биореф. Реферат Биология клетки. Строение цитоплазмы. Органеллы цитоплазмы студентка 1 курса
 Скачать 34.23 Kb.
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России) Кафедра медицинской генетики и биологии Реферат Биология клетки. Строение цитоплазмы. Органеллы цитоплазмы. Выполнила: студентка 1 курса педиатрического факультета специальности «Стоматология», 12 группы Панова Елена Андреевна Научный руководитель: профессор, доцент, Тутин М.В. Новосибирск – 2018 Содержание
Введение Клетка представляет собой обособленную, наименьшую по размерам структуру, которой присуща вся совокупность свойств жизни и которая может в подходящих условиях окружающей среды поддерживать эти свойств в самой себе, а также передавать их в ряду поколений. Клетка, таким образом, несет полную характеристику жизни. Вне клетки не существует никакой жизнедеятельности. Поэтому в природе планеты ей принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы. Клетка составляет основу строения, жизнедеятельности и развития всех живых форм. Благодаря заложенным в ней механизмам клетка обеспечивает обмен веществ, использование биологической информации, размножение, свойства наследственности и изменчивости, обуславливая тем самым присущие органическому миру качества единства и разнообразия. Занимая в мире живых существ положение элементарной единицы, клетка отличается сложным строением. При этом определенные черты обнаруживаются во всех без исключения клетках, характеризуя наиболее важные стороны клеточной организации как таковой. 1. Клеточная оболочка Клетки многоклеточных организмов, как животных, так и растительных, обособлены от своего окружения оболочкой. В основе строения лежит двойной слой липидов ‒ водонерастворимых молекул, имеющих полярные «головки» и длинные неполярные «хвосты», представленные цепями жирных кислот; больше всего в мембранах содержится фосфолипидов, в головках которых имеются остатки фосфорной кислоты. Хвосты липидных молекул обращены друг к другу, полярные головки смотрят наружу, образуя гидрофильную поверхность. С заряженными головками соединяются белки, которые называют периферическими мембранными белками. Другие белковые молекулы могут быть погружены в слой липидов за счет взаимодействия с их неполярными хвостами. Часть белков пронизывает мембрану насквозь, образуя каналы или поры. У некоторых клеток мембрана является единственной структурой, служащей оболочкой, у других клеток поверх мембраны имеется дополнительная оболочка (например, целлюлозная оболочка у растительных клеток). Клеточная оболочка, или плазмалемма, животных клеток образована мембраной, покрытой снаружи слоем гликокаликса. Основными составляющими гликокаликса служат комплексы полисахаридов с белками (гликопротеины) и жирами (гликолипиды). Изнутри к мембране примыкает кортикальный (корковый) слой цитоплазмы, в котором не встречаются рибосомы и пузырьки, но в значительном количестве находятся микротрубочки и микрофиламенты, имеющие в своем составе сократимые белки. Клеточная мембрана выполняет множество важных функций, от которых зависит жизнедеятельность клеток. Одна из них заключается в образовании барьера между внутренним содержимым клетки и внешней средой. Наряду с этим мембрана обеспечивает обмен веществ между цитоплазмой и внешней средой, из которой в клетку через мембрану поступают вода, ионы, неорганические и органические молекулы. Во внешнюю среду через мембрану выводятся продукты, образованные в клетке (продукты обмена и вещества, синтезированные в клетке). Таким образом, через мембрану осуществляется транспорт веществ. Крупные молекулы биополимеров поступают через мембрану благодаря фагоцитозу ‒ явлению, впервые описанному И.И.Мечниковым. Процесс захвата и поглощения капелек жидкости происходит путем пиноцитоза. Важную роль в жизнедеятельности клетки играет рецепторная функция мембраны. В плазмалемме размещены молекулы рецепторов, которые избирательно распознают определенные биологически активные вещества (гормоны). В удержании этих веществ на клеточной поверхности участвуют белки кортикального слоя. Наличие в оболочке рецепторов дает клеткам возможность воспринимать сигналы извне, чтобы целесообразно реагировать на изменения в окружающей их среде или состоянии организма. Цитоплазма представляет собой сложную коллоидную систему, состоящую из гиалоплазмы, мембранных и немембранных органелл и включений. Гиалоплазма – сложная коллоидная система, состоящая из различных биополимеров (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды) которая способна переходить из жидкого состояния в гель и обратно. Гиалоплазма состоит из воды, органических и неорганических соединений, растворенных в ней и цитоматрикса. Функция гиалоплазмы заключается в том, что эта среда объединяет все клеточные структуры и обеспечивает химическое взаимодействие их друг с другом. Также через нее осуществляется большая часть внутриклеточных транспортных процессов: перенос аминокислот, жирных кислот, нуклеотидов, сахаров. Гиалоплазма составляет около 50% от всего объема цитоплазмы. 2. Органеллы и включения Включениями называют относительно непостоянные компоненты цитоплазмы, которые служат запасными питательными веществами( жир, гликоген), продуктами, подлежащими выведению из клетки(гранулы секрета), балластными веществами (некоторые пигменты). Различают следующие типы включений:
Секреторные включения – округлой формы, образования различных размеров, которые содержат биологически активные вещества, образующиеся в результате секреторной деятельности клетки (гормоны, ферменты и др.) Трофические включения – это могут быть капельки нейтральных жиров, гликоген, белковые молекулы в виде гранул. Экскреторные включения – эти включения не содержат ферментов или других активных веществ, и эти продукты, как правило, подлежат удалению из клетки. Пигментные включения могут быть экзогенными (каротин, пылевые частицы, красители) и эндогенными (гемоглобин, меланин, липофусцин). Наличие их в ткани может приводить к изменению цвета ткани, органа –временно или постоянно. Органеллы – это постоянные структуры цитоплазмы, выполняющие в клетке жизненно важные функции. Выделяют органеллы общего назначения и специальные. Последние в значительном количестве присутствуют в клетках, специализированных к выполнению определенной функции, но в незначительном количестве могут встречаться и в других типах клеток. К ним относят, например, микроворсинки всасывающей поверхности эпителиальной стенки кишечника, реснички эпителия трахеи и бронхов, синаптические пузырьки, транспортирующие вещества – переносчики нервного возбуждения с одно нервной клетки на другую или клетку рабочего органа, миофибриллы, от которых зависит сокращение мышцы. 3. Органеллы общего значения К органеллам общего значения относят элементы канальцевой и вакуолярной системы в виде шероховатой и гладкой цитоплазматической сети, пластинчатый комплекс, митохондрии, рибосомы и полисомы, лизосомы, пероксисомы, мокрофибриллы и микротрубочки, центриоли клеточного центра. В растительных клетках выделяют также хлоропласты, в которых происходит фотосинтез. Канальцевая и вакуолярная системы образованы сообщающимися или отдельными трубчатыми или уплощенными полостями, ограниченными мембранами и распространяющимися по всей цитоплазме клетки. Нередко цистерны имеют пузыревидные расширения. В названной системе выделяют шероховатую и гладкую цитоплазматическую сети. Особенность строения шероховатой сети состоит в прикреплении к ее мембранам полисом. В силу этого она выполняет функцию синтеза определенной категории белков, преимущественно удаляемых из клетки, например секретируемых клетками желез. В области шероховатой сети происходит образование белков и липидов цитоплазматических мембран, а также их сборка. Мембраны гладкой цитоплазматической сети лишены полисом. Функционально эта сеть связана с обменом углеводов, жиров и других веществ небелковой природы, например, стероидных гормонов. По канальцам и цистернам происходит перемещение веществ. В участках печеночных клеток, богатых структурами гладкой сети, разрушаются и обезвреживаются вредные токсические вещества, некоторые лекарства. В пузырьках и канальцах гладкой сети поперечно - полосатой мускулатуры сохраняются ионы кальция, играющие важную роль в процессе сокращения. Рибосомы – субмикроскопические немембранные органеллы общего назначения, представляющие собой элементарные тельца синтеза белковых и полипептидных молекул, которые обнаруживаются во всех клетках. Рибосома состоит из двух субъединиц: большой и малой, объединение которых происходит в присутствии матричной (информационной) РНК (мРНК). Одна молекула мРНК обычно объединяет несколько рибосом наподобие нитки бус. Такую структуру называют полисомой. Полисомы свободно располагаются в основном веществе цитоплазмы или прикреплены к мембранам шероховатой цитоплазматической сети. В обоих случаях они служат местом активного синтеза белка. Пластинчатый комплекс Гольджи образован совокупностью диктиосом. Диктиосома представлена стопкой из уплощенных дискообразных цистерн, от краев которых отшнуровываются пузырьки (везикулы). Ограниченные определенным участком расширения цистерн дают более крупные пузырьки (вакуоли). В дифференцированных клетках позвоночных животных и человека диктиосомы обычно собраны в околоядерной зоне цитоплазмы. В пластинчатом комплексе образуются секреторные пузырьки или вакуоли, содержимое которых составляют белки и другие соединения, подлежащие выводу из клетки. В пластинчатом комплексе образуются лизосомы. В диктиосомах синтезируются полисахариды, а также их комплексы с белками и жирами, которые затем можно обнаружить в гликокаликсе клеточной оболочки. Митохондрии – микроскопические мембранные органеллы общего назначения, имеющие округлую, палочковидную, нередко ветвящуюся форму. Оболочка митохондрии состоит из двух мембран, различающихся по химическому составу, набору ферментов и функциям. Внутренняя мембрана образует впячивания листовидной (кристы) или трубчатой (трубелы) формы. Пространство, ограниченное внутренней мембраной, составляет матрикс органеллы. В матриксе размещен собственный аппарат биосинтеза белка органеллы. Он представлен 2-6 копиями кольцевой и лишенной гистонов (как у прокариот) молекулы ДНК, рибосомами, набором тРНК, ферментами редупликации ДНК, транскрипции и трансляции наследственной информации. Функциями митохондрий являются:
Лизосомы представляют собой пузырьки, которые содержат набор ферментов кислых гидролаз, катализирующих при низких значениях pH гидролитическое расщепление белков, жиров, полисахаридов. Их оболочка образована одинарной мембраной, покрытой иногда снаружи волокнистым белковым слоем. Функция лизосом – внутриклеточное переваривание различных химических соединений и структур. Различают четыре типа лизосом:
При голодании лизосомы растворяют некоторые органоиды, не убивая при этом клетку. Образование лизосом идет в комплексе Гольджи. Хлоропласты относятся к пластидам ‒ органоидам, присущим только растительным клеткам. Это зеленые пластинки диаметром 3-4 мкм, имеющие овальную форму. Хлоропласты, как и митохондрии, имеют наружную и внутреннюю мембраны. Внутренняя мембрана образует выросты ‒ тилакоиды, тилакоиды образуют стопки ‒ граны, которые объединяются друг с другом внутренней мембраной. В одном хлоропласте может быть несколько десятков гран. В мембранах тилакоидов находится хлорофилл, а в промежутках между гранами в матриксе (строме) хлоропласта находятся рибосомы, РНК и ДНК. Рибосомы хлоропластов, как и рибосомы митохондрий, синтезируют белки. Основная функция хлоропластов ‒ обеспечение процесса фотосинтеза: в мембранах тилакоидов идет световая фаза, а в строме хлоропластов ‒ темновая фаза фотосинтеза. В матриксе хлоропластов видны гранулы первичного крахмала, то есть крахмала, синтезированного в процессе фотосинтеза из глюкозы. К органеллам общего значения относят также некоторые постоянные структуры цитоплазмы, лишенные мембран. Микротрубочки – трубчаты образования разной длины. Встречаются в свободном состоянии в цитоплазме клеток или как структурные элементы жгутиков, ресничек, митотического веретена, центриолей. Микрофиламенты – длинные, тонкие образования, иногда образующие пучки и обнаруживаемые по всей цитоплазме. Существует несколько типов микрофиламентов. Активные микрофиламенты благодаря присутствию в них сократимых белков (актин) рассматривают в качестве структур, обеспечивающих клеточные формы движения. Им приписывают также каркасную роль и участие в организации внутриклеточных перемещений органелл и участков гиалоплазмы. В клетке выделяют ядро. Клеточное ядро состоит из оболочки, ядерного сока, ядрышка и хроматина. Функциональная роль ядерной оболочки заключается в обособлении генетического материала эукариотической клетки от цитоплазмы с присущими ей многочисленными метаболическими реакциями, а также регуляции двухсторонних взаимодействий ядра и цитоплазмы. Ядерная оболочка состоит из двух мембран, разделенных околоядерным (перинуклеарным) пространством: внешней и внутренней. В общем виде ядерная оболочка напоминает полый двухслойный мешок, который отделяет содержимое ядра от цитоплазмы. Наружная мембрана ядерной оболочки, которая непосредственно контактирует с цитоплазмой клетки, имеет целый ряд структурных особенностей, которые позволяют отнести ее к собственно мембранной системе эндоплазматической сети. К аким особенностям относится: наличие на ней со стороны гиалоплазмы многочисленных полисом, а сама внешняя ядерная мембрана может прямо переходить в мембраны гранулярной эндоплазматической сети. Поверхность наружной ядерной мембраны в большинстве животных и растительных клеток не является гладкой и образует различных размеров выросты в сторону цитоплазмы в виде пузырьков или длинных трубчатых оснований. Внутренняя ядерная мембрана связана с хромосомным материалом ядра. Со стороны кариоплазмы к внутренней ядерной мембране прилегает так называемый фибриллярный слой, состоящий из фибрилл, но он характерен не для всех клеток. Ядерная оболочка пронизана порами. Чем выше синтетическая активность клетки, тем больше их число. В области порового комплекса начинается так называемая плотная пластинка – белковый слой, подстилающий на всем протяжении внутреннюю мембрану ядерной оболочки. Эта структура выполняет прежде всего опорную функцию, так как при ее наличии форма ядра сохраняется даже в случае разрушения обеих мембран ядерной оболочки. Основу ядерного сока, или матрикса, составляют белки. Ядерный сок образует внутреннюю среду ядра, в связи с чем он играет важную роль в обеспечении нормального функционирования генетического материала. В составе ядерного сока присутствуют нитчатые, или фибриллярные, белки, с которыми связано выполнение опорной функции. Ядрышко представляет собой структуру, в которой происходит образование и созревание рРНК. Гены рРНК занимают определенные участки (в зависимости от вида животного) одной или нескольких хромосом ‒ ядрышковые организаторы, в области которых образуются ядрышки. Такие участки в метафазных хромосомах выглядят как сужения и называются вторичными перетяжками. С помощью электронного микроскопа в ядрышке выделяют нитчатый и зернистый компоненты. Нитчатый компонент представлен комплексами белка и гигантский молекул РН-предшественниц, из которых затем образуются более мелкие молекулы зрелых рРНК. В процессе созревания фибриллы преобразуются в рибонуклепротеиновые зерна (гранулы), которыми представлен зернистый компонент. Заключение Клетки являются важными биологическими компонентами в живом организме. Ведь именно они составляет основу его строения и жизнедеятельности. Поэтому очень важно знать их строение и функции. Список литературы
| ||||||||||||||||||