Эукариотическая клетка состоит из оболочки, цитоплазмы, ядра.




Важнейшее значение в обеспечении структуры и функции клетки играет биологическая мембрана. Мембрана лежит в основе клеточной (плазмалемма) и ядерной (кариолемма) оболочек, внутриклеточных жизненнонеобходимых органелл.

 

Структурно-химическая характеристика биологической мембраны.

В настоящее время общепризнанной является жидкостно-мозаичная липо-протеидная модель строения мембраны. В соответствие с этой моделью основу мембраны составляет двойной слой липидный молекул ("бислой"). Липидный бислой имеет жидкую консистенцию, в нем мозаично располагаются молекулы белков.

Липиды составляют 40% массы мембран. Основными типами мембранных липидов составляют фосфолипиды, сфинголипиды, холестерин. Молекулы липидов (фосфолипиды) имеют полярную гидрофильную часть ("головку") и аполярный гидрофобный углеводородный хвост. В водной фазе молекулы фосфолипидов автоматически агрегируют хвост к хвосту и формируют основу бюиологической мембраны - липидный бислой. Таким образом в мембране хвосты обращены внутрь мембраны, головки - к наружи.

Белки составляют более 50% массы мембран. По степени интегрированности в мембрану выделяют следующие типы белков: интегральные или трансмембранные, полуинтегральные, поверхностные или примембранные. По функции выделяют белки: ферменты, рецепторы, транспортные, структурные. Интегральные белки прочно встроены в мембрану и являются белками ионных каналов и белками-рецепторами. Интегральные белки характеризуются латеральной подвижностью в пределах липидного бислоя. Периферические белки могут находится на внутренней и внешней поверхности мембраны и могут быть рецепторными и адгезивными белками (внешняя поверхность), белками цитоскелета и белками системы вторых посредников.

Углеводы составляют 2-10% массы мембраны.

Плазматическая мембрана (плазмалемма, внешняя клеточная оболочка).

Плазмалемма ограничивает клетку снаружи, обеспечивает ее взаимодействие с окружающей средой, веществами и стимулами, влияющими на клетку, контакт с другими клетками. Функции плазмалеммы: разграничение, рецепция, избирательная проницаемость, межклеточные взаимодействия, эндоцитоз, экзоцитоз.

Основу плазмалеммы составляет биологическая мембрана (10 нм).

С внешней стороны располагается комплекс углеводных молекул - гликокаликс (3-4 нм). Молекулы углеводов тесно ассоциированы белками и липидами мембраны и формируют при этом сложные соединения: гликопротеиды и гликолипиды. Молекулы углеводов в гликокаликсе располагаются в виде пространственно разветвленных цепей. Между молекулами углеводов в гликокаликсе могут располагаться белки-ферменты, не связанные с мембраной. Функции гликокаликса: межклеточное узнавание, межклеточное взаимодействие, пристеночное пищеварение.

С внутренней стороны мембраны располагаются фибриллярные белки, формирующие субмембранный комплекс как часть цитоскелета, а также белки системы вторых посредников.

Ядро.

Ядро - это центр генетической детерминации и регуляции белкового синтеза. Генетическая информация - это информация о специфической структуре белков клетки. Эта информация записана в виде нуклеотидов ДНК. Участок ДНК, кодирующий последовательность аминокислот определенного белка называется геном. В ядре соматической клетки в настоящее время идентифицировано 70 000 генов. Совокупность генов в ядре составляет ядерный геном. Геном сконцентрирован в виде хромосом. Количество и структура хромосом в ядре называется кариотипом. Кариотип может быть представлен гаплоидным набором - 23 хромосомы и диплоидным набором - 46 хромосом.

Функции ядра:

· хранение генетической информации в неизменном виде в течение всей жизни клетки, путем обеспечения неизменности структуры ДНК за счет функционирования репарационных ферментов, ликвидирующих спонтанные повреждения ДНК;

· передача неизмененной генетической информации в полном объеме новым клеткам в процессе деления, за счет редупликации ДНК;

· реализация генетической информации путем регуляции белкового синтеза; в ядре происходит синтез информационных, транспортных, рибосомальных РНК, сборка субъединиц рибосом и выведение тих веществ в цитоплазму.

 

В неделящейся, то есть в интерфазной клетке чаще всего присутствует 1 ядро. Однако могут быть и многоядерные клетки. Ядро состоит из ядерной оболочки (кариолемма), хроматина, ядрышка, ядерного белкового матрикса, кариоплазмы или нуклеоплазмы.

Кариолемма - образована двумя мембранами - внешней и внутренней мембранами, между которыми располагается щелевидная полость - перинуклеарное пространство. Кариолемма пронизана ядерными порами. Кнутри от кариолеммы располагается ядерная пластинка - ламина.

Внешняя мембрана обращена в сторону цитоплазмы. На наружной поверхности внешней мембрана располагаются рибосомы, где синтезируются белки, поступающие в перинуклеарное пространство. Внешняя мембрана переходит в мембраны ЭПС.

Перинуклеарное пространство связано с полостями цистерн ЭПС.

Внутренняя мембрана обращена в сторону кариоплазмы. Мембрана отделена от кариоплазмы ядерной пластинкой. Ядерная пластинка образована белками промежуточных филаментов.

Ядерные поры - это сквозные отверстия, которые образуются путем слияния внешней и внутренней мембран. Ядерная пора заполнена глобулярными и фибриллярными белками - комплекс ядерной поры. Комплекс состоит из 8 триплетов периферических гранул и одной центральной гранулы. Комплекс обеспечивает избирательный транспорт через кариолемму.

Хроматин - это комплекс ДНК, гистоновых и негистоновых белков. Белки хроматина составляют 60-70% массы. Гистоновые белки - это щелочные белки, обогащенные основными аминокислотами (лизин, аргини). Гистоны обеспечивают специфическую укладку ДНК, участвуют в регуляции транскрипции. Гистоны располагаются по всей длине ДНК в виде блоков из 8 молекул. Такой блок называется нуклеосома.

Хроматин может быть в 3-х структурно-функциональных состояниях: эухроматин, гетерохроматин, хромосомы.

Эухроматин или деконденсированный хроматин. Это транскрипционно активный хроматин. При светооптической микроскопии имеет вид светлых, "пылевидных" участков ядра. Чем выше степень деконденсации хроматина, тем выше интенсивность синтетических процессов в клетке.

Гетерохроматин, конденсированный хроматин. Это транскрипционно неактивный хроматин. В ядре интерфазной клетки при светооптической микроскопии имеет вид базофильных гранул, зерен, нитей.

Хромосомы - это максимально конденсированный хроматин, присутствующих в ядре делящейся клетки.

Ядрышко или нуклеола - это наиболее плотный, интенсивно окрашенный базофильный участок ядра. В ядрышке происходит синтез рРНК и образование субъединиц рибосом. Ядрышко - производное хроматина, где сконцентрированы локусы активного синтеза рРНК. В основе ядрышка лежит участок ДНК, который называется ядрышковый организатор. ДНК ядрышкового организатора представлет собой множество копий генов рРНК. В ядрышке выделяют фибриллярный центр (ФЦ), фибриллярный компонент (ФК), гранулярный компонент (ГК). ФЦ - это участки ДНК, где происходит синтез РНК. ФК - это предшественники рРНК. ГК - это созревающие субъединицы рибосом. Схема синтеза в ядрышке следующая: на ДНК ядрышкового организатора происходит синтез предшественников рРНК, они комплексируются с белками и таким образом происходит формирование субъединиц рибосом.

Нуклеоплазма представлена матриксом и ядерными частицами - интерхроматиновыми и перихроматиновыми гранулами. Матрикс образован негистоновыми белками. Матрикс участвует в поддержании формы ядра.

 

Цитоплазма.

Цитоплазма - это внутреннее содержимое клетки, представленное гиалоплазмой, органеллами, включениями, цитоскелетом.

 

Органеллы (органоиды).

Органеллы классифицируются на:

органелы общего назначения, жизненно необходимые и органеллы специального назначения;

мембранные органелы и немембранные органелы



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: