3 Будова еукаріотинчої клітин

До еукаріот належать три основні царства живих організмів: Тварини, Рослини та Гриби, не зважаючи на незначні відмінності у будові, їхні клітини схожі між собою і відрізняються від клітин прокаріот двома основними особливостями: наявністю ядра та компартменталізацією цитоплазми на окремі ділянки за допомогою системи внутрішніх мембран.

Живий вміст клітини називається протоплазмою, протоплазма оточена напівпроникною плазматичною мембраною або плазмалемою, зовні від плазмалеми можуть розташовуватись надмембранні структури такі як клітинна стінка (у рослин та грибів) або глікокалікс (у тварин). До складу протоплазми клітини входить ядро та цитоплазма, яка у свою чергу складається із колоїдного розчину — гіалоплазми, та розміщених у ній органел — постійних структурних і функціональних елементів клітини. Окрім цього клітини можуть тимчасово накопичувати певні речовини, що утворюють клітинні включення.

1. Клітинні мембрани

Клітинні мембрани відіграють вжаливу роль із кількох причин: по-перше плазматична мембрана (плазмалема) відмежовує внутрішній вміст клітини від навколишнього середовища, вона також забезпечує рецепторну функцію — тобто сприйняття хімічних та деяких фізичних подразнень, через плазматичну мембрану в клітину надходять необхідні речовини і видаляються відходи; по-друге внутрішні мембрани клітини ділять її на окремі відсіки — компартменти, кожен із яких призначений для певних метаболічних шляхів: наприклад фотосинтезу, або гідролізу біополімерів. Окрім того деякі хімічні реакції можуть протікати тільки на самих мембранах, наприклад реакції світлової фази фотосинтезу або кінцевий етап аеробного окиснення.

1. Будова біологічних мембран

Товщина біологічних мембран становить близько 7 нм. Мембрани всіх організмів складаються в основному із фософоліпідів, в молекулах яких виділяють дві основні частини: гідрофільну «голову» (залишок фосфатної кислоти і холіну, серину, етаноламіну або іншої полярної сполуки) та два гідрофобні «хвости» (залишки жирних кислот). У складі клітинної мембрани фософоліпіди утворюють бішар, в якому гідрофільні голови повернуті назовні — у полярний водний розчин, а гідрофобні хвости — всередину. Крім фософоліпідів до складу мембран входять також інші типи ліпідів, такі як гліколіпіди, сфінголіпіди та холестерол[8].

Іншим важливим компонентом клітнної мембрани є білки, їхній вміст може коливатись від 18% в мембрані аксона до 75% у мембранах тилакоїдів. Всі мембранні білки можна поділити на три основні групи:

Трансмембранні (інтегральні) білки мають у своєму складі гідрофобний домен, який пронизує ліпідний бішар, до цього класу належать всі іонні канали та більшість клітинних рецепторів;

Білки заякорені в мембрані за допомогою ліпідів — ковалентно з'єднані із певною неполярною сполукою, найчастіше глікозилфосфатидилінозитолом (англ. GPI), яка входить у гідрофобну частину ліпідного бішару, і таким чином утримує білок на поврехні мебмрани. Представниками цієї групи є G-білки;

Периферійні білки нековалентно взаємодіють із іншими білками або гідрофільними головами фосфоліпідів і утримуються поблизу поверхні мембрани тільки тимчасово, прикладом цієї групи білків можуть бути деякі ферменти[8].

У 1972 році Сінгер і Ніколсон запропонували рідинно-мозаїчну модель будови мембрани, згідно із якою фосфоліпідний бішар є двовимірною рідиною, в якій вільно плавають білкові молекули, утворюючи ніби мозаїку, яка постійно змінюється[9]. Зовнішня і внутрішня сторони мембрани відрізняються по фосфоліпідному і білковому складу і функціях.