Gyvūnų ir augalų ląstelės, tiek daugialąstės, tiek vienaląstės, iš esmės yra panašios. Ląstelių sandaros detalių skirtumai siejami su jų funkcine specializacija.
Pagrindiniai visų ląstelių elementai yra branduolys ir citoplazma. Branduolys turi sudėtingą struktūrą, kuri kinta skirtingose ląstelių dalijimosi arba ciklo fazėse. Nesiskiriančios ląstelės branduolys užima maždaug 10–20% viso jos tūrio. Jį sudaro karioplazma (nukleoplazma), vienas ar daugiau branduolių (nucleolus) ir branduolio apvalkalas. Karioplazma yra branduolių sultys arba kariolimfa, kurioje yra chromatino gijos, kurios sudaro chromosomas.
Pagrindinės ląstelės savybės:
- medžiagų apykaitą
- jautrumas
- gebėjimas daugintis
Ląstelė gyvena vidinėje organizmo aplinkoje – kraujyje, limfoje ir audinių skystyje. Pagrindiniai procesai ląstelėje yra oksidacija, glikolizė – angliavandenių skaidymas be deguonies. Ląstelių pralaidumas yra selektyvus. Jį lemia reakcija į didelę arba mažą druskos koncentraciją, fago- ir pinocitozė. Sekrecija – į gleives panašių medžiagų (mucino ir mukoidų) susidarymas ir išskyrimas ląstelėse, kurios apsaugo nuo pažeidimų ir dalyvauja formuojant tarpląstelinę medžiagą.
Ląstelių judėjimo tipai:
- ameboidai (netikros kojos) – leukocitai ir makrofagai.
- slankiojantys – fibroblastai
- žiuželinis tipas - spermatozoidai (blakstienos ir žvyneliai)
Ląstelių dalijimasis:
- netiesioginė (mitozė, kariokinezė, mejozė)
- tiesioginė (amitozė)
Mitozės metu branduolinė medžiaga tolygiai pasiskirsto tarp dukterinių ląstelių, nes Branduolio chromatinas yra koncentruotas chromosomose, kurios suskaidomos į dvi chromatides, išsiskiriančias į dukterines ląsteles.
Gyvos ląstelės struktūros
Chromosomos
Privalomi branduolio elementai yra chromosomos, turinčios specifinę cheminę ir morfologinę struktūrą. Jie aktyviai dalyvauja metabolizme ląstelėje ir yra tiesiogiai susiję su paveldimu savybių perdavimu iš kartos į kartą. Tačiau reikia nepamiršti, kad nors paveldimumą užtikrina visa ląstelė kaip viena sistema, branduolinės struktūros, būtent chromosomos, joje užima ypatingą vietą. Chromosomos, skirtingai nei ląstelių organelės, yra unikalios struktūros, kurioms būdinga pastovi kokybinė ir kiekybinė sudėtis. Jie negali pakeisti vienas kito. Ląstelės chromosomų rinkinio disbalansas galiausiai lemia jos mirtį.
Citoplazma
Ląstelės citoplazmos struktūra yra labai sudėtinga. Plonų pjūvių ir elektroninės mikroskopijos technikos įdiegimas leido pamatyti smulkią pagrindinės citoplazmos struktūrą. Nustatyta, kad pastarasis susideda iš lygiagrečiai išsidėsčiusių kompleksinių struktūrų plokščių ir vamzdelių pavidalu, kurių paviršiuje yra mažiausios 100–120 Å skersmens granulės. Šios formacijos vadinamos endoplazminiu kompleksu. Į šį kompleksą įeina įvairios diferencijuotos organelės: mitochondrijos, ribosomos, Golgi aparatas, žemesniųjų gyvūnų ir augalų ląstelėse – centrosoma, gyvūnuose – lizosomos, augaluose – plastidai. Be to, citoplazmoje randama nemažai intarpų, dalyvaujančių ląstelės metabolizme: krakmolas, riebalų lašeliai, karbamido kristalai ir kt.
Membrana
Ląstelę gaubia plazminė membrana (iš lot. „membrana“ – oda, plėvelė). Jo funkcijos labai įvairios, tačiau pagrindinė yra apsauginė: ji apsaugo vidinį ląstelės turinį nuo išorinės aplinkos poveikio. Dėl įvairių ataugų, raukšlių membranos paviršiuje ląstelės yra tvirtai tarpusavyje susijusios. Membrana yra persmelkta specialių baltymų, per kuriuos gali judėti tam tikros ląstelei būtinos ar iš jos pašalinamos medžiagos. Taigi medžiagų mainai vyksta per membraną. Be to, kas labai svarbu, per membraną medžiagos yra praleidžiamos selektyviai, dėl to ląstelėje išlaikomas reikiamas medžiagų rinkinys.
Augaluose plazminė membrana iš išorės yra padengta tankia membrana, susidedančia iš celiuliozės (pluošto). Korpusas atlieka apsaugines ir atramines funkcijas. Jis tarnauja kaip išorinis ląstelės rėmas, suteikiantis jai tam tikrą formą ir dydį, užkertant kelią pernelyg dideliam patinimui.
Šerdis
Įsikūręs ląstelės centre ir atskirtas dviejų sluoksnių membrana. Jis yra sferinės arba pailgos formos. Apvalkalas – kariolema – turi poras, būtinas medžiagų mainams tarp branduolio ir citoplazmos. Branduolio turinys yra skystas – karioplazma, kurioje yra tankūs kūnai – branduoliai. Jos granuliuotos – ribosomos. Didžioji dalis branduolio - branduoliniai baltymai - nukleoproteinai, nukleoliuose - ribonukleoproteinai, o karioplazmoje - dezoksiribonukleoproteinai. Ląstelė yra padengta ląstelės membrana, kurią sudaro baltymų ir lipidų molekulės, turinčios mozaikinę struktūrą. Membrana užtikrina medžiagų apykaitą tarp ląstelės ir tarpląstelinio skysčio.
EPS
Tai kanalėlių ir ertmių sistema, kurios sienelėse yra ribosomos, užtikrinančios baltymų sintezę. Ribosomos taip pat gali laisvai išsidėstyti citoplazmoje. Yra dviejų tipų ER – grubus ir lygus: grubioje ER (arba granuliuotoje) yra daug ribosomų, kurios vykdo baltymų sintezę. Ribosomos suteikia membranoms šiurkščią išvaizdą. Lygių ER membranų paviršiuje nėra ribosomų, jose yra angliavandenių ir lipidų sintezės ir skaidymo fermentų. Lygus EPS atrodo kaip plonų vamzdžių ir rezervuarų sistema.
Ribosomos
Maži kūnai, kurių skersmuo 15–20 mm. Vykdyti baltymų molekulių sintezę, jų surinkimą iš aminorūgščių.
Mitochondrijos
Tai dviejų membranų organelės, kurių vidinėje membranoje yra ataugų – cristae. Ertmių turinys yra matrica. Mitochondrijose yra daug lipoproteinų ir fermentų. Tai ląstelės energijos stotys.
Plastidai (būdingi tik augalų ląstelėms!)
Jų kiekis ląstelėje yra pagrindinis augalo organizmo požymis. Yra trys pagrindiniai plastidų tipai: leukoplastai, chromoplastai ir chloroplastai. Jie turi skirtingas spalvas. Bespalvių leukoplastų randama nedažytų augalų dalių: stiebų, šaknų, gumbų ląstelių citoplazmoje. Pavyzdžiui, daug jų yra bulvių gumbuose, kuriuose kaupiasi krakmolo grūdeliai. Chromoplastai randami žiedų, vaisių, stiebų ir lapų citoplazmoje. Chromoplastai suteikia augalams geltoną, raudoną, oranžinę spalvą. Žaliųjų chloroplastų yra lapų, stiebų ir kitų augalų dalių ląstelėse, taip pat įvairiuose dumbliuose. Chloroplastai yra 4–6 µm dydžio ir dažnai ovalo formos. Aukštesniuose augaluose vienoje ląstelėje yra kelios dešimtys chloroplastų.
Žalieji chloroplastai sugeba virsti chromoplastais, todėl rudenį pagelsta lapai, o prinokę – raudoni pomidorai. Leukoplastai gali virsti chloroplastais (bulvių gumbų žalėjimas šviesoje). Taigi chloroplastai, chromoplastai ir leukoplastai gali tarpusavyje pereiti.
Pagrindinė chloroplastų funkcija yra fotosintezė, t.y. chloroplastuose šviesoje organinės medžiagos sintetinamos iš neorganinių saulės energiją paverčiant ATP molekulių energija. Aukštesniųjų augalų chloroplastai yra 5-10 mikronų dydžio ir savo forma primena abipus išgaubtą lęšį. Kiekvienas chloroplastas yra apsuptas dviguba membrana, turinčia selektyvų pralaidumą. Išorėje yra lygi membrana, o viduje - sulankstyta struktūra. Pagrindinis chloroplasto struktūrinis vienetas yra tilakoidas, plokščias dviejų membranų maišelis, kuris vaidina pagrindinį vaidmenį fotosintezės procese. Tilakoidinėje membranoje yra baltymų, panašių į mitochondrijų baltymus, kurie dalyvauja elektronų perdavimo grandinėje. Tilakoidai yra suskirstyti į krūvas, panašias į monetų rietuves (nuo 10 iki 150) ir vadinamos grana. Grana turi sudėtingą struktūrą: centre yra chlorofilas, apsuptas baltymų sluoksniu; tada yra lipoidų sluoksnis, vėl baltymas ir chlorofilas.
Golgi kompleksas
Ši ertmių sistema, atskirta nuo citoplazmos membrana, gali turėti skirtingą formą. Baltymų, riebalų ir angliavandenių kaupimasis juose. Riebalų ir angliavandenių sintezės įgyvendinimas ant membranų. Sudaro lizosomas.
Pagrindinis Golgi aparato konstrukcinis elementas yra membrana, formuojanti suplotų cisternų, didelių ir mažų pūslelių paketus. Golgi aparato cisternos yra sujungtos su endoplazminio tinklo kanalais. Baltymai, polisacharidai, riebalai, pagaminti ant endoplazminio tinklo membranų, perkeliami į Golgi aparatą, kaupiami jo struktūrų viduje ir „supakuoti“ į medžiagą, paruoštą išsiskirti arba naudoti pačioje ląstelėje per visą jos gyvavimo laikotarpį. Lizosomos susidaro Golgi aparate. Be to, jis dalyvauja citoplazminės membranos augime, pavyzdžiui, ląstelių dalijimosi metu.
Lizosomos
Kūnai, atskirti nuo citoplazmos viena membrana. Juose esantys fermentai pagreitina sudėtingų molekulių skaidymo į paprastas reakciją: baltymus į aminorūgštis, kompleksiniai angliavandeniai iki paprastų, lipidų į glicerolį ir riebalų rūgštis, taip pat sunaikina negyvas ląstelės dalis, visas ląsteles. Lizosomose yra daugiau nei 30 rūšių fermentų (baltyminių medžiagų, kurios padidina greitį cheminė reakcija dešimtis ir šimtus tūkstančių kartų), galinčių skaidyti baltymus, nukleino rūgštis, polisacharidus, riebalus ir kitas medžiagas. Medžiagų skilimas fermentų pagalba vadinamas lize, todėl organoido pavadinimas. Lizosomos susidaro arba iš Golgi komplekso struktūrų, arba iš endoplazminio tinklo. Viena iš pagrindinių lizosomų funkcijų yra dalyvavimas tarpląsteliniame maistinių medžiagų virškinime. Be to, lizosomos gali sunaikinti pačios ląstelės struktūras, kai ji miršta, embriono vystymosi metu ir daugeliu kitų atvejų.
Vakuolės
Jie yra ertmės citoplazmoje, užpildytos ląstelių sultys, atsarginių dalių kaupimo vieta maistinių medžiagų, kenksmingų medžiagų; jie reguliuoja vandens kiekį ląstelėje.
Ląstelių centras
Jį sudaro du maži kūnai – centrioliai ir centrosfera – sutankinta citoplazmos sritis. Vaidina svarbų vaidmenį ląstelių dalijimuisi
Ląstelių judėjimo organelės
- Vėliavos ir blakstienos, kurios yra ląstelių ataugos ir turi tokią pačią struktūrą gyvūnams ir augalams
- Miofibrilės - ploni, daugiau nei 1 cm ilgio siūlai, kurių skersmuo 1 mikronas, išsidėstę ryšuliais išilgai raumenų skaidulos
- Pseudopodijos (atlieka judėjimo funkciją; dėl jų atsiranda raumenų susitraukimas)
Augalų ir gyvūnų ląstelių panašumai
Augalų ir gyvūnų ląstelių savybės yra panašios į šias:
- Panaši struktūros sistemos struktūra, t.y. branduolio ir citoplazmos buvimas.
- Medžiagų ir energijos mainų procesas yra panašus įgyvendinimo principu.
- Tiek gyvūnų, tiek augalų ląstelės turi membraninę struktūrą.
- Ląstelių cheminė sudėtis yra labai panaši.
- Augalų ir gyvūnų ląstelėse vyksta panašus ląstelių dalijimosi procesas.
- Augalo ląstelė ir gyvūnas turi tą patį paveldimumo kodo perdavimo principą.
Reikšmingi skirtumai tarp augalų ir gyvūnų ląstelių
Išskyrus bendrų bruožų augalo struktūra ir gyvenimas gyvūnų ląstelė, yra specialių skiriamieji bruožai kiekvienas iš jų.
Taigi galime teigti, kad augalų ir gyvūnų ląstelės yra panašios viena į kitą kai kurių svarbių elementų ir kai kurių gyvybės procesų turiniu, taip pat turi reikšmingų struktūros ir medžiagų apykaitos procesų skirtumų.
Vertingiausia, ką žmogus turi, yra jo paties ir jo artimųjų gyvybė. Vertingiausias dalykas Žemėje yra gyvybė apskritai. O gyvybės pagrindas, visų gyvų organizmų pagrindas yra ląstelės. Galima sakyti, kad gyvybė Žemėje turi ląstelinę struktūrą. Štai kodėl taip svarbu žinoti kaip išdėstytos ląstelės. Ląstelių sandarą tiria citologija – mokslas apie ląsteles. Tačiau ląstelių sąvoka yra būtina visoms biologinėms disciplinoms.
Kas yra ląstelė?
Sąvokos apibrėžimas
Ląstelė yra struktūrinis, funkcinis ir genetinis visų gyvų daiktų vienetas, turintis paveldimą informaciją, susidedantis iš membranos membranos, citoplazmos ir organelių, galinčių palaikyti, keistis, daugintis ir vystytis. © Sazonov V.F., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015..
Šis ląstelės apibrėžimas, nors ir trumpas, yra gana išsamus. Ji atspindi 3 ląstelės universalumo aspektus: 1) struktūrinį, t.y. kaip struktūros vienetas, 2) funkcinis, t.y. kaip veiklos vienetas, 3) genetinis, t.y. kaip paveldimumo ir kartų kaitos vienetas. Svarbi ląstelės savybė yra paveldimos informacijos buvimas nukleino rūgšties – DNR – pavidalu. Apibrėžimas taip pat atspindi svarbiausią ląstelės struktūros požymį: išorinės membranos (plazmolemos), kuri riboja ląstelę ir jos aplinką, buvimą. IR, pagaliau 4 svarbiausi gyvybės požymiai: 1) homeostazės palaikymas, t.y. vidinės aplinkos pastovumas jos nuolatinio atsinaujinimo sąlygomis, 2) medžiagų, energijos ir informacijos mainai su išorine aplinka, 3) gebėjimas daugintis, t.y. į savęs dauginimąsi, dauginimąsi, 4) gebėjimą vystytis, t.y. augimui, diferenciacijai ir formavimuisi.
Trumpesnis, bet neišsamus apibrėžimas: Ląstelė yra elementarus (mažiausias ir paprasčiausias) gyvenimo vienetas.
Išsamesnis ląstelės apibrėžimas:
Ląstelė - tai tvarkinga, struktūrizuota biopolimerų sistema, apribota aktyvios membranos, kuri sudaro citoplazmą, branduolį ir organelius. Ši biopolimerinė sistema dalyvauja viename medžiagų apykaitos, energijos ir informacijos procesų rinkinyje, kuris palaiko ir atkuria visą sistemą kaip visumą.
Tekstilė yra ląstelių, kurios yra panašios struktūros, funkcijos ir kilmės, kartu atliekančių bendras funkcijas, rinkinys. Žmonėms, kurios yra keturių pagrindinių audinių grupių (epitelinio, jungiamojo, raumenų ir nervinio) audinių dalis, yra apie 200 skirtingų tipų specializuotų ląstelių [D.M. Faler, D. Shields. Molecular cell biology: A Guide for doctors. / Per. iš anglų kalbos. - M.: BINOM-Press, 2004. - 272 p.].
Savo ruožtu audiniai sudaro organus, o organai – organų sistemas.
Gyvas organizmas prasideda nuo ląstelės. Už ląstelės ribų gyvybės nėra, tik laikinas gyvybės molekulių egzistavimas, pavyzdžiui, virusų pavidalu, galimas už ląstelės ribų. Tačiau aktyviam egzistavimui ir dauginimuisi net virusams reikia ląstelių, net svetimų.
Ląstelių struktūra
Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytos 6 biologinių objektų struktūros diagramos. Išanalizuokite, kurios iš jų gali būti laikomos ląstelėmis, o kurios ne, pagal dvi sąvokos „ląstelė“ apibrėžimo galimybes. Pateikite savo atsakymą lentelės forma:
Ląstelės struktūra po elektroniniu mikroskopu
Membrana
Svarbiausia universali ląstelės struktūra yra ląstelės membrana (sinonimas: plazmos membrana), dengiantis ląstelę plonos plėvelės pavidalu. Membrana reguliuoja ryšį tarp ląstelės ir jos aplinkos, būtent: 1) iš dalies atskiria ląstelės turinį nuo išorinės aplinkos, 2) sujungia ląstelės turinį su išorine aplinka.
Šerdis
Antra pagal svarbą ir universalią ląstelių struktūrą yra branduolys. Jis randamas ne visose ląstelėse, skirtingai nei ląstelės membranoje, todėl mes jį įtraukiame į antrąją vietą. Branduolys yra chromosomos, turinčios dvigubą DNR grandinę (dezoksiribonukleino rūgštį). DNR sekcijos yra šablonai, skirti sukurti pasiuntinio RNR, o tai savo ruožtu yra visų citoplazmos ląstelių baltymų kūrimo šablonai. Taigi, branduolyje yra tarsi visų ląstelių baltymų struktūros „brėžiniai“.
Citoplazma
Tai pusiau skysta vidinė ląstelės aplinka, padalinta į skyrius tarpląstelinėmis membranomis. Paprastai jis turi citoskeletą, kad išlaikytų tam tikrą formą ir nuolat juda. Citoplazmoje yra organelių ir inkliuzų.
Trečioje vietoje galite sudėti visas kitas ląstelių struktūras, kurios gali turėti savo membraną ir vadinamos organelėmis.
Organelės yra nuolatinės, būtinai esančios ląstelių struktūros, kurios atlieka specifines funkcijas ir turi tam tikrą struktūrą. Pagal struktūrą organelės gali būti suskirstytos į dvi grupes: membranines, kurios būtinai apima membranas, ir nemembranines. Savo ruožtu membranos organelės gali būti vienmembranės – jeigu jas sudaro viena membrana ir dvimembranos – jei organelių apvalkalas yra dvigubas ir susideda iš dviejų membranų.
Inkliuzai
Inkliuzai – tai nenuolatinės ląstelių struktūros, kurios atsiranda jame ir išnyksta medžiagų apykaitos procese. Yra 4 intarpų tipai: trofiniai (su maistinių medžiagų tiekimu), sekreciniai (turintys paslaptį), išskiriamieji (turintys medžiagų „išsiskyrimui“) ir pigmentiniai (turintys pigmentų – dažančių medžiagų).
Ląstelių struktūros, įskaitant organelius ( )
Inkliuzai . Jie nėra organelės. Inkliuzai – tai nenuolatinės ląstelių struktūros, kurios atsiranda jame ir išnyksta medžiagų apykaitos procese. Yra 4 intarpų tipai: trofiniai (su maistinių medžiagų tiekimu), sekreciniai (turintys paslaptį), išskiriamieji (turintys medžiagų „išsiskyrimui“) ir pigmentiniai (turintys pigmentų – dažančių medžiagų).
- (plazmolema).
- Branduolys su branduoliu .
- Endoplazminis Tinklelis : grubus (granuliuotas) ir lygus (agranuliuotas).
- Golgi kompleksas (aparatas) .
- Mitochondrijos .
- Ribosomos .
- Lizosomos . Lizosomos (iš gr. lysis – „skilimas, tirpimas, skilimas“ ir soma – „kūnas“) yra 200–400 mikronų skersmens pūslelės.
- Peroksisomos . Peroksisomos – tai 0,1-1,5 mikrono skersmens mikrokūneliai (pūslelės), apsupti membrana.
- Proteasomos . Proteasomos yra specializuotos baltymams skaidyti skirtos organelės.
- fagosomos .
- Mikrofilamentai . Kiekvienas mikrofilamentas yra dviguba rutulinių aktino baltymų molekulių spiralė. Todėl aktino kiekis net ne raumenų ląstelėse siekia 10% visų baltymų.
- Tarpinės gijos . Jie yra citoskeleto sudedamoji dalis. Jie yra storesni nei mikrofilamentai ir yra specifinio audinio pobūdžio:
- mikrovamzdeliai . Mikrovamzdeliai sudaro tankų tinklą ląstelėje. Mikrotubulo sienelę sudaro vienas tubulino baltymo rutulinių subvienetų sluoksnis. Skerspjūvis rodo 13 tokių subvienetų, sudarančių žiedą.
- Ląstelių centras .
- plastidai .
- Vakuolės . Vakuolės yra vienos membranos organelės. Tai membraniniai „cisternos“, burbuliukai, užpildyti vandeniniais organinių ir neorganinių medžiagų tirpalais.
- Blakstienos ir žvyneliai (specialios organelės) . Jie susideda iš 2 dalių: bazinio kūno, esančio citoplazmoje, ir aksonemos – virš ląstelės paviršiaus esančios ataugos, kuri išorėje yra padengta membrana. Jie užtikrina ląstelės judėjimą arba terpės judėjimą per ląstelę.
Beveik visi gyvi organizmai remiasi paprasčiausiu vienetu – ląstele. Šiame straipsnyje rasite šios mažytės biosistemos nuotrauką, taip pat atsakymus į įdomiausius klausimus. Kokia yra ląstelės struktūra ir dydis? Kokias funkcijas jis atlieka organizme?
Narvas yra...
Mokslininkai nežino tikslaus laiko, kada mūsų planetoje pasirodė pirmosios gyvos ląstelės. Australijoje jų palaikai buvo rasti 3,5 mlrd. Tačiau nebuvo įmanoma tiksliai nustatyti jų biogeniškumo.
Ląstelė yra paprasčiausias beveik visų gyvų organizmų struktūros vienetas. Vienintelės išimtys yra virusai ir viroidai, kurie yra neląstelinės gyvybės formos.
Ląstelė yra struktūra, kuri gali egzistuoti savarankiškai ir daugintis. Jo matmenys gali būti skirtingi – nuo 0,1 iki 100 mikronų ar daugiau. Tačiau verta paminėti, kad ląstelėmis galima laikyti ir neapvaisintus plunksnuotus kiaušinėlius. Taigi didžiausia ląstelė Žemėje gali būti laikoma stručio kiaušiniu. Skersmuo gali siekti 15 centimetrų.
Mokslas, tiriantis gyvybės ypatybes ir kūno ląstelės sandarą, vadinamas citologija (arba ląstelių biologija).
Ląstelės atradimas ir tyrinėjimas
Robertas Hukas – anglų mokslininkas, mums visiems žinomas iš mokyklos fizikos kurso (būtent jis atrado elastingų kūnų deformacijos dėsnį, pavadintą jo vardu). Be to, būtent jis pirmą kartą pamatė gyvas ląsteles, per savo mikroskopą ištyręs kamštienos medžio dalis. Jie jam priminė korį, todėl jis juos pavadino cell, o tai angliškai reiškia „ląstelė“.
Augalų ląstelinę struktūrą vėliau (XVII a. pabaigoje) patvirtino daugelis tyrinėtojų. Tačiau ląstelių teorija buvo išplėsta į gyvūnų organizmus tik XIX amžiaus pradžioje. Maždaug tuo pačiu metu mokslininkai rimtai susidomėjo ląstelių turiniu (struktūra).
Galingi šviesos mikroskopai leido išsamiai ištirti ląstelę ir jos struktūrą. Jie vis dar išlieka pagrindine šių sistemų tyrimo priemone. Ir pasirodymas praėjusiame amžiuje elektroniniai mikroskopai leido biologams ištirti ląstelių ultrastruktūrą. Tarp jų tyrimo metodų taip pat galima išskirti biocheminius, analitinius ir preparatinius. Taip pat galite sužinoti, kaip atrodo gyva ląstelė - nuotrauka pateikiama straipsnyje.
Cheminė ląstelės struktūra
Ląstelėje yra daug įvairių medžiagų:
- organogenai;
- makroelementai;
- mikro ir ultramikroelementai;
- vandens.
apie 98 proc. cheminė sudėtis ląstelės sudaro vadinamuosius organogenus (anglį, deguonį, vandenilį ir azotą), dar 2% yra makroelementai (magnis, geležis, kalcis ir kt.). Mikro- ir ultramikroelementai (cinkas, manganas, uranas, jodas ir kt.) – ne daugiau kaip 0,01 % visos ląstelės.
Prokariotai ir eukariotai: pagrindiniai skirtumai
Atsižvelgiant į ląstelių struktūros ypatybes, visi gyvi organizmai Žemėje yra suskirstyti į dvi karalystes:
- prokariotai yra primityvesni organizmai, kurie išsivystė;
- eukariotai – organizmai, kurių ląstelės branduolys yra visiškai susiformavęs (eukariotams priklauso ir žmogaus kūnas).
Pagrindiniai skirtumai tarp eukariotinių ląstelių ir prokariotų:
- daugiau dideli dydžiai(10-100 mikronų);
- padalijimo būdas (mejozė arba mitozė);
- ribosomų tipas (80S-ribosomos);
- žvynelių tipas (eukariotinių organizmų ląstelėse žvyneliai susideda iš mikrotubulių, kuriuos supa membrana).
eukariotų ląstelių struktūra
Eukariotinės ląstelės struktūrą sudaro šios organelės:
- šerdis;
- citoplazma;
- Goldžio kompleksas;
- lizosomos;
- centrioliai;
- mitochondrijos;
- ribosomos;
- pūslelės.
Branduolys yra pagrindinis eukariotinės ląstelės struktūrinis elementas. Būtent jame yra saugoma visa genetinė informacija apie konkretų organizmą (DNR molekulėse).
Citoplazma yra speciali medžiaga, kurioje yra branduolys ir visi kiti organeliai. Dėl specialaus mikrotubulių tinklo užtikrina medžiagų judėjimą ląstelėje.
Golgi aparatas yra plokščių rezervuarų sistema, kurioje nuolat bręsta baltymai.
Lizosomos yra maži kūnai su viena membrana, kurios pagrindinė funkcija yra atskirų ląstelių organelių skaidymas.
Ribosomos yra universalios ultramikroskopinės organelės, kurių paskirtis – baltymų sintezė.
Mitochondrijos yra savotiškos „lengvos“ ląstelės, taip pat jos pagrindinis energijos šaltinis.
Pagrindinės ląstelės funkcijos
Gyvo organizmo ląstelė skirta atlikti keletą svarbių funkcijų, kurios užtikrina būtent šio organizmo gyvybinę veiklą.
Svarbiausia ląstelės funkcija yra medžiagų apykaita. Taigi ji suskaido sudėtingas medžiagas, paversdama jas paprastomis, taip pat sintetina sudėtingesnius junginius.
Be to, visos ląstelės geba reaguoti į išorinius dirgiklius (temperatūrą, šviesą ir pan.). Dauguma jų taip pat turi galimybę atsinaujinti (savaime išgydyti) dalijimosi būdu.
Nervų ląstelės taip pat gali reaguoti į išorinius dirgiklius formuodami bioelektrinius impulsus.
Visos minėtos ląstelės funkcijos užtikrina gyvybinę organizmo veiklą.
Išvada
Taigi ląstelė yra mažiausia elementari gyvoji sistema, kuri yra pagrindinis vienetas bet kurio organizmo (gyvūno, augalo, bakterijų) struktūroje. Savo struktūroje išskiriamas branduolys ir citoplazma, kurioje yra visos organelės (ląstelinės struktūros). Kiekvienas iš jų atlieka savo specifines funkcijas.
Ląstelių dydis labai įvairus – nuo 0,1 iki 100 mikrometrų. Ląstelių struktūros ir gyvybinės veiklos ypatumus tiria specialus mokslas – citologija.
Žmogaus kūnas, kaip ir visų daugialąsčių organizmų kūnas, susideda iš ląstelių. Žmogaus kūne yra daug milijardų ląstelių – tai pagrindinis jo struktūrinis ir funkcinis elementas.
Kaulai, raumenys, oda – jie visi sukurti iš ląstelių. Ląstelės aktyviai reaguoja į dirginimą, dalyvauja medžiagų apykaitoje, auga, dauginasi, turi galimybę atsinaujinti ir perduoti paveldimą informaciją.
Mūsų kūno ląstelės yra labai įvairios. Jie gali būti plokšti, apvalūs, verpstės formos, turėti ataugų. Forma priklauso nuo ląstelių padėties organizme ir atliekamų funkcijų. Ląstelių dydžiai taip pat skiriasi: nuo kelių mikrometrų (mažas leukocitas) iki 200 mikrometrų (kiaušialąstė). Tuo pačiu metu, nepaisant šios įvairovės, dauguma ląstelių turi vieną struktūrinį planą: jos susideda iš branduolio ir citoplazmos, kurios iš išorės yra padengtos ląstelės membrana (apvalkalu).
Kiekvienoje ląstelėje, išskyrus raudonuosius kraujo kūnelius, yra branduolys. Jis neša paveldimą informaciją ir reguliuoja baltymų susidarymą. Paveldima informacija apie visus organizmo požymius saugoma dezoksiribonukleino rūgšties (DNR) molekulėse.
DNR yra pagrindinė chromosomų sudedamoji dalis. Žmonėms kiekvienoje nelytinėje (somatinėje) ląstelėje yra 46 chromosomos, o lytinėje ląstelėje – 23 chromosomos. Chromosomos aiškiai matomos tik ląstelių dalijimosi metu. Kai ląstelė dalijasi, paveldima informacija vienodais kiekiais perduodama dukterinėms ląstelėms.
Išorėje branduolį gaubia branduolinė membrana, o jos viduje yra vienas ar keli branduoliai, kuriuose susidaro ribosomos – organelės, užtikrinančios ląstelės baltymų surinkimą.
Branduolys yra panardintas į citoplazmą, susidedančią iš hialoplazmos (iš graikų "hyalinos" - skaidrus) ir joje esančių organelių bei inkliuzų. Hialoplazma sudaro ląstelės vidinę aplinką, ji sujungia visas ląstelės dalis tarpusavyje, užtikrina jų sąveiką.
Ląstelių organelės yra nuolatinės ląstelių struktūros, atliekančios specifines funkcijas. Susipažinkime su kai kuriais iš jų.
Endoplazminis tinklas primena sudėtingą labirintą, sudarytą iš daugybės mažyčių kanalėlių, pūslelių, maišelių (cisternos). Kai kuriose srityse ribosomos išsidėsčiusios ant jo membranų, toks tinklas vadinamas granuliuotu (granuliuotu). Endoplazminis tinklas dalyvauja medžiagų pernešime ląstelėje. Baltymai susidaro granuliuotame endoplazminiame tinkle, o gyvulinis krakmolas (glikogenas) ir riebalai susidaro lygiajame (be ribosomu).
Golgi kompleksas yra plokščių maišelių (cisternų) ir daugybės pūslelių sistema. Jis dalyvauja kaupiant ir transportuojant medžiagas, susidariusias kituose organuose. Čia taip pat sintetinami kompleksiniai angliavandeniai.
Mitochondrijos yra organelės, kurių pagrindinė funkcija yra organinių junginių oksidacija, kartu su energijos išsiskyrimu. Ši energija skiriama adenozino trifosforo rūgšties (ATP) molekulių sintezei, kuri tarnauja kaip universali korinio akumuliatoriaus rūšis. Tada LTP esančią energiją ląstelės panaudoja įvairiems savo gyvybinės veiklos procesams: šilumos gamybai, nervinių impulsų perdavimui, raumenų susitraukimams ir daugeliui kitų.
Lizosomose, mažose sferinėse struktūrose, yra medžiagų, kurios sunaikina nereikalingas, prarastas ar pažeistas ląstelės dalis, taip pat dalyvauja tarpląsteliniame virškinime.
Išorėje ląstelė yra padengta plona (apie 0,002 µm) ląstelės membrana, kuri atskiria ląstelės turinį nuo aplinkos. Pagrindinė membranos funkcija yra apsauginė, tačiau ji taip pat suvokia išorinės aplinkos poveikį ląstelei. Membrana nėra ištisinė, pusiau laidi, pro ją laisvai praeina kai kurios medžiagos, t.y., atlieka ir transportavimo funkciją. Per membraną taip pat palaikomas ryšys su kaimyninėmis ląstelėmis.
Matote, kad organelių funkcijos yra sudėtingos ir įvairios. Jie atlieka tą patį vaidmenį ląstelėje kaip organai visam organizmui.
Mūsų kūno ląstelių gyvenimo trukmė yra skirtinga. Taigi kai kurios odos ląstelės gyvena 7 dienas, raudonieji kraujo kūneliai – iki 4 mėnesių, bet kaulų ląstelės – nuo 10 iki 30 metų.
Ląstelė yra struktūrinis ir funkcinis žmogaus kūno vienetas, organelės – nuolatinės ląstelių struktūros, atliekančios tam tikras funkcijas.
Ląstelių struktūra
Ar žinojote, kad tokioje mikroskopinėje ląstelėje yra keli tūkstančiai medžiagų, kurios, be to, taip pat dalyvauja įvairiuose cheminiuose procesuose.
Jei paimtume visus 109 elementus, kurie yra Mendelejevo periodinėje sistemoje, tai dauguma jų yra ląstelėse.
Ląstelių gyvybinės savybės:
Metabolizmas – dirglumas – judėjimas
Ne visos gyvos būtybės ir organizmai susideda iš ląstelių: augalai, grybai, bakterijos, gyvūnai, žmonės. Nepaisant minimalaus dydžio, visas viso organizmo funkcijas atlieka ląstelė. Viduje teka sudėtingus procesus nuo kurių priklauso organizmo gyvybingumas ir jo organų darbas.
Susisiekus su
Struktūriniai bruožai
Mokslininkai studijuoja ląstelės struktūros ypatybės ir jos darbo principus. Išsamiai ištirti ląstelės sandaros ypatumus galima tik galingo mikroskopo pagalba.
Visi mūsų audiniai – oda, kaulai, Vidaus organai yra sudaryti iš ląstelių, kurios yra statybinė medžiaga, yra skirtingos formos ir dydžio, kiekviena veislė atlieka tam tikrą funkciją, tačiau pagrindinės jų struktūros ypatybės yra panašios.
Pirmiausia išsiaiškinkime, kas yra pagrindas struktūrinė ląstelių organizacija. Tyrimo metu mokslininkai nustatė, kad ląstelių pagrindas yra membranos principas. Pasirodo, visos ląstelės susidaro iš membranų, kurios susideda iš dvigubo fosfolipidų sluoksnio, kur iš išorės ir viduje panardintos baltymų molekulės.
Kokia savybė būdinga visų tipų ląstelėms: ta pati struktūra, taip pat funkcionalumas - medžiagų apykaitos proceso reguliavimas, savos genetinės medžiagos naudojimas (buvimas ir RNR), energijos gamybą ir vartojimą.
Remiantis ląstelės struktūrine organizacija, išskiriami šie elementai, atliekantys tam tikrą funkciją:
- membrana Ląstelės sienelę sudaro riebalai ir baltymai. Pagrindinė jo užduotis – atskirti viduje esančias medžiagas nuo išorinės aplinkos. Konstrukcija yra pusiau laidi: gali praleisti anglies monoksidą;
- šerdis – centrinis regionas ir pagrindinis komponentas, atskirtas nuo kitų elementų membrana. Branduolio viduje yra informacija apie augimą ir vystymąsi, genetinė medžiaga, pateikiama DNR molekulių, kurios sudaro, pavidalu;
- citoplazma- tai skysta medžiaga, kuri sudaro vidinę aplinką, kurioje vyksta įvairūs gyvybiniai procesai, turi daug svarbių komponentų.
Iš ko susideda ląstelių turinys, kokios yra citoplazmos ir jos pagrindinių komponentų funkcijos:
- Ribosoma- svarbiausias organelis, reikalingas baltymų biosintezės procesams iš aminorūgščių, atlieka baltymai puiki suma gyvybiškai svarbias užduotis.
- Mitochondrijos- kitas komponentas, esantis citoplazmos viduje. Ją galima apibūdinti viena fraze – energijos šaltinis. Jų funkcija yra aprūpinti komponentus galia tolesnei energijos gamybai.
- Goldžio kompleksas susideda iš 5 - 8 maišelių, kurie yra tarpusavyje sujungti. Pagrindinė šio aparato užduotis – baltymų perkėlimas į kitas ląstelės dalis, kad būtų užtikrintas energijos potencialas.
- Atliekamas pažeistų elementų valymas lizosomos.
- Užsiima pervežimu endoplazminis Tinklelis, per kurį baltymai judina naudingų medžiagų molekules.
- Centrioliai atsakingas už reprodukciją.
Šerdis
Kadangi tai yra ląstelių centras, ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas jo struktūrai ir funkcijoms. Šis komponentas yra esminis elementas visoms ląstelėms: turi paveldimų požymių. Be branduolio genetinės informacijos dauginimosi ir perdavimo procesai taptų neįmanomi. Pažiūrėkite į paveikslėlį, kuriame pavaizduota branduolio struktūra.
- Branduolinė membrana, kuri paryškinta alyvine spalva, praleidžia reikalingas medžiagas ir išleidžia jas atgal per poras – mažas skylutes.
- Plazma yra klampi medžiaga, joje yra visi kiti branduoliniai komponentai.
- šerdis yra pačiame centre, yra rutulio formos. Pagrindinė jo funkcija yra naujų ribosomų formavimas.
- Jei pažvelgsite į centrinę ląstelės dalį skyriuje, galite pamatyti subtilius mėlynus pynimus – chromatiną, pagrindinę medžiagą, susidedančią iš baltymų komplekso ir ilgų DNR grandinių, pernešančių reikiamą informaciją.
ląstelės membrana
Pažvelkime atidžiau į šio komponento darbą, struktūrą ir funkcijas. Žemiau yra lentelė, kuri aiškiai parodo išorinio apvalkalo svarbą.
Chloroplastai
Tai dar vienas labai svarbus komponentas. Bet kodėl chloroplastas nebuvo paminėtas anksčiau, klausiate. Taip, nes šis komponentas randamas tik augalų ląstelėse. Pagrindinis skirtumas tarp gyvūnų ir augalų yra mitybos būdas: gyvūnams jis yra heterotrofinis, o augalams - autotrofinis. Tai reiškia, kad gyvūnai nesugeba sukurti, tai yra sintetinti organinių medžiagų iš neorganinių - jie minta jau paruoštais organinės medžiagos. Augalai, priešingai, gali atlikti fotosintezės procesą ir juose yra specialių komponentų - chloroplastų. Tai žali plastidai, kuriuose yra chlorofilo. Jai dalyvaujant, šviesos energija paverčiama organinių medžiagų cheminių ryšių energija.
Įdomus! Chloroplastai dideliais kiekiais koncentruojasi daugiausia antžeminėse augalų dalyse – žaliuose vaisiuose ir lapuose.
Jei jums užduodamas klausimas: vardas svarbi savybė ląstelės organinių junginių struktūra, atsakymas gali būti pateiktas taip.
- daugelyje jų yra anglies atomų, kurie turi skirtingus cheminius ir fizines savybes, ir taip pat gali prisijungti vienas su kitu;
- yra nešėjai, aktyvūs įvairių organizmuose vykstančių procesų dalyviai arba yra jų produktai. Tai reiškia hormonus, įvairius fermentus, vitaminus;
- gali formuoti grandines ir žiedus, o tai suteikia įvairių jungčių;
- sunaikinami kaitinant ir sąveikaujant su deguonimi;
- molekulių sudėtyje esantys atomai jungiasi tarpusavyje naudodami kovalentinius ryšius, neskyla į jonus ir todėl sąveikauja lėtai, reakcijos tarp medžiagų trunka labai ilgai – kelias valandas ir net dienas.
Chloroplasto struktūra
audiniai
Ląstelės gali egzistuoti po vieną, kaip ir vienaląsčiuose organizmuose, tačiau dažniausiai jos yra sujungtos į savo rūšies grupes ir sudaro įvairias audinių struktūras, kurios sudaro kūną. Žmogaus kūne yra kelių tipų audiniai:
- epitelio- sutelktas į odos paviršių, organus, elementus Virškinimo traktas ir kvėpavimo sistema;
- raumeningas- judame dėl savo kūno raumenų susitraukimo, atliekame įvairius judesius: nuo paprasčiausio mažojo piršto judesio iki bėgimo dideliu greičiu. Beje, širdies plakimas atsiranda ir dėl raumenų audinio susitraukimo;
- jungiamasis audinys sudaro iki 80 procentų visų organų masės ir atlieka apsauginį bei pagalbinį vaidmenį;
- nervingas- formos nervinių skaidulų. Jo dėka per kūną praeina įvairūs impulsai.
dauginimosi procesas
Per visą organizmo gyvenimą vyksta mitozė - tai yra dalijimosi proceso pavadinimas, susidedantis iš keturių etapų:
- Profazė. Du ląstelės centrioliai dalijasi ir juda priešingomis kryptimis. Tuo pačiu metu chromosomos sudaro poras, o branduolio apvalkalas pradeda irti.
- Antrasis etapas vadinamas metafazė. Chromosomos yra tarp centriolių, palaipsniui visiškai išnyksta išorinis branduolio apvalkalas.
- Anafazė yra trečioji stadija, kurios metu centriolių judėjimas tęsiasi viena nuo kitos priešinga kryptimi, o atskiros chromosomos taip pat seka centrioles ir tolsta viena nuo kitos. Citoplazma ir visa ląstelė pradeda trauktis.
- Telofazė- paskutinis etapas. Citoplazma susitraukia, kol atsiranda dvi vienodos naujos ląstelės. Aplink chromosomas susidaro nauja membrana ir kiekvienoje naujoje ląstelėje atsiranda viena centriolių pora.
Išvada
Sužinojote, kokia ląstelės sandara yra svarbiausias kūno komponentas. Milijardai ląstelių sudaro nuostabiai išmintingai organizuotą sistemą, kuri užtikrina visų gyvūnų ir augalų pasaulio atstovų efektyvumą ir gyvybingumą.
