Celula vie

1 Structura celulelor
- 1.1 Celula procariotică
- 1.2 Celula eucariotă
  - 1.2.1 Structura celulei eucariote
    - 1.2.1.1 Complexul de suprafață al unei celule animale
    - 1.2.1.2 Structura citoplasmei
    - Reticulul endoplasmatic
    - 1.2.1.4 Aparatul Golgi
    - 1.2.1.5 Kernel
    - 1.2.1.6 Lizozomi
    - 1.2.1.7 Cytoskeleton
    - 1.2.1.8 Centrioli
    - 1.2.1.9 Mitochondrie
- 1.3 Comparația celulelor pro și eucariote
- 1,4 Anaplasia
2 Istoria descoperirii celulelor
3 Compoziția chimică a celulei

Celula - unitatea de bază a structurii și funcționării tuturor organismelor vii (cu excepția virusurilor, care sunt adesea menționate ca forme non-celulare de viață), care are propriul metabolism, capabile de o existență independentă, auto-reproducere și dezvoltare. Toate organismele vii sau pluricelular animale, plante și fungi, sunt compuse din mai multe celule, sau ca mai multe protozoare și bacterii, sunt organisme unicelulare. Secțiunea de biologie care se ocupă de studiul structurii și activității vitale a celulelor a fost numită citologie. Recent, a fost de asemenea acceptat să vorbim despre biologia celulară sau despre biologia celulară (biologia celulară engleză).

În fotografii, proteina verde fluorescentă arată locația diferitelor părți ale celulei

1. Structura celulelor

Toate formele celulare de viață de pe pământ pot fi împărțite în două supraregiuni pe baza structurii celulelor lor constitutive:

procariote (pre-nucleare) - mai simple în structură, aparent, acestea au apărut mai devreme în procesul evolutiv;
eucariotele (nucleare) - mai complexe, au apărut mai târziu. Celulele care alcătuiesc corpul uman sunt eucariote.

În ciuda varietății de forme, organizarea celulelor tuturor organismelor vii este supusă unor principii structurale uniforme.

Conținutul celulei este separat de mediul înconjurător de membrana plasmatică sau plasmalemma. În interiorul celulei este umplută cu citoplasmă, în care sunt localizate diferite organoide și incluziuni celulare, precum și material genetic sub forma unei molecule de ADN. Fiecare organelă a celulei își desfășoară funcția specială și, împreună, determină împreună activitatea vitală a celulei ca întreg.

1.1. Celula procariotică

Structura unei celule procariote tipice: capsulă, perete celular, plasmalemă, citoplasmă, ribozomi, plasmidă, văzut, flagelă, nucleoid.

Procariotele (din latină pro -. Înainte și în greacă κάρῠον -. Core nuc) - organisme care nu au, în contrast cu eucariotelor, nucleul celulei decorate și alte organite membranoase interne (cu excepția rezervoare plate au fotosintetizeaza specii, de exemplu, cianobacterii). Singura inelară majoră (în unele specii - liniare) molecula de ADN dublu catenar, care conține cea mai mare parte a materialului genetic celular (numit nucleoid) nu formează un complex cu proteinele histone (așa-numita cromatinei). Pentru procariote includ bacterii, inclusiv cianobacterii (alge albastre-verzi) și Archaea. Descendenții de celule procariote sunt organite de celule eucariote - mitocondrii și plastide.

1.2. Celula eucariotă

Eucariotele (eucariotelor) (din ευ grecesc. - Bine, complet și κάρῠον - nuc miez) - organisme care au, în contrast cu procariote, nucleul celulei decorate, citoplasmei delimitat prin pachetul nuclear. Materialul genetic este cuprins în moleculele de ADN dublu catenar liniare (în funcție de tipul de număr de organisme din miez poate varia de la două până la câteva sute) de atașat în interiorul membranei nucleului celulei, formând marea majoritate (cu excepția dinoflagellates) complex cu proteine histone, numite cromatinei. În celulele eucariote, un sistem de membrane interne care formează, în plus față de nucleu, mai multe alte organite (reticulului endoplasmatic, aparatul Golgi etc.). În plus, marea majoritate sunt permanente intracelulare simbionți-procariotele - mitocondriile, in timp ce algele si plante - precum plastide.

1.2.1. Structura celulei eucariote

Reprezentarea schematică a unei celule animale. (Dacă faceți clic pe oricare dintre numele părților componente ale celulei, veți fi luați la articolul corespunzător.)

1.2.1.1. Suprafața complexă a unei celule animale

Se compune dintr-un glicocaliu, o plasmalemă și un strat cortic al citoplasmei situate sub ea. Membrana plasmatică este denumită și plasmalemma, membrana celulară exterioară. Aceasta este o membrană biologică, de aproximativ 10 nanometri în grosime. Oferă, în primul rând, o funcție de demarcare cu privire la mediul extern al celulei. În plus, efectuează o funcție de transport. Pentru a păstra integritatea membranei celulei nu irosi energia: moleculele sunt deținute pe același principiu, potrivit căruia sunt ținute împreună de moleculele de grăsime - o parte hidrofobă a moleculei este termodinamic mai favorabil situat în imediata apropiere unul de altul. Glycocalyx este „ancorat“ în oligozaharide moleculă plasmalemei, polizaharide, glicoproteine și glicolipide. Glycocalix efectuează funcțiile receptorilor și markerilor. Membrana plasmatică a celulelor animale constă, în principal, din fosfolipide și lipoproteine cu molecule de proteine, în special antigene de suprafață și receptori, încorporați în ea. Cortical (adiacent membranei plasmatice) stratul de citoplasmă sunt elemente specifice ale citoscheletului - ordonate într-un anumit mod microfilamente actină. Principala și cea mai importantă funcție a stratului cortic (cortexul) sunt reacțiile pseudo-podiale: ejecția, atașarea și reducerea pseudopodiei. În acest caz, microfilamentele sunt rearanjate, prelungite sau scurtate. Forma celulei depinde, de asemenea, de structura citoscheletului stratului cortic (de exemplu, prezența microvililor).

1.2.1.2. Structura citoplasmei

Componenta fluidă a citoplasmei este de asemenea numită citozol. Sub microscopul luminos se părea că celula este umplută cu ceva asemănător cu o plasmă lichidă sau sol, în care miezul și alți organoizi "plutesc". De fapt, nu este așa. Spațiul intern al celulei eucariote este strict ordonat. Mișcarea organite este coordonată cu ajutorul sistemelor de transport specializate, microtubuli care servesc ca intracelulară „drumuri“ și proteine speciale Dynein și kinesinei, care acționează ca „motoare“ așa-numitele. Moleculele individuale de proteine și nu difuzează în mod liber în spațiul intracelular și trimis la compartimentele corespunzătoare cu ajutorul unor semnale speciale pe suprafață, sistemul de transport recunoscut al celulei.

1.2.1.3. Reticulul endoplasmatic

În celulele eucariote, există un sistem în fiecare alte compartimente ale membranei (tuburi și rezervoare), care se numește reticulul endoplasmic (sau reticulul endoplasmic, EPR sau EPM). Partea EPR, la care sunt atașate ribozomii, este denumită reticulul granular (sau dur) endoplasmatic, proteinele fiind sintetizate pe membranele sale. Compartimentele care nu conțin ribozomi pe pereți se referă la EPR neted (sau agranular) care participă la sinteza lipidelor. Spațiile interioare ale EPR netede și granulare nu sunt izolate, ci trec și se comunică cu lumenul plicului nuclear.

1.2.1.4. Aparatul Golgi

Aparatul Golgi este o stivă de tancuri cu membrană plană, mărită într-o oarecare măsură mai aproape de margini. Cisternele aparatului Golgi coc unele proteine sintetizate pe EPR membrană granulară și destinate pentru secreția sau formarea de lizozomi. Golgi asimetric - rezervorul este amplasat mai aproape de nucleul celulei (cis -Goldzhi) conțin cele mai puține proteine mature, aceste rezervoare sunt unite în mod continuu vezicule membranare - vezicule înmugurite din reticulul endoplasmic. Aparent, prin aceeași mișcare de bule se maturizează în continuare proteine dintr-un rezervor în altul. În cele din urmă, de la capătul opus al organitelor vezicule (trans -Goldzhi) bud conținând proteine complet mature.

1.2.1.5. miez

Nucleul celular conține molecule ADN pe care se înregistrează informațiile genetice ale organismului. Nucleul replică - dublarea moleculelor de ADN, precum și transcripția - sinteza moleculelor de ARN pe matricea ADN. În nucleu, moleculele de ARN sintetizate suferă unele modificări (de exemplu, în procesul de împărțire, regiunile nesemnificative, fără semnificație, sunt excluse din moleculele ARN-ului matricei), după care ajung în citoplasmă. Reasamblarea ribozomilor apare și în nucleu, în formațiuni speciale numite nucleoli. Compartimentul pentru nucleul-karyotek se formează prin extinderea și fuziunea rezervoarelor de rețea endoplasmice unul cu celălalt, astfel încât miezul are pereți dubli datorită plicurilor nucleare înguste din jur. Cavitatea plicului nuclear este denumită spațiul lumen sau perinuclear. Suprafața interioară a cochiliei nucleare este subliniată de o lamă nucleară, o structură rigidă de proteine formată din proteine laminate, la care sunt atașate firele ADN cromozomiale. În unele locuri, membranele interioare și exterioare ale anvelopei nucleare se unesc și formează așa-numitele pori nucleari, prin care are loc schimbul de material între nucleu și citoplasmă.

1.2.1.6. lizozomi

Lizozomul este un corp mic, delimitat de citoplasmă de o singură membrană. Acesta conține enzime litice capabile să scindeze toate biopolimerii. Funcția principală - autoliza - adică împărțirea organoidelor individuale, zone ale citoplasmei celulei.

1.2.1.7. citoscheletului

Elementele citoscheletului includ structurile fibrilare ale proteinelor localizate în citoplasma celulei: microtubuli, filamente actinice și intermediare. Microtubulii participă la transportul organelilor, fac parte din flagelă, un ax mitotic de divizare este construit din microtubuli. Fibrele actinice sunt necesare pentru a menține forma celulei, reacțiile pseudopodiale. Rolul filamentelor intermediare, aparent, este, de asemenea, de a menține structura celulei. Proteinele citoscheletului formează câteva zeci de procente din masa proteinei celulare.

1.2.1.8. centrioles

Centriolele sunt structuri de proteine cilindrice situate în apropierea nucleului celulelor animale (nu există centrioli în plante). Centriolul este un cilindru a cărui suprafață laterală este formată din nouă seturi de microtubuli. Numărul de microtubuli dintr-un kit poate varia pentru diferite organisme de la 1 la 3.

În jurul centriolilor este așa-numitul centru al organizării citoscheletului, regiunea în care sunt grupate marginile minus ale microtubulilor celulei.

Înainte de divizare, celula conține două centriole, situate în unghi drept unul altuia. În cursul mitozei, ele se deosebesc de diferitele capete ale celulei, formând poli de axul diviziunii. După citokineză, fiecare celulă fiică primește un centriol, care se dublează la următoarea divizie. Dublarea centrilor nu are loc prin împărțire, ci prin sinteza unei noi structuri perpendiculare pe cea existentă.

Centriolele, aparent, sunt omoloage cu organele bazale ale flagelui și cilia.

1.2.1.9. mitocondriile

Mitochondria sunt organele de celule speciale, ale căror principală funcție este sinteza ATP, un purtător de energie universal. Respirația (absorbția oxigenului și eliberarea dioxidului de carbon) se datorează și sistemelor enzimatice ale mitocondriilor.

Lumenul intern al mitocondriilor, numit matricea, este delimitat de citoplasmă de două membrane, externe și interne. între care se află spațiul intermetanic. Membrana interioară a mitocondriilor formează falduri, așa-numitele cristae. Matricea conține diferite enzime care participă la respirație și sinteză a ATP. În centrul sintezei ATP se află potențialul hidrogen al membranei interioare a mitocondriilor.

Mitocondriile au propriul lor ADN-ul si genomul ribozom procariote, care indică cu siguranță la originea simbiotică a acestor organite. ADN-ul mitocondrial codificat nu toate proteinele mitocondriale, majoritatea genelor proteinelor mitocondriale sunt genomul nuclear și produsele lor corespunzătoare sunt sintetizate în citoplasmă și apoi transportat în mitocondrie. Miturile mitocondriale diferă în mărime: de exemplu, genomul mitocondriilor umane conține numai 13 gene. Cel mai mare număr al genei mitocondriale (97) a organismelor studiate are cea mai simpla Reclinomonas Americana.

1.3. Compararea celulelor pro și eucariote

Prezența unui mod specific a citoscheletului permite eucariotelor aranjate pentru a crea un sistem de organite intern mobile membranoase. În plus, citoscheletului permite endo- și exocitoza (presupus, datorită endocitoză în celule eucariote au apărut simbioți intracelulare, inclusiv mitocondriile și plastide). O altă funcție importantă a eucariotă citoscheletului - diviziune furnizarea de bază (mitoza și meioză) și corpul (cytokinesis) celule eucariote (diviziune procariote kletkok organizat mai ușor). Diferențele în structura citoscheletului explica alte diferențe pro și eucariotelor - cum ar fi consistența și simplitatea formelor de celule procariote și o varietate considerabilă de forme, precum și capacitatea de a schimba în eucariotă precum și dimensiunea relativ mare a acestuia din urmă. Astfel, dimensiunile celulelor procariote sunt o medie de 0,5-5 microni, dimensiuni eucariot - o medie de 10 la 50 microni. Mai mult, doar printre eucariotele peste celule cu adevărat gigant, cum ar fi rechini masive sau struț de ou (în ou aviare gălbenușul întreg - este un ou imens) neuronii mamiferelor mai mari, procese care fortificate citoscheletului poate ajunge la zeci de centimetri lungime.

1.4. anaplazie

Distrugerea structurii celulare (de exemplu, în cazul tumorilor maligne) se numește anaplazie.

2. Istoria descoperirii celulelor

Prima persoană care a văzut celulele a fost omul de știință englez Robert Hooke (cunoscut de noi din cauza legii lui Hooke). În 1665, încercarea de a înțelege de ce plută plutește atât de bine, Hooke a început să examineze secțiuni subțiri de pluta, folosind un microscop le îmbunătățit. El a descoperit că tubul este împărțit în mai multe celule mici îi amintea de chilii, iar el a numit celula a celulei (celule în limba engleză înseamnă „celula, celula, celula“). În 1675 un medic italian M. Malpighi, iar în 1682 - botanistul engleză N. Grew a confirmat structura celulară a plantelor. Despre celula a inceput sa vorbeasca ca o "bule plina cu suc nutritiv". În 1674 olandez de master Anthony van Leeuwenhoek (Anton van Leeuwenhoek, 1632-1723), cu un microscop, pentru prima dată a văzut o picătură de "animale" de apă - în mișcare organisme (ciliate, amoeba, bacterii). De asemenea, Leuvenook a observat primele celule de animale - eritrocite și spermatozoizi. Astfel, de la începutul secolului al XVIII-lea, oamenii de știință știau că o creștere mare în plante au structura celulara, și-au văzut unele dintre organismele care mai târziu a devenit cunoscut sub numele de unicelular. În 1802-1808 cercetătorul francez Charles-Francois Mirbel a stabilit că toate plantele constau din țesuturi formate din celule. J.B. Lamarck în 1809 a extins ideea lui Mirbel despre structura celulară și despre organismele animale. În 1825, un om de știință ceh J. Purkinje descoperit pasăre nucleu de ou, iar în 1839 a inventat termenul de „protoplasmă.“ In 1831, botanistul englez R. Brown a descris mai întâi nucleul celulei de plantă și a stabilit în 1833, că kernel-ul este necesar organite ale celulei vegetale. De atunci, membrana principală nu este luată în considerare în organizarea celulelor și conținutul.
Teoria celulelor structurii organismelor a fost formată în 1839 de zoologul german T. Schwann și M. Schleiden și a inclus trei prevederi. În 1858, Rudolf Virchow la completat cu o altă dispoziție, dar au existat o serie de greșeli în ideile sale: astfel, el a presupus că celulele sunt înrudite una cu cealaltă și că fiecare există "în sine". Abia mai târziu a fost posibilă demonstrarea integrității sistemului celular.
În 1878, omul de știință rus ID Chistyakov a descoperit mitoze în celulele plantelor; în 1878, V. Flemming și P. I. Peremezhko au găsit mitoze la animale. În 1882, V. Flemming a observat meioza în celulele animale, iar în 1888 E. Strasburger - în plantă.

3. Compoziția chimică a celulei

1 grup (până la 98%) (macronutrienți)

Grupa 2 (1,5-2%)

Grupa 3 (> 0,01%) (microelemente)

4 grup (> 0,00001%) (elemente ultra-trace)

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare