Fig. 279. Structura circuitului celulelor eucariote (animale stânga la dreapta - planta): 1 - nucleul cromatinei și nucleoli; 2 - membrană citoplasmatică; 3 - perete celular; 4 - plasmodesmata; 5 - granular reticulul endoplasmatic; 6 reticulului endoplasmatic agranular; vacuole pinocitoză - 7; 8 - complexul Golgi; 9 - lizozomi; 10 - incluziuni de grăsime; 11 - centriol și microtubulilor tsentrosfery; 12 - mitocondriile; 13 - polizomilor; 14 - vacuole; 15 - cloroplaste.
Diverse și celule dimensiune. Cele mai multe celule au o dimensiune de 10 la 100 microni, cel puțin - 1,10 mm (celule pulpă de pepene verde) și mai rar de la 5 la 10 cm (ouă aviare - gâște, pinguini, struți).
În funcție de prezența în nucleul celulei emise distinge două niveluri de organizare celulare:
Acest capitol descrie caracteristicile numai organizarea celulelor eucariote. De obicei, celula eucariotă este alcătuită din trei părți vitale inseparabile (Figura 279.):
La baza organizării structurale a structurii membranei celulare este un principiu, care este, celula este construit practic din membranele. Toate membranele biologice au o caracteristici și proprietăți structurale comune.
În prezent, în general acceptat modelul lichid-mozaic structurii membranei.
Compoziția chimică și structura membranei
Baza membranei lipidice este bistrat format în principal prin fosfolipide. Lipidele sunt în medie ≈40% din compoziția chimică a membranei. Cozile moleculelor în membrana bistratificată îndreptați unul spre celălalt, iar capetele polare - exterior, astfel încât suprafața membranei hidrofile. Lipidele determină proprietățile de bază ale membranelor.
În plus față de lipide în compoziția membranei include fibrele (media ≈60%). Acestea determină funcțiile cele mai specifice ale membranei. moleculele de proteine nu formează un strat continuu (Fig. 280). În funcție de locația în membrana se disting:
Membrana de proteine poate efectua o varietate de funcții:
Compoziția membranei poate include de la 2 la 10% carbohidrati. membrană component carbohidraților în general, reprezentat de oligozaharidă sau polizaharidă lanțuri asociate cu molecule de proteine (glicoproteine) sau lipide (glicolipide). În principal, carbohidrații sunt situate pe suprafața exterioară a membranei. Carbohidratii funcție a membranei celulei nu este pe deplin înțeles, dar putem spune că acestea oferă o funcție de receptor de membrană.
In animal celule glicoproteine forma nadmembranny complex - glycocalyx. având o grosime de câteva zeci de nanometri. Aceasta se produce receptori de digestie extracelulară, multe celule sunt localizate, se poate, se pare că, există o adeziune celulară.
Moleculele de proteine si lipide sunt mobile, capabile să se deplaseze în principal în planul membranei. Membranele sunt asimetrice, adică lipidelor și compoziția proteinelor din suprafața exterioară și interioară a membranei este diferită.
Grosimea membranei plasmatice a o medie de 7,5 nm.
Membranele celulare joacă un rol important din mai multe motive:
Transportul substanțelor prin membrana
Una dintre principalele funcții ale membranei - transportul, asigurarea schimbului de substanțe între celulă și mediul extern. Membranele prezintă proprietăți permeație selective, adică bun permeabil la anumite substanțe sau molecule și slab permeabile (sau complet impermeabile) pentru alții. Permeabilitatea membranelor pentru diferite substanțe și depinde de proprietățile moleculelor lor (polaritate, dimensiune, etc.), precum și caracteristicile membranei (stratul lipidic hidrofob interior).
Există diverse mecanisme de transport al substanțelor prin membrana (Fig. 281). În funcție de nevoia de energie pentru transportul substanțelor se disting:
Baza transportului pasiv este diferența de concentrare și taxe. În esență transportul pasiv întotdeauna mutat dintr-o regiune de concentrare mai mare a, adică gradientul de concentrație mai mică. Dacă molecula este încărcată, atunci aceasta afectează transportul și gradientul electric. Deci, de multe ori vorbim despre gradientul electrochimic, combinând atât gradientul împreună. Viteza de transport depinde de magnitudinea gradientului.
Există trei mecanisme de bază de transport pasiv:
Difuziunea prin canalele membranare. molecule și ioni (Na + Charged K + Ca2 + Cl -...) Nu se poate trece printr-un strat dublu de lipide prin simpla difuzie, cu toate acestea, ele pătrund prin membrană datorită prezenței în el a proteinelor specifice care formeaza pori de canalizare apa.
proteine de transport, fiecare dintre care este responsabil pentru transportul anumitor molecule sau grupe de molecule înrudite. Ei interacționează cu o moleculă și substanța care urmează să fie transferate în orice mod este deplasat prin membrană. zaharuri Astfel, celula este transportat, aminoacizi, nucleotide și multe alte molecule polare.
Nevoia de transport activ are loc atunci când este necesar pentru a asigura transferul moleculelor prin membrana împotriva un gradient electrochimic. Acest transport se realizează proteine purtătoare a căror activitate necesită energie. Ea servește ca sursă de molecule ATP energie.
Unul dintre sistemele cele mai studiate de transport activ este pompa de sodiu-potasiu. Concentrația de K este mult mai mare în interiorul celulei decât în afara ei, și Na - vice-versa. De aceea K prin membrana pori de apă pasiv diffuses din celulă și Na - în celulă. Cu toate acestea, pentru funcționarea normală a celulei este important să se mențină un anumit raport K și Na ionilor în citoplasmă și în mediul extern. Acest lucru este posibil deoarece membrana datorită prezenței (Na + K) -pumps activ pompe Na din celulă, și K într-o cușcă. Work (Na + K) -pumps petrecut aproape o treime din energia necesară pentru activitatea celulei.
Pompa este o anumită proteină transmembranară este o membrană capabilă modificări conformaționale, prin care poate fi atașat la sine ca ionii de K și ionii de Na. Ciclul de funcționare (Na + K) -pompa este format din mai multe faze (Figura 282.)
Pentru un singur ciclu, pompele de pompare din celule 3 ioni de Na și K-ion 2 pompe Această diferență în cantitatea de ioni transportate datorită faptului că permeabilitatea membranei pentru ioni K mai mare decât ionii de Na. Prin urmare K va diffuses pasiv din celulă decât în celula Na.
Endocitoză și exocitoză
Celula are mecanisme care pot realiza transferul prin macromolecule membrana si particule mari (Fig. 283). Procesul de asimilare celulara a macromoleculelor numit endocitoza. Atunci când formele invaginatie cu membrana plasmatică endocitoză, marginile sale sunt fuzionează și se produce în citoplasmă vezicule otshnurovyvanie - structuri meshochkopodobnyh citoplasmei delimitate de o singură diafragmă, care face parte din exteriorul membranei citoplasmatice. Există două tipuri de endocitoză:
particule mari (de exemplu, fagocitoza limfocite, protozoare, etc.);
Exocitoza - procesul de eliminare a diferitelor substanțe din celulă. Cand vezicule cu membrana exocitoza (sau vacuole) în contact cu exteriorul membranei citoplasmatice, fuzionează cu ea. Conținutul ieșirii veziculei dincolo de gaura de la robinet, iar membrana sa este inclusă în membrana plasmatică exterioară.