8. Строение мембран растительной клетки. Функциональная роль липидных рафтов.
Липидные рафты (плоты) – уплотненные вследствие обогащения
стеролами образования – «липидные кристаллы», «плавающие» в бислое и
концентрирующие функциональные белки мембраны.
Схема строения липидного рафта. (А) Внутриклеточная среда, цитоплазма, (B) внешняя среда или внутривезикулярное пространство аппарата Гольджи. Обозначения: 1. липид в жидкой неупорядоченной фазе, окружающий плотно-упакованный липидный рафт (2); 3. трансмембранный белок, связанный с липидным рафтом; 4. белок клеточной мембраны; 5. олигосахаридные остатки на белке рафта (гликопротеин); 6. гликозилфосфатидилинозитол; 7. фитостерол (аналог холестерина); 8 олигосахаридные остатки на липидах (гликолипид).
Растительная клетка состоит из более или менее жесткой клеточной оболочки и протопласта. Клеточная оболочка – это клеточная стенка и цитоплазматическая мембрана. Термин протопласт происходит от слова протоплазма, которое долгое время использовалось для обозначения всего живого. Протопласт – это протоплазма индивидуальной клетки.
Протопласт состоит из цитоплазмы и ядра. В цитоплазме находятся органеллы (рибосомы, микротрубочки, пластиды, митохондрии) и мембранные системы (эндоплазматический ретикулум, диктиосомы). Цитоплазма включает в себя еще цитоплазматический матрикс (основное вещество) в которое погружены органеллы и мембранные системы. От клеточной стенки цитоплазма отделена плазматической мембраной, которая представляет собой элементарную мембрану. В отличие от большинства животных клеток растительные клетки содержат одну или несколько вакуолей. Это пузырьки, заполненные жидкостью и окруженные элементарной мембраной (тонопластом).
В живой растительной клетке основное вещество находится в постоянном движении. В движение, называемое током цитоплазмы или циклозом, вовлекается органеллы. Циклоз облегчает передвижение веществ в клетке и обмен ими между клеткой и окружающей средой.
Плазматическая мембрана. Представляет собой бислойную фосфолипидную структуру. Для растительных клеток свойственны впячивания плазматической мембраны.
Окружает растительную клетку плазматическая мембрана (плазмалемма), которая состоит из двух слоев липидов и встроенных в них молекул белков. Молекулы липидов имеют полярные гидрофильные «головки» и неполярные гидрофобные «хвосты». Такое строение обеспечивает избирательное проникновение веществ в середину клетки, а так же из нее. Клеточная стенка состоит из целлюлозы, целлюлозные клетки древесных растений пропитаны лигнином, что придает им дополнительную жесткость. Молекулы клеточной стенки собраны в пучки микрофибрилл, которые скручены в макро-фибриллы. Клеточная стенка позволяет поддерживать внутреннее давление - тургор.
9. Строение и ф-ции клеточной стенки, цитоплазмы и рибосом растительной клетки.
Строение растительной клетки довольно сложное, но можно выделить три отдельных пространства: клеточная стенка, протоплазма и вакуоль.
Материал для построения клеточной стенки секретирует сам заключенный в ней – протопласт. Клеточная стенка, отлагающаяся во время деления клеток растения, называется первичной клеточной стенкой. Позже в результате утолщения она может превратиться во вторичную клеточную стенку. Первичная клеточная стенка состоит из целлюлозных мицелл, которые образуют микрофибриллы, погруженных в матрикс, в состав которого входят сложные полисахариды. Целлюлоза представляет собой полисахарид (полимер глюкозы). В ней заключено около 50 % углерода, находящегося в растениях. 20–40 % материала клеточной стенки составляет целлюлоза.
Основные функции клеточной стенки следующие:
Клеточные стенки обеспечивают отдельным стенкам и растению в целом механическую прочность и опору.
Относительная жесткость клеточных стенок и сопротивление растяжению обуславливают и тургесцентность клеток, когда в них осмотическим путем поступает вода.
Ориентация целлюлозных микрофибрилл ограничивает, и в известной мере, регулирует как рост, так и форму клеток, поскольку от расположения этих микрофибрилл зависит способность клеток к растяжению.
Система связанных друг с другом клеточных стенок (апопласт) служит главным путем, по которому передвигается вода и минеральные вещества.
Наружные клеточные стенки эпидермальных клеток покрываются особой пленкой – кутикулой, состоящей из воскообразного вещества кутина, что снижает потерю воды и уменьшает риск проникновения в растение болезнетворных организмов
Клеточные стенки сосудов ксилемы, трахеид и ситовидных трубок приспособлены для дальнего транспорта веществ по растению.
Стенки клеток эндодермы корня пропитаны суберином и поэтому служат барьером на пути движения воды.
У некоторых клеток их видоизмененные стенки хранят запасы питательных веществ.
У передаточных клеток (клетки-спутники) площадь поверхности клеточных стенок увеличена и соответственно увеличена площадь поверхности плазмалеммы, что повышает эффективность переноса веществ.
Благодаря своим катионобменным свойствам клеточная стенка служит резервуаром, накапливающим катионы.
Цитоплазма. В цитоплазме происходят основные процессы жизнедеятельности клетки. Цитоплазма состоит из водянистого вещества и находящихся в нем разнообразных органелл. Цитозолем называют растворимую часть цитоплазмы – это основное вещество, заполняющее пространство между клеточными органеллами. На долю воды в цитоплазме приходится приблизительно 90 %, в которой, в растворимой форме содержатся все основные биомолекулы. В обычных условиях цитоплазма находится в активном состоянии: заметно движение органелл, а в ряде случаев всей цитоплазмы – циклоз.
Рибосомы – это органоиды, которые состоят из белков и РНК приблизительно в одинаковых весовых соотношениях. Рибосомы выявлены также в гиалоплазме, ядре, пластидах и митохондриях. Независимо от местонахождения выполняют одну и туже функцию – участвуют в синтезе белков.