричные РНК (м-РНК) выходят через ядерные поры в цитоплазму, где происходит сборка рибосом, и синтезируется основная масса клеточных белков. Поэтому у активно размножающихся клеток поры широко открыты.

У дрожжей три типа РНК:

1. самые большие молекулы РНК - в рибосомах

2. матричная РНК (м-РНК) - отвечают за перенос закодированной в ДНК генетической информации в цитоплазму, где она служит матрицей для синтеза белка (м-РНК образуется в ядре).

3. транспортная РНК (т-РНК). В клетке много различных т-РНК, каждая обладает специфичностью по отношению к одной из 20-ти аминокислот.

Ядро дрожжевой клетки отличается по химическому составу от цитоплазмы: 60% сухого вещества ядра составляют нуклеиновые кислоты (НК), главным образом ДНК, 35% - белки и 5% - другие вещества, в том числе жиры, минеральные соединения и углеводы.