заочка / 2_Osobennosti_stroenia_pro
.doc2 Особенности строения про- и эукариотич-х клеток.
Клетка – основная структурная единица живого. Изучение её строения и функционирования необходимо для познания процессов жизнедеятельности организмов и разработки новых технологий. Морфология прокариотической клетки: организация генного материала. Одна кольцевая молекула ДНК – нуклеоид. Он как правило обособлен, не связан с белками. Присутствуют плазмиды - кольцевые двухцепочечные ДНК, несущие как правило 2 –3 гена. Рибосомы 70 S типа. Мембранные органеллы отсутствуют. Плазм. мембр. образует выступы – мезосомы. Плоские впячивания ПМ могут образовывать стопки – тилакоиды. С ПМ связаны ферменты переноса электронов и окислительного фосфорилирования. Клеточная стенка содержит муреин (пептидогликан). Морфология эукариотической клетки: организация генного материала. Днк отграничена от цитоплазмы, т. е. находится в ядре. Рибосомы 80 S типа. Цитоплазматические органеллы присутствуют – мембранные ( ЭПР, АГ, вакуоли, митохондрии, пластиды (у растений), лизосомы) немембранные (центриоли (у животной клетки), рибосомы, микротрубочки. В целом, вся цитоплазма разделена на компартменты. Клеточная стенка содержит целлюлозу или хитин. Клеточная мембрана – жидкостно-мозаичная модель. Молекулы липидов расположены в два слоя таким образом, что их неполярные хвосты обращены внутрь мембраны, а полярные головки – к поверхности мембраны. Белки погружены в билипидный слой на различную глубину (периферические, погруженные, интегральные
Структура и химический состав цитоплазмы. Цитоплазма – основная часть клетки – её внутренняя среда. Это сложная коллоидная система, состоящая из воды, неорганических ионов, белков, полисахаридов. Наружный слой цитоплазмы – эктоплазма – обладает более высокой плотностью. Внутренний слой – эндоплазма – содержит различные гранулы, обладает меньшей вязкостью. В гиалоплазме имеется микротрабекулярная сеть – система, состоящая из тонких фибрилл (белки). Она пересекает цитоплазму во всех направлениях и связывает все внутренние компоненты. Она с одной стороны создаёт каркас, а с другой – обладает динамичностью и может распадаться при изменении внешних условий.
Цитоплазма заполнена сложной системой связаных с мембранами канальцев, пузырьков, которые сообщаются друг с другом. Она представляет собой трехмерную сетчатую структуру, состоящую из замкнутых или открытых полостей, так что цитоплазма оказывается разделённой на отсеки. ЭПР – система мембран формирующая цистерны и канальцы. Функции гранулярного ЭПР:1. Механическая (компартментация и дополнительная - механический остов) 2. Ферментная активность (в ЭПР содержатся ферменты синтеза фосфолипидов, гликолипидов, ж.к., т.е. факторы обмена стероидов и фосфолипидов 3. Транспортная 4. Синтез белка.
Агранулярный ЭПР. Функции: 1. Синтез липидов (синтез триглицеридов с образованием липопротеидных комплексов). 2. Синтез гликогена (у животных) и других полисахаридов (у растений). 3. Детоксикация. 4. Внутриклеточное проведение возбуждения – мембранная система разделяет цитоплазму на отсеки, следовательно, возможно возникновение ионных градиентов, электрических потенциалов, что позволяет ЭПР участвовать в проведении возбуждения. АГ состоит из цистерн (уплощённых мешочков, образующих стопки; плотных пузырьков, связанных с цистернами; и прозрачных вакуолей, расположенных как правило на периферии. Функции: накопление и секреция веществ (липиды, ферменты, гормоны и тд.). 2. Участие в образовании первичных мезосом. 3. Химическая модификация поступающих в АГ клеточных продуктов.4. Секреция углеводов (материал клеточных стенок у растений).
Основные органеллы клетки:
Митохондрии – гранулы или палочковидные органоиды. Состав: белки – 65 – 70%, липиды – 25 – 30% и небольшое кол-во НК. Состоят из 2-х мембран (6 нм). Имеется межмембранное пространство. Внутренняя мембрана образует выросты – кристы. На внутренней мембране и кристах расположены молекулы АТФ-синтетазы, участвующие в процессах окислительного фосфорилирования. Митохондрии накапливают энергию в виде АТФ. Происхождение – митохондрии – бывшие прокариоты, вступившие в симбиоз с эукариотическими клетками.
Пластиды – форма сферическая, овальная или дисковая (4 – 6 мкм). Состоят из 2-х мембран, матрикс пронизан хорошо развитой системой мембран, имеющих форму плоских пузырьков – тилакоиды, которые состоят из 2-х мембран и образуют стопки – граны. Хим состав: белки – 35 – 55%, липиды – 30%, углеводы – 9%, хлорофилл – 4,5%, а также НК. Функции – фотосинтез, синтез аминокислот и жирных кислот, временное хранение крахмала. Происхождение: синезелёные водоросли были захвачены эукариотами – симбиоз.
Лизосомы – мембранные мешочки круглой формы,стенка которых представлена одной мембраной. Наполнены гидролитическими ферментами.
Рибосомы – состоит из 2-х субъединиц (50s и 30s – бактерии, 60s и 40s – эукариоты). Хим. состав – ДНК + белок. Рибосомы осуществляют биосинтез белка.
Вакуоль – мембранный мешок, внутри находится клеточный сок (концентрированный р-р минер. солей, сахаров, органических кислот, пигменты, вторичные метаболиты). Вакуоли происходят от ЭПР. Функции: 1. Осмотическое поглощение воды, обеспечивает тургор. 2. Пигменты обусловливают окраску цветов и тд. 3. Накапливают продукты метаболизма и запасные в-ва (сахара). 4. Содержат гидролитические ферменты.
Микротельца – структуры, напоминающие лизосомы. Основная функция – накопление и изоляция ферментов.
Пероксисомы – содержат каталазу, оксидазы. Глиоксисомы – содержат каталазу, оксидазы и ферменты, расщепляющие запасные жиры и углеводы.
Микротрубочки – цилиндрические органеллы (d=24нм) построены из глобулярного белка тубулина. Функции: 1. Образуют центриоли, реснички, жгутики. 2. Участвуют в перемещении клеточных органелл. 3. Образуют опорную систему клетки.
Микрофиламенты – нити, состоящие из белка актина (d=5 – 7 нм). Образуют пучки под плазматической мембраной и на поверхности раздела экто- и эндоплазмы. Участвуют в экзоцитозе и эндоцитозе.
Ядро. Форма ядра зависит от формы клеток и бывает сферической, элипсоидной и дисковидной. Размер зависит от объёма цитоплазмы и определяется ядерно-плазменным отношением Vя/(Vп-Vя)=const. Бывают одно-, дву- и многоядерные клетки. Хим. состав: белки – 50 – 90%, ДНК – 5 – 40%, РНК – 3 – 20%, небольшое количество липидов. Строение – 1. Ядерная оболочка состоит из 2-х мембран, разделённых межмембранным пространством. Мембраны соприкасаются в области пор. 2. Кариоплазма – р-р в-в: липиды, белки и др. ионы. Функции кариоплазмы – участие в регуляции синтеза НК, участие в поддержании общей структуры интерфазы ядра. 3. Ядрышки. Функции: синтез рибосомальной РНК и сборка субъединиц рибосом. 4. Хромосомы – компонент ядра, обладающий особой организацией, индивидуальностью и функцией.
Эволюция клетки:
Концепция первичной клетки – первичная клетка – это самостоятельный организм, имеющий следующие черты строения: способность к обмену с окружающей средой (проницаемая мембрана), к росту, к делению и почкованию, к метаболизму (синтез АТФ). Археоклетка – основа про- и эукариотических клеток. Происхождение эукариотической клетки – 1. Мутагенная теория: постепенное усложнение и дифференцировка системы типа прокариотической клетки. 2. Гипотеза симбиогенеза: симбиоз прокариотных организмов. 3. Гипотеза незавершённого разделения прокариотической клетки: на отдельных стадиях образования эндоспоры произошла мутация, процесс образования споры не завершён. Следствие – образование ядра, окружённого оболочкой и органеллами.