Биология Справочники / Напольская К.Р. Биология
..pdf
70
вещества в эукариотической клетке заключаются в экзоцитозный пузырек ограниченный мембраной.
Цитоплазма = гиалоплазма + органоиды + ядро + включения Гиалоплазма (цитозоль) объединяет в целостную систему все клеточные
структуры и обеспечивает взаимодействие между ними. Основным ее компонен том является вода, в которой растворены белки, аминокислоты, углеводы, нуклео тиды, соли и другие соединения. В гиалоплазме протекают различные процессы метаболизма, она участвует во внутриклеточном транспорте веществ. Небольшие молекулы и ионы перемещаются в гиалоплазме путем диффузии. Крупные моле
кулы биополимеров и органоиды транспортируются при участии цитоскелета. Цитоскелет — это трехмерная сеть из тонких белковых нитей и трубочек,
пронизывающих гиалоплазму клетки. Состоит из микротрубочек, микрофила ментов и промежуточных филаментов.
Миктротрубочки
Тонкие полые цилиндры, состоят из двух разных глобул белка тубулина
Микротрубочки могут собираться и разбираться.
На плюс-конце происходит присоединение димеров тубулина, на минусконце — отсоединение димеров тубулина.
Микротрубочки участвуют в транспорте веществ и органоидов внутри клетки с помощью моторных бел ков динеинов и кинезинов.
Входят в состав жгутиков,
ресничек, центриолей клеточного
центра
, '"
, * $,
71
Микрофиламенты
Белковые волокна, более тонкие, чем микротрубочки.
Состоят из белка актина.
Могут собираться и разбираться, имеют плюс- и минус-концы.
Входят в состав микроворсинок.
,
Промежуточные филаменты
Состоят из фибриллярных белков.
Не имеют плюс- и минус-концов, самые стабильные компоненты цито
скелета
Не участвуют в клеточных движениях и внутриклеточном транспорте.
Поддерживают форму клетки, участвуют в межклеточных контактах.
!
, |
+ |
! |
, |
0$ |
$" /) 3 |
& |
* 1 "' |
* !)* ! |
. |
2 |
* |
,& |
|
4) " |
/ |
$ |
|
|
|
|
|
+ |
|
("! +; ) <=>
Свободно плавают в цитоплазме или прикреплены к ЭПС.
Состоят их двух субъединиц (40S
и60S).
Химический состав: белки и рРНК.
|
Сборка |
субъединиц рибосом |
|
в ядрышке |
|
||
Функции: биосинтез белка. |
|||
|
|
несколько рибосом на |
|
|
Полисома |
||
|
|
$ |
|
одной иРНК. |
|||
|
|||
72
На полисоме идет синтез одновременно нескольких молекул одного и того же белка.
Состоит из двух центриолей
ицентросферы (плотный участок ци топлазмы, располагающийся вблизи ядра в неделящихся клетках и содер жащий две окруженные ободком плотного вещества центриоли).
Центриоли расположены пер |
0 |
пендикулярноЦентриоли состоят из девяти триплетов микротрубочек.
Клеточный центр отсутствует у высших растений. Функции: участвует в делении клетки.
Кинетосома (базальное тельце)
Органелла эукариотической клетки, цилиндрическая структура из микро трубочек (9*3+0), располагающаяся в основании жгутиков и ресничек. По сути является центриолью.
Жгутики и реснички
Органоиды движения.
Состоят из 20 микротрубочек (9 2+2) и покрыты плазмолеммой.
Жгутики и реснички имеют аналогичное строение и принцип работы, отличаются только длиной. Реснички короче.
, #
, *' "
73
" " ! !
Эндоплазматическая сеть (ЭПС)
Система внутриклеточных мембран.
Функции
Разделяет клетку на отдель ные функциональные части (отсе ки/компартменты).
Транспорт молекул и нако пление ионов
Обезвреживание вредных веществ (детоксикация).
Шероховатая (гранулярная) ЭПС
На ней расположены рибо
сомы
Расположена рядом с ядром.
Функции: синтез белка. |
, 5 "# |
Лучше всего развита в клетках, которые секретируют белки. Например, клетки поджелудочной железы, желуд
ка, гипофиза. Хорошо развита в нервных клетках (синтез медиаторов).
Гладкая (агранулярная) ЭПС
Без рибосом.
Дальше от ядра, соединяется с шЭПС.
Функции: синтез липидов и углеводов. Нейтрализация ядов. Склад ионов кальция в мышечной ткани.
Лучше всего развита в клетках, синтезирующих углеводы и липиды. Напри мер, в клетках печени ЭПС обеспечивает синтез гликогена и холестерина, в по
ловых железах и коре надпочечников — стероидные гормоны
: $
Система мембранных трубо чек, цистерн и отпочковывающихся пузырьков
Развит в секреторных клетках.
Цис-полюс ближе к ядру, при нимает мембранные пузырьки от
ЭПС.
В транс-полюсе происходит
разделение и сортировка молекул по химическому составу, упаковка
веществ
Функции
Модификация, упаковка и
транспорт белков, жиров и углево д в , @ ( *
о
74
Образование лизосом и секре торных пузырьков
Синтез гликокаликса и клеточ ной стенки растений.
Лизосомы
Округлые мембранные органо иды, содержащие гидролитические ферменты.
Бывают первичными (только образовавшиеся) и вторичными (лизо сома + фагосома).
Остаточные тельца — лизосо мы с непереваренными остатками внутри
Функции
Внутриклеточное пищеварение.
Защитная (поглощение вредных веществ, неработающих органоидов).
3"!
@ ( *
5# 0 " * 6# & /* ( 7#$& 8# " * ) 9# 0 " :#;* & <# 0 * =# ( & > "
, '@( *
Пероксисомы присутствуют во всех эукариотических клетках. Содержат фермент каталазу. Каталаза расщепляет перекись водорода: 2Н2 О2 2Н2 О + О2 Перекись водорода образуется в качестве побочного продукта в результате окис лительно-восстановительных реакций, губительна для клетки.
Новые пероксисомы образуются чаще всего в результате деления предшест вующих. Они, однако, могут формироваться и de novo из эндоплазматического ретикулума, не содержат ДНК и рибосом.
q% ($,# prk% $ mrl% ? $
2
'$'$.$
"$# * *(
$ $
' >
*#
' % 0 *'
? ($,
&* (. " ($, , ' ( ' "% $ ($ ' # , 1q. p2% ?( ''('' ( '*% / #, ( # 1 2% .$. ( ' $ '#%
&'
75
2 " " ! !
Митохондрии
Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует складки — кристы.
Матрикс — внутренняя жидкость.
Митохондрий много в мышечных
клетках |
|
||
|
Полуавтономный органоид. |
|
|
|
Имеет собственную кольцевую ДНК. |
|
|
|
Рибосомы 70S (прокариотического |
|
|
типа). |
|
|
|
|
Способна к удвоению. |
|
|
Функции |
|
||
|
Синтез АТФ. |
, , |
|
|
Окисление органических веществ. |
||
|
|||
Пластиды (только в растительных клетках)
Все виды пластид образуются из
пропластид, а также могут превра
щаться друг в друга
Хромопласты
Желтые, красные, оранжевые.
Содержат каротиноиды.
Функция: окраска плодов, ле
пестков, листьев
Лейкопласты
Бесцветные.
Не содержат пигментов.
Функция: накопление крахмала.
Хлоропласты
Зеленый цвет. Содержат хло рофилл.
Тилакоиды — мембранные пу зырьки.
Граны — стопки тилакоидов.
Ламеллы — длинные мембран ные трубки.
Строма — внутренняя жид
кость
Рибосомы 70S, кольцевая ДНК.
Полуавтономный органоид:
биосинтез белка, самостоятель
ое деление
Функция: фотосинтез.
,
, ,
76
9 "
Митохондрии и пластиды — это древние бактерии, которые попали в эука риотическую клетку, превратились в симбионтов, а затем в важнейшие орга ноиды клетки
В пользу теории симбиогенеза свидетельствует ряд данных.
1.Две мембраны. Внутренняя — прокариотическая, внешняя — эукариоти ческая
2.Имеют кольцевую ДНК, как у бактерий. ДНК не связана с гистоновыми белками.
3.Имеют рибосомы прокариотического типа (70S).
4.Способны к самостоятельному делению.
5.Если удалить из клетки все митохондрии или хлоропласты, то вновь они не появятся
6.Движения митохондрий напоминают движения бактерий.
7.Митохондрии и пластиды чувствительны к разным антибиотикам. Против теории симбиогенеза свидетельствует то, что у этих органоидов есть
белки, которые кодируются генами ядерных ДНК. Единого мнения по данному
вопросу нет
Типы симбиогенеза Первичный симбиогенез
Эукариотическая гетеротрофная клетка захватывает цианобактерию с обра зованием пластиды.
Полученная пластида имеет 2 мембраны. При этом внутренняя мембрана сходна по составу с плазмолеммой бактерии, а внешняя мембрана сходна по со
ставу с плазмолеммой эукариотической клетки хозяина.
В результате получились первичные пластиды. Вторичный симбиогенез
Эукариотическая гетеротрофная клетка захватывает эукариотическую
клетку, имеющую первичные пластиды
В результате получились вторичные пластиды.
Исходно вторичные пластиды окружены четырьмя мембранами (снаружи внутрь — мембрана пищеварительной вакуоли, плазмалемма эукариотической клетки, две мембраны первичной пластиды).
Впоследствии у многих групп водорослей одна или две из четырех мем бран вторичных пластид редуцировались, а у некоторых все четыре мембраны
сохранились Клеточные включения — непостоянные элементы клетки, продукты обме
на, запасные питательные вещества. Например, капли жира, зерна белка, глыб ки гликогена, кристаллы оксалата кальция в клетках бегонии и т. п.
?
Ядерная оболочка
Отделяет содержимое ядра от гиалоплазмы.
Состоит из двух мембран, между ними межмембранное пространство.
Есть ядерные поры для обмена веществ между ядром и клеткой.
77
Ядерные поры образованы сложно организованными белковыми структу рами, регулирующими транспорт веществ
Ядерный сок (кариоплазма)
Водный раствор, сходный по составу с гиалоплазмой.
Заполняет внутреннее пространство ядра, в нем находятся молекулы ДНК.
" |
$" |
+ $+ |
D ( ' + . $ |
5 , '" |
|
= |
'$+ ,$. |
4 |
' $ |
" |
4 |
Хроматин
Комплекс нитей ДНК, связанный с белками — гистонами.
Ядрышко
Плотное округлое образова
ние, не ограниченное собственной мембраной.
Происходит синтез рРНК.
Сборка отдельных субъединиц рибосом.
Функции ядра
Хранение, реализация и пере дача наследственной информации.
Синтез ДНК, всех видов РНК.
Сборка отдельных субъединиц рибосом.
Ядро есть в клетке в период ин терфазы, а в момент деления клетки ядерная оболочка растворяется, мо лекулы ДНК сильно спирализуются, утолщаются, образуют комплексы
сбелком и превращаются в хорошо
заметные структуры — хромосомы. |
, |
3
" # .
(
'
'$, '#
:( "$# 1 2
? (>
(
" 1
2
: ( $
'
' ( '(
"
: ( $
? ( > ,
$
" 1,2
'
' ( " '$'
: ( "$# 1 2
? (
>
АТФ (аденозинтрифосфорная кислота)
Является универсальным источником энергии.
Почти все процессы жизнедеятельности, требующие энергии, протекают
сиспользованием энергии АТФ.
АТФ состоит из аденина, рибозы, трех остатков фосфорной кислоты.
Между фосфатами макроэргические связи.
При разрушении макроэргической связи выделяется большое количество энергии.
АТФ = АДФ (аденозинДИфосфат) + Ф + 40 кДж АДФ = АМФ (аденозинМОНОфосфат) + Ф + 40 кДж
(Для сравнения: при разрыве обыч ных ковалентных связей высвобо ждается примерно 12 кДж/моль.)
Поставщиком энергии для син теза АТФ в клетках служат процес сы расщепления и окисления орга нических веществ (глюкозы, жирных кислот и др.). Фотосинте зирующие организмы для образо вания молекул АТФ также исполь зуют энергию света.
4 5 ' 4 ! #
$ 1 .!;92%
*$ $,
" $, . * .
'$!;9
) 4 & ' 4 & #
%
*$,$,%
9. , .
1 2. ,. . 1 + 2. 1 = 2
1 2
79
) # "
$5 "
@; 3 !#
Происходит в лизосомах или желудочно-кишечном тракте.
Вся энергия рассеивается в виде тепла. АТФ не синтезируется.
Полимеры расщепляются до мономеров.
A; 1 !# : ;
Гликолиз — сложная много ступенчатая каскадная фермента тивная реакция.
Происходит в цитоплазме.
Молекула глюкозы расщепля ется до 2-х молекул пировиноград
ной кислоты (пируват, ПВК).
Синтезируется 2 АТФ.
Процессы гликолиза
Активация глюкозы 2 молеку лами АТФ (тратятся 2 молекулы АТФ, глюкоза фосфорилируется, превра щаясь во фруктозодифосфат).
Фруктозодифосфат распадает ся на 2 молекулы триозофосфата (глицеролфосфат).
Триозы окисляются. Восстанов ление двух молекул НАД+ : 2НАД+ +
2Н + 2НАД·Н+Н +В ходе нескольких реакций
образуется 2 молекулы ПВК (пиро
виноградной кислоты) и синтезиру ется 4 АТФ. ,