БІОФІЗИКА КЛІТИНИ

1)Клітина

Клітина – найменша структурна одиниця всього живого, здійснює обмін речовин та енергії, росте, розмножується, і передає по спадковості свої ознаки, реагує на подразнення, має властивість рухатися.

Здатність клітин до використання і перетворення енергії має надзвичайно важливе значення, оскільки клітина зберігає постійність внутрішнього середовища і цілісність її структури.

ІСТОРІЯ БІОФІЗИКИ

Поштовхом розвитку біофізики клітини була клітинна теорія Шванна.

Роботи вченого відносяться до різноманітних галузей біології:

• Дія кисню на розвиток птахів з яєць;

• Процес гниття;

• Бродіння з участю дріжджів;

• Відкрив пепсин у 1836 р.

• Досліджував клітинну будову хряща личинок земноводних і хорди під мікроскопом;

Сучасний стан КЛІТИННОЇ ТЕОРІЇ:

1. Клітина – основна найменша структурно-функціональна та генетична одиниця живих організмів.

2. Клітини всіх організмів принципово подібні за будовою, хімічним складом і важливими проявами процесів життєдіяльності.

3. Кожна нова клітина утворюється в результаті поділу материнської клітини.

4. Клітини багатоклітинних організмів спеціалізовані за виконанням різноманітних функцій та утворюють тканини.

5. В основі розмноження, росту, розвитку і регенерації організмів лежить поділ, ріст і диференціювання клітин.

6. Клітина – відкрита система, існує тісний зв'язок з оточуючим середовищем, через неї проходить потік речовини, енергії та інформації.

Виникнення клітинної організації

1 етап: прокаріотичні гетеротрофні анаеробні клітини (3,5 млрд.р.).

2 етап: прокаріотичні автотрофні анаеробні клітини.

3 етап: прокаріотичні автотрофні аеробні клітини.

4 етап: еукаріотичні авто- і гетеротрофні аеробні клітини(1,5 млрд. р.).

Гіпотези походження еукаріот:

СИМБІОЗНА: симбіоти клітини-господаря – анаеробний прокаріот;

ІНВАГІЦІЙНА: вихідна клітина – аеробний прокаріот.

КЛІТИННІ МЕМБРАНИ

Клітинні мембрани – високоорганізовані структури клітини, які виконують ряд функцій:

1. представляють собою напівпроникні бар’єри – захисна функція для клітин на внутрішньоклітинних органел;

2. здійснюють вибірковий транспорт різноманітних речовин всередину і назовні клітини;

3. передача інформації з допомогою гормонів, медіаторів, нервових імпульсів;

4. перетворення енергії (синтез АТФ здійснюється на внутрішніх мембранах мітохондрій за рахунок енергії трансмембранного градієнта концентрації протонів);

5. процеси молекулярного впізнавання проходять на мембранах клітин, де розміщені рецептори гормонів, молекули імунної системи;

6. ферментативна діяльність пов’язана з координацією всіх біохімічних реакцій, що протікають в клітині.

Термін “мембрани”, як невидима плівка, що оточує клітину, вперше використано ботаніком фон Молем і незалежно К. фон Негелі (1817-1891) в 1855 році для пояснення явища плазмолізу.

Склад клітинних мембран залежить від їхнього типу та функцій, однак їхній склад є майже універсальним:

• Ліпіди (50%);

• Білки (40%);

• Вуглеводи (10%).

Вчені Е. Гортер і Ф. Грендель виміряли площу моношару, сформованого ліпідами, які екстрагували ацетоном з еритроцитів, і порівняли з площею поверхні цих клітин. Виявили, що площа моношару вдвічі перевищує площу поверхні клітин. Таким чином дійшли висновку, що ліпіди у клітинній мембрані формують бімолекулярний шар (ліпідний бішар) – така думка є загальновизнаною.