Šta je glavni sadržaj ćelije. Ćelije živih organizama

Osnovna i funkcionalna jedinica cijelog života na našoj planeti je ćelija. U ovom članku ćete detaljno naučiti o njegovoj strukturi, funkcijama organela, a također ćete pronaći odgovor na pitanje: "Koja je razlika između strukture biljnih i životinjskih stanica?".

Struktura ćelije

Nauka koja proučava strukturu ćelije i njene funkcije naziva se citologija. Unatoč maloj veličini, ovi dijelovi tijela imaju složenu strukturu. Unutra je polutečna tvar koja se zove citoplazma. Ovdje prolaze sve vitalne važnih procesa a sastavni dijelovi se nalaze - organele. Saznajte više o njihovim karakteristikama u nastavku.

Core

Najvažniji dio je jezgro. Od citoplazme je odvojen membranom koja se sastoji od dvije membrane. Imaju pore tako da tvari mogu doći iz jezgra do citoplazme i obrnuto. Unutra je nuklearni sok (karioplazma), koji sadrži nukleolus i hromatin.

Rice. 1. Struktura jezgra.

To je jezgro koje kontrolira život ćelije i pohranjuje genetske informacije.

Funkcije unutrašnjeg sadržaja jezgre su sinteza proteina i RNK. Oni formiraju posebne organele - ribozome.

Ribosomi

Nalaze se oko endoplazmatskog retikuluma, čineći njegovu površinu hrapavom. Ponekad su ribozomi slobodno locirani u citoplazmi. Njihove funkcije uključuju sintezu proteina.

TOP 4 člankakoji je čitao zajedno sa ovim

Endoplazmatski retikulum

EPS može imati hrapavu ili glatku površinu. Gruba površina nastaje zbog prisustva ribozoma na njoj.

Funkcije EPS-a uključuju sintezu proteina i unutrašnji transport supstanci. Dio formiranih proteina, ugljikohidrata i masti kroz kanale endoplazmatskog retikuluma ulazi u posebne spremnike za skladištenje. Ove šupljine nazivaju se Golgijevim aparatom, predstavljene su u obliku naslaga "rezervoara", koji su odvojeni od citoplazme membranom.

golgijev aparat

Najčešće se nalazi u blizini jezgra. Njegove funkcije uključuju konverziju proteina i stvaranje lizosoma. Ovaj kompleks pohranjuje tvari koje je sama stanica sintetizirala za potrebe cijelog organizma, a kasnije će biti uklonjene iz njega.

Lizozomi su predstavljeni u obliku probavnih enzima, koji su zatvoreni membranom u vezikulama i nose se kroz citoplazmu.

Mitohondrije

Ove organele su prekrivene dvostrukom membranom:

• glatka - vanjska ljuska;
• cristae - unutrašnji sloj koji ima nabore i izbočine.

Rice. 2. Struktura mitohondrija.

Funkcije mitohondrija su disanje i pretvaranje nutrijenata u energiju. Kriste sadrže enzim koji sintetizira ATP molekule iz hranjivih tvari. Ova supstanca je univerzalni izvor energije za različite procese.

Ćelijski zid odvaja i štiti unutrašnji sadržaj od spoljašnje sredine. Održava svoj oblik, osigurava međusobnu povezanost s drugim stanicama i osigurava proces metabolizma. Membrana se sastoji od dvostrukog sloja lipida, između kojih su proteini.

Komparativne karakteristike

Povrće i životinjska ćelija međusobno se razlikuju po svojoj strukturi, veličini i obliku. naime:

• stanični zid biljnog organizma ima gustu strukturu zbog prisustva celuloze;
• biljna ćelija ima plastide i vakuole;
• životinjska ćelija ima centriole, koji su važni u procesu diobe;
• Vanjska membrana životinjskog organizma je fleksibilna i može poprimiti različite oblike.

Rice. 3. Šema strukture biljnih i životinjskih ćelija.

Sljedeća tabela pomoći će vam da sumirate znanje o glavnim dijelovima ćelijskog organizma:

Tabela "Struktura ćelije"

Organoid	Karakteristično	Funkcije
	Ima nuklearnu membranu unutar koje se nalazi nuklearni sok sa jezgrom i hromatinom.	Transkripcija i skladištenje DNK.
plazma membrana	Sastoji se od dva sloja lipida, koji su prožeti proteinima.	Štiti sadržaj, osigurava međućelijski metabolički procesi, odgovara na stimulus.
Citoplazma	Polutečna masa koja sadrži lipide, proteine, polisaharide itd.	Asocijacija i interakcija organela.
	Membranske vrećice dvije vrste (glatke i grube)	Sinteza i transport proteina, lipida, steroida.
golgijev aparat	Nalazi se u blizini nukleusa u obliku vezikula ili membranskih vrećica.	Formira lizozome, uklanja sekret.
Ribosomi	Imaju proteine ​​i RNK.	Formirajte protein.
Lizozomi	U obliku vrećice, unutar koje se nalaze enzimi.	Varenje hranljivih materija i mrtvih delova.
Mitohondrije	Spolja prekrivene membranom, sadrže kriste i brojne enzime.	Formiranje ATP-a i proteina.
plastidi	pokrivena membranom. Zastupljeni su sa tri tipa: hloroplasti, leukoplasti, hromoplasti.	Fotosinteza i skladištenje tvari.
	Vrećice sa ćelijskim sokom.	Reguliše krvni pritisak i zadrži hranljive materije.
Centrioles	Sadrži DNK, RNK, proteine, lipide, ugljikohidrate.	Učestvuje u procesu fisije, formirajući fisijsko vreteno.

Šta smo naučili?

Živi organizam se sastoji od ćelija koje imaju prilično složenu strukturu. Izvana je prekriven gustom ljuskom koja štiti unutrašnji sadržaj od utjecaja vanjskog okruženja. Unutra se nalazi jezgro koje reguliše sve tekuće procese i pohranjuje genetski kod. Oko jezgra je citoplazma sa organelama, od kojih svaka ima svoje karakteristike i karakteristike.

Tematski kviz

Report Evaluation

Prosječna ocjena: 4.3. Ukupno primljenih ocjena: 2166.

Cell- elementarna jedinica živog sistema. Različite strukture žive ćelije, koje su odgovorne za obavljanje određene funkcije, nazivaju se organele, kao i organi cijelog organizma. Specifične funkcije u ćeliji su raspoređene među organele, unutarćelijske strukture koje imaju određeni oblik, kao što su jezgro ćelije, mitohondrije itd.

ćelijske strukture:

Citoplazma. Obavezni dio ćelije, zatvoren između plazma membrane i jezgra. Cytosol je viskozni vodeni rastvor različitih soli i organskih supstanci, prožet sistemom proteinskih filamenata - citoskeleta. Većina hemijskih i fizioloških procesa ćelije odvija se u citoplazmi. Struktura: citosol, citoskelet. Funkcije: uključuje različite organele, unutrašnje okruženje ćelije
plazma membrana. Svaka ćelija životinja, biljaka, ograničena je od okoline ili drugih ćelija plazma membranom. Debljina ove membrane je toliko mala (oko 10 nm) da se može vidjeti samo elektronskim mikroskopom.

Lipidi formiraju dvostruki sloj u membrani, a proteini prodiru cijelom njenom debljinom, uronjeni su na različite dubine u lipidni sloj ili se nalaze na vanjskoj i unutrašnjoj površini membrane. Struktura membrana svih ostalih organela slična je plazma membrani. Struktura: dvostruki sloj lipida, proteina, ugljikohidrata. Funkcije: ograničavanje, očuvanje oblika ćelije, zaštita od oštećenja, regulator unosa i uklanjanja supstanci.

Lizozomi. Lizozomi su membranske organele. Imaju ovalni oblik i prečnik od 0,5 mikrona. Sadrže skup enzima koji razgrađuju organsku materiju. Membrana lizosoma je vrlo čvrsta i sprječava prodor vlastitih enzima u citoplazmu stanice, ali ako je lizozom oštećen bilo kojim spoljni uticaji, tada se uništava cijela ćelija ili njen dio.
Lizozomi se nalaze u svim stanicama biljaka, životinja i gljiva.

Obavljajući probavu raznih organskih čestica, lizozomi daju dodatne "sirovine" za hemijske i energetske procese u ćeliji. Tokom gladovanja, ćelije lizozoma probavljaju neke organele bez ubijanja ćelije. Takva djelomična probava osigurava ćeliji potreban minimum hranjivih tvari na neko vrijeme. Ponekad lizosomi probavljaju cijele stanice i grupe stanica, što igra bitnu ulogu u razvojnim procesima kod životinja. Primjer je gubitak repa tokom transformacije punoglavca u žabu. Struktura: vezikule ovalnog oblika, spolja membrana, unutra enzimi. Funkcije: razgradnja organskih materija, uništavanje mrtvih organela, uništavanje istrošenih ćelija.

Golgijev kompleks. Proizvodi biosinteze koji ulaze u lumen šupljina i tubula endoplazmatskog retikuluma koncentrišu se i transportuju u Golgijevom aparatu. Ova organela je veličine 5-10 µm.

Struktura: šupljine okružene membranama (vezikulama). Funkcije: akumulacija, pakovanje, izlučivanje organskih materija, formiranje lizosoma

Endoplazmatski retikulum. Endoplazmatski retikulum je sistem za sintezu i transport organskih supstanci u citoplazmi ćelije, koja je otvorena struktura povezanih šupljina.
Veliki broj ribozoma je vezan za membrane endoplazmatskog retikuluma - najmanjih ćelijskih organela koje izgledaju kao kugla promjera 20 nm. i sastoje se od RNK i proteina. Ribosomi su mjesto gdje se odvija sinteza proteina. Tada novosintetizovani proteini ulaze u sistem šupljina i tubula, kroz koje se kreću unutar ćelije. Šupljine, tubule, tubule iz membrana, na površini membrana ribosoma. Funkcije: sinteza organskih tvari uz pomoć ribozoma, transport tvari.

Ribosomi. Ribosomi su vezani za membrane endoplazmatskog retikuluma ili su slobodno locirani u citoplazmi, raspoređeni su u grupe i na njima se sintetiziraju proteini. Proteinski sastav, ribosomska RNK Funkcije: obezbjeđuje biosintezu proteina (sastavljanje molekula proteina iz).
Mitohondrije. Mitohondrije su energetske organele. Oblik mitohondrija je različit, oni mogu biti ostali, štapićasti, filamentni prosječnog promjera 1 mikron. i dužine 7 µm. Broj mitohondrija zavisi od funkcionalne aktivnosti ćelije i može doseći desetine hiljada u letećim mišićima insekata. Mitohondrije su izvana omeđene vanjskom membranom, ispod nje je unutrašnja membrana koja formira brojne izrasline - kriste.

Unutar mitohondrija nalaze se RNK, DNK i ribozomi. U njene membrane ugrađeni su specifični enzimi, uz pomoć kojih se energija prehrambenih supstanci u mitohondrijima pretvara u ATP energiju koja je neophodna za život ćelije i organizma u cjelini.

Membrana, matriks, izrasline - kriste. Funkcije: sinteza ATP molekula, sinteza vlastitih proteina, nukleinskih kiselina, ugljikohidrata, lipida, formiranje vlastitih ribozoma.

plastidi. Samo u biljnoj ćeliji: leukoplasti, hloroplasti, hromoplasti. Funkcije: akumulacija rezervnih organskih tvari, privlačenje insekata oprašivača, sinteza ATP-a i ugljikohidrata. Kloroplasti su u obliku diska ili kugle promjera 4-6 mikrona. Sa dvostrukom membranom - vanjskom i unutarnjom. Unutar hloroplasta nalaze se DNK ribozomi i posebne membranske strukture - grana, povezane jedna s drugom i sa unutrašnjom membranom hloroplasta. Svaki hloroplast sadrži oko 50 zrnaca, raspoređenih radi boljeg hvatanja svjetlosti. Klorofil se nalazi u membranama grančica, zahvaljujući kojima se energija sunčeve svjetlosti pretvara u kemijsku energiju ATP-a. Energija ATP-a se koristi u hloroplastima za sintezu organskih jedinjenja, prvenstveno ugljenih hidrata.
Hromoplasti. Crveni i žuti pigmenti koji se nalaze u hromoplastima daju različitim dijelovima biljke crvenu i žutu boju. šargarepa, plodovi paradajza.

Leukoplasti su mjesto nakupljanja rezervnog nutrijenta – škroba. Posebno mnogo leukoplasta ima u ćelijama gomolja krompira. Na svjetlu se leukoplasti mogu pretvoriti u kloroplaste (zbog čega stanice krumpira postaju zelene). U jesen se hloroplasti pretvaraju u hromoplaste, a zeleni listovi i plodovi postaju žuti i crveni.

Cell Center. Sastoji se od dva cilindra, centriola, koji se nalaze okomito jedan na drugi. Funkcije: podrška za navoje vretena

Ćelijske inkluzije ili se pojavljuju u citoplazmi ili nestaju tokom života ćelije.

Gusti inkluzije u obliku granula sadrže rezervne hranjive tvari (škrob, proteini, šećeri, masti) ili otpadne produkte stanica koje se još ne mogu ukloniti. Svi plastidi biljnih ćelija imaju sposobnost da sintetiziraju i akumuliraju rezervne hranjive tvari. U biljnim ćelijama, akumulacija rezervnih hranljivih materija se dešava u vakuolama.

Zrna, granule, kapi Funkcije: nestalne formacije koje pohranjuju organsku materiju i energiju

Core. Nuklearni omotač od dvije membrane, nuklearni sok, nukleolus. Funkcije: pohranjivanje nasljednih informacija u ćeliji i njihova reprodukcija, sinteza RNK - informativna, transportna, ribosomska. Spore se nalaze u nuklearnoj membrani, kroz koju se vrši aktivna izmjena tvari između jezgre i citoplazme. U jezgru se pohranjuju nasljedne informacije ne samo o svim svojstvima i svojstvima date ćelije, o procesima koji bi se trebali odvijati u njoj (na primjer, sinteza proteina), već i o karakteristikama organizma u cjelini. Informacije se bilježe u molekulima DNK, koji su glavni dio hromozoma. Jezgro sadrži nukleolus. Jezgro, zbog prisustva u njemu kromosoma koji sadrže nasljedne informacije, obavlja funkcije centra koji kontrolira svu vitalnu aktivnost i razvoj stanice.

Cell- elementarna jedinica strukture i vitalne aktivnosti svih živih organizama (osim virusa, koji se često nazivaju nećelijskim oblicima života), koji ima vlastiti metabolizam, sposoban za samostalan postojanje, samoreprodukciju i razvoj. Svi živi organizmi, poput višećelijskih životinja, biljaka i gljiva, sastoje se od mnogih ćelija, ili su, poput mnogih protozoa i bakterija, jednoćelijski organizmi. Grana biologije koja se bavi proučavanjem strukture i aktivnosti ćelija naziva se citologija. Nedavno je postalo uobičajeno govoriti i o ćelijskoj biologiji ili ćelijskoj biologiji.

ćelijska struktura Svi ćelijski oblici života na Zemlji mogu se podijeliti u dva carstva na osnovu strukture njihovih sastavnih ćelija - prokariote (prenuklearne) i eukariote (nuklearne). Prokariotske ćelije su jednostavnije strukture, očigledno su nastale ranije u procesu evolucije. Eukariotske ćelije - složenije, nastale su kasnije. Ćelije koje čine ljudsko tijelo su eukariotske. Unatoč raznolikosti oblika, organizacija stanica svih živih organizama podliježe jedinstvenim strukturnim principima. Živi sadržaj ćelije - protoplast - odvojen je od okoline plazma membranom ili plazmalemom. Unutar ćelije ispunjena je citoplazma, koja sadrži različite organele i ćelijske inkluzije, kao i genetski materijal u obliku molekule DNK. Svaki od organela ćelije obavlja svoju posebnu funkciju, a svi zajedno određuju vitalnu aktivnost ćelije kao cjeline.

prokariotska ćelija

prokarioti(od latinskog pro - prije, do i grčkog κάρῠον - jezgro, orah) - organizmi koji, za razliku od eukariota, nemaju formirano ćelijsko jezgro i druge organele unutrašnje membrane (s izuzetkom ravnih tankova kod fotosintetskih vrsta, na primjer, u cijanobakterija). Jedina velika kružna (kod nekih vrsta - linearna) dvolančana DNK molekula, koja sadrži glavni dio ćelijskog genetskog materijala (tzv. nukleoid) ne formira kompleks sa histonskim proteinima (tzv. kromatin). Prokarioti uključuju bakterije, uključujući cijanobakterije (plavo-zelene alge) i arheje. Potomci prokariotskih ćelija su organele eukariotskih ćelija - mitohondrije i plastidi.

eukariotske ćelije

eukarioti(eukarioti) (od grčkog ευ - dobar, potpuno i κάρῠον - jezgro, orah) - organizmi koji, za razliku od prokariota, imaju dobro oblikovano ćelijsko jezgro, ograničeno od citoplazme nuklearnom membranom. Genetski materijal je zatvoren u nekoliko linearnih dvolančanih molekula DNK (ovisno o vrsti organizama, njihov broj po jezgru može varirati od dvije do nekoliko stotina), pričvršćenih iznutra za membranu ćelijskog jezgra i formirajući se u ogromnoj većina (osim dinoflagelata) kompleks sa histonskim proteinima, nazvan hromatin. Eukariotske ćelije imaju sistem unutrašnjih membrana koje formiraju, pored jezgra, i niz drugih organela (endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat itd.). Osim toga, velika većina ima trajne intracelularne simbionte-prokariote - mitohondrije, a alge i biljke također imaju plastide.

stanične membraneĆelijska membrana je veoma važan dio ćelije. Drži zajedno sve ćelijske komponente i ograničava unutrašnje i spoljašnje okruženje. Osim toga, modificirani nabori ćelijske membrane formiraju mnoge ćelijske organele. Stanična membrana je dvostruki sloj molekula (bimolekularni sloj ili dvosloj). U osnovi, to su molekule fosfolipida i drugih supstanci koje su im bliske. Molekuli lipida imaju dvostruku prirodu, koja se očituje u načinu na koji se ponašaju u odnosu na vodu. Glave molekula su hidrofilne, tj. imaju afinitet prema vodi, a njihovi ugljikovodični repovi su hidrofobni. Stoga, kada se pomiješaju s vodom, lipidi stvaraju film na njegovoj površini, sličan uljnom filmu; u isto vrijeme, svi njihovi molekuli su orijentirani na isti način: glave molekula su u vodi, a ugljikovodični repovi iznad njene površine. U ćelijskoj membrani postoje dva takva sloja, i u svakom od njih su glave molekula okrenute prema van, a repovi okrenuti unutar membrane, jedan prema drugom, tako da ne dolaze u dodir s vodom. Debljina ove membrane je cca. 7 nm. Pored glavnih lipidnih komponenti, sadrži velike proteinske molekule koje su u stanju da „lebde” u lipidnom dvosloju i nalaze se tako da im je jedna strana okrenuta unutar ćelije, a druga u kontaktu sa spoljašnjim okruženjem. Neki proteini se nalaze samo na vanjskoj ili samo na unutrašnjoj površini membrane, ili su samo djelomično uronjeni u lipidni dvosloj.

Main funkcija ćelijske membrane Reguliše transport supstanci u ćeliju i van nje. Budući da je membrana u određenoj mjeri fizički slična ulju, tvari topljive u ulju ili organskim otapalima, poput etera, lako prolaze kroz nju. Isto vrijedi i za plinove kao što su kisik i ugljični dioksid. U isto vrijeme, membrana je praktički nepropusna za većinu tvari topljivih u vodi, posebno za šećere i soli. Zbog ovih svojstava, u stanju je da održava hemijsko okruženje unutar ćelije koje se razlikuje od spoljašnjeg. Na primjer, u krvi je koncentracija jona natrijuma visoka, a jona kalija niska, dok su u unutarćelijskoj tekućini ovi joni prisutni u suprotnom omjeru. Slična situacija je tipična za mnoga druga hemijska jedinjenja. Očigledno, stanica se, međutim, ne može potpuno izolirati od okoline, jer mora primiti tvari potrebne za metabolizam i osloboditi se svojih krajnjih produkata. Osim toga, lipidni dvosloj nije potpuno nepropustan čak ni za tvari topive u vodi, već takozvani „slojevi“ koji prodiru u njega. Proteini koji tvore kanale stvaraju pore, odnosno kanale, koji se mogu otvarati i zatvarati (u zavisnosti od promjene konformacije proteina) iu otvorenom stanju provoditi određene ione (Na+, K+, Ca2+) duž gradijenta koncentracije. Posljedično, razlika u koncentracijama unutar ćelije i izvan nje ne može se održati samo zbog niske propusnosti membrane. U stvari, sadrži proteine ​​koji obavljaju funkciju molekularne "pumpe": prenose određene tvari i u ćeliju i iz nje, djelujući protiv gradijenta koncentracije. Kao rezultat toga, kada je koncentracija, na primjer, aminokiselina u ćeliji visoka, a niska izvana, aminokiseline se i dalje mogu prenositi izvana u unutrašnjost. Takav prijenos naziva se aktivni transport, a na njega se troši energija dobivena metabolizmom. Membranske pumpe su vrlo specifične: svaka od njih može transportirati ili samo jone određenog metala, ili aminokiselinu, ili šećer. Membranski jonski kanali su takođe specifični. Takva selektivna permeabilnost je fiziološki veoma važna, a njeno odsustvo je prvi dokaz ćelijske smrti. To se lako može ilustrirati na primjeru cvekle. Ako se uroni živi korijen cvekle hladnom vodom, tada zadržava svoj pigment; ako se cvekla kuva, tada ćelije umiru, postaju lako propusne i gube pigment koji vodu zacrveni. Velike molekule kao što su proteinske ćelije mogu "progutati". Pod uticajem nekih proteina, ako su prisutni u tečnosti koja okružuje ćeliju, dolazi do invaginacije u ćelijskoj membrani, koja se zatim zatvara, formirajući mehur - malu vakuolu koja sadrži vodu i proteinske molekule; nakon toga membrana oko vakuole puca, a sadržaj ulazi u ćeliju. Ovaj proces se naziva pinocitoza (bukvalno "ćelijsko piće") ili endocitoza. Veće čestice, poput čestica hrane, mogu se apsorbirati na sličan način tokom tzv. fagocitoza. Vakuola koja nastaje tokom fagocitoze je po pravilu veća, a hrana se probavlja enzimima lizosoma unutar vakuole sve dok membrana koja je okružuje ne pukne. Ova vrsta prehrane tipična je za protozoe, na primjer, za amebe koje jedu bakterije. Međutim, sposobnost fagocitoze je karakteristična i za crijevne stanice nižih životinja, i za fagocite - jednu od vrsta bijelih krvnih stanica (leukocita) kralježnjaka. U potonjem slučaju smisao ovog procesa nije u ishrani samih fagocita, već u uništavanju bakterija, virusa i drugog stranog materijala štetnog za tijelo. Funkcije vakuola mogu biti različite. Na primjer, protozoe koje žive u slatkoj vodi doživljavaju stalan osmotski priliv vode, jer je koncentracija soli unutar ćelije mnogo veća nego izvan nje. Oni su u stanju da luče vodu u posebnu izlučujuću (kontraktilnu) vakuolu, koja povremeno istiskuje njen sadržaj. U biljnim ćelijama često postoji jedna velika centralna vakuola koja zauzima skoro celu ćeliju; citoplazma formira samo vrlo tanak sloj između ćelijskog zida i vakuole. Jedna od funkcija takve vakuole je akumulacija vode, što omogućava ćeliji da se brzo povećava u veličini. Ova sposobnost je posebno potrebna u trenutku kada biljno tkivo rastu i formiraju vlaknaste strukture. U tkivima, na mjestima tijesnog spoja stanica, njihove membrane sadrže brojne pore nastale probijanjem proteina kroz membranu - tzv. konektori. Pore ​​susednih ćelija nalaze se jedna naspram druge, tako da se supstance male molekularne težine mogu kretati od ćelije do ćelije - ovaj hemijski komunikacioni sistem koordinira njihovu vitalnu aktivnost. Jedan primjer takve koordinacije je manje-više sinhrona podjela susjednih stanica uočena u mnogim tkivima.

Citoplazma

U citoplazmi se nalaze unutrašnje membrane slične vanjskim i formiraju organele razne vrste. Ove membrane se mogu smatrati naborima vanjske membrane; ponekad unutrašnje membrane čine jedinstvenu cjelinu s vanjskom, ali često se unutrašnji nabor zapreže, a kontakt sa vanjskom membranom je prekinut. Međutim, čak i ako se kontakt održava, unutrašnja i vanjska membrana nisu uvijek kemijski identične. Posebno se razlikuje sastav membranskih proteina u različitim ćelijskim organelama.

Struktura citoplazme

Tekuća komponenta citoplazme naziva se i citosol. Pod svjetlosnim mikroskopom, činilo se da je ćelija ispunjena nečim poput tečne plazme ili sola, u kojem jezgro i druge organele "lebde". Zapravo nije. Unutrašnji prostor eukariotske ćelije je strogo uređen. Kretanje organela koordinira se uz pomoć specijalizovanih transportnih sistema, takozvanih mikrotubula, koji služe kao intracelularni „putevi“ i posebnih proteina dineina i kinezina, koji imaju ulogu „motora“. Odvojeni proteinski molekuli također ne difundiraju slobodno po cijelom unutarćelijskom prostoru, već se usmjeravaju u potrebne odjeljke koristeći posebne signale na njihovoj površini, koje prepoznaju transportni sistemi ćelije.

Endoplazmatski retikulum

U eukariotskoj ćeliji postoji sistem membranskih odjeljaka koji prelaze jedan u drugi (cijevi i tankovi), koji se naziva endoplazmatski retikulum (ili endoplazmatski retikulum, EPR ili EPS). Taj dio EPR-a, za čije su membrane vezani ribozomi, naziva se granularni (ili grubi) endoplazmatski retikulum, a na njegovim membranama se odvija sinteza proteina. Oni odjeljci, na čijim zidovima nema ribozoma, nazivaju se glatkim (ili agranularnim) ER, koji učestvuje u sintezi lipida. Unutrašnji prostori glatkog i granularnog ER nisu izolirani, već prelaze jedan u drugi i komuniciraju s lumenom nuklearne membrane.

golgijev aparat

Golgijev aparat je skup ravnih membranskih cisterni, nešto proširenih bliže rubovima. U rezervoarima Golgijevog aparata sazrijevaju neki proteini sintetizirani na membranama granularnog ER i namijenjeni za izlučivanje ili stvaranje lizosoma. Golgijev aparat je asimetričan - rezervoari koji se nalaze bliže ćelijskom jezgru (cis-Golgi) sadrže najmanje zrele proteine, membranske vezikule - vezikule, koje pupaju iz endoplazmatskog retikuluma, kontinuirano su vezane za ove rezervoare. Očigledno, uz pomoć istih vezikula, odvija se daljnje kretanje proteina sazrijevanja iz jednog spremnika u drugi. Na kraju, vezikule koje sadrže potpuno zrele proteine ​​pupolje sa suprotnog kraja organele (trans-Golgi).

Core

Jezgro je okruženo dvostrukom membranom. Vrlo uzak (oko 40 nm) prostor između dvije membrane naziva se perinuklearni. Membrane jezgra prelaze u membrane endoplazmatskog retikuluma, a perinuklearni prostor se otvara u retikularni. Tipično, nuklearna membrana ima vrlo uske pore. Očigledno, preko njih se prenose veliki molekuli, kao što je glasnička RNK, koja se sintetizira na DNK i zatim ulazi u citoplazmu. Glavni dio genetskog materijala nalazi se u hromozomima ćelijskog jezgra. Hromozomi se sastoje od dugih lanaca dvolančane DNK, za koju su vezani osnovni (tj. alkalni) proteini. Ponekad hromozomi imaju nekoliko identičnih lanaca DNK koji leže jedan pored drugog - takvi se hromozomi nazivaju politeni (multifilamentni). Broj hromozoma u različite vrste nejednako. Diploidne ćelije ljudskog tela sadrže 46 hromozoma, odnosno 23 para. U ćeliji koja se ne dijeli, hromozomi su pričvršćeni na jednoj ili više tačaka za nuklearnu membranu. U normalnom nespiraliziranom stanju, hromozomi su toliko tanki da se ne vide pod svjetlosnim mikroskopom. Na određenim lokusima (područjima) jednog ili više hromozoma formira se gusto tijelo prisutno u jezgri većine stanica – tzv. nucleolus. U nukleolu se sintetiše i akumulira RNK koja se koristi za izgradnju ribozoma, kao i nekih drugih vrsta RNK.

Lizozomi

Lizozomi su male vezikule okružene jednom membranom. Pupaju iz Golgijevog aparata i možda iz endoplazmatskog retikuluma. Lizozomi sadrže razne enzime koji razgrađuju velike molekule, posebno proteine. Zbog svog destruktivnog djelovanja, ovi enzimi su takoreći "zaključani" u lizozomima i oslobađaju se samo po potrebi. Dakle, tokom intracelularne probave, enzimi se oslobađaju iz lizosoma u probavne vakuole. Lizozomi su takođe neophodni za uništavanje ćelija; na primjer, tijekom transformacije punoglavca u odraslu žabu, oslobađanje lizosomalnih enzima osigurava uništavanje repnih stanica. U ovom slučaju, to je normalno i korisno za tijelo, ali ponekad je takvo uništavanje stanica patološko. Na primjer, kada se azbestna prašina udiše, ona može ući u ćelije pluća, a zatim pucaju lizozomi, ćelije se uništavaju i razvija se bolest pluća.

citoskelet

Elementi citoskeleta uključuju proteinske fibrilarne strukture koje se nalaze u citoplazmi ćelije: mikrotubule, aktin i intermedijarne filamente. Mikrotubule učestvuju u transportu organela, deo su flagela, a mitotičko vreteno je izgrađeno od mikrotubula. Aktinski filamenti su neophodni za održavanje oblika ćelije, pseudopodijalne reakcije. Čini se da je uloga srednjih filamenata da održavaju strukturu ćelije. Proteini citoskeleta čine nekoliko desetina posto mase ćelijskog proteina.

Centrioles

Centriole su cilindrične proteinske strukture smještene u blizini jezgra životinjskih stanica (biljke nemaju centriole). Centriol je cilindar, čiju bočnu površinu čini devet setova mikrotubula. Broj mikrotubula u setu može varirati za različite organizme od 1 do 3. Oko centriola je takozvani centar organizacije citoskeleta, područje u kojem su grupisani minus krajevi mikrotubula ćelije. Prije dijeljenja, ćelija sadrži dva centriola smještena pod pravim kutom jedan prema drugom. Tokom mitoze, divergiraju na različite krajeve ćelije, formirajući polove vretena podjele. Nakon citokineze, svaka ćelija kćerka prima jedan centriol, koji se udvostručuje za sljedeću diobu. Udvostručavanje centriola se ne događa dijeljenjem, već sintezom nove strukture okomite na postojeću. Čini se da su centriole homologne bazalnim tijelima flagela i cilija.

Mitohondrije

Mitohondrije su posebne ćelijske organele čija je glavna funkcija sinteza ATP-a, univerzalnog nosioca energije. Respiracija (apsorpcija kisika i oslobađanje ugljičnog dioksida) se također javlja zbog enzimskih sistema mitohondrija. Unutrašnji lumen mitohondrija, nazvan matriks, odvojen je od citoplazme s dvije membrane, vanjskom i unutrašnjom, između kojih se nalazi međumembranski prostor. Unutrašnja membrana mitohondrija formira nabore, takozvane kriste. Matrica sadrži različite enzime uključene u disanje i sintezu ATP-a. Potencijal vodika unutrašnje mitohondrijalne membrane je od centralnog značaja za sintezu ATP-a. Mitohondrije imaju svoj DNK genom i prokariotske ribozome, što svakako ukazuje na simbiotsko porijeklo ovih organela. Nisu svi mitohondrijski proteini kodirani u mitohondrijskoj DNK, večina geni mitohondrijalnog proteina nalaze se u nuklearnom genomu, a njihovi odgovarajući proizvodi se sintetiziraju u citoplazmi i zatim transportuju u mitohondrije. Mitohondrijski genomi variraju po veličini: na primjer, ljudski mitohondrijski genom sadrži samo 13 gena. Najveći broj mitohondrijalnih gena (97) od proučavanih organizama nalazi se u protozoji Reclinomonas americana.

Hemijski sastav ćelije

Obično 70-80% ćelijske mase čini voda, u kojoj su otopljene različite soli i niskomolekularna organska jedinjenja. Najkarakterističnije komponente ćelije su proteini i nukleinske kiseline. Neki proteini su strukturne komponente ćelije, drugi su enzimi, tj. katalizatori koji određuju brzinu i smjer kemijskih reakcija koje se odvijaju u stanicama. Nukleinske kiseline služe kao nosioci nasljedne informacije, koja se ostvaruje u procesu intracelularne sinteze proteina. Ćelije često sadrže određenu količinu rezervnih supstanci koje služe kao rezerva hrane. Biljne ćelije prvenstveno skladište škrob, polimerni oblik ugljikohidrata. U ćelijama jetre i mišića pohranjen je još jedan polimer ugljikohidrata, glikogen. Masnoća je također među uobičajenim namirnicama, iako neke masti imaju drugačiju funkciju, odnosno služe kao najvažnije strukturne komponente. Proteini u ćelijama (sa izuzetkom ćelija sjemena) obično se ne skladište. Nije moguće opisati tipičan sastav ćelije, prvenstveno zato što postoje velike razlike u količini uskladištene hrane i vode. Ćelije jetre sadrže, na primjer, 70% vode, 17% proteina, 5% masti, 2% ugljikohidrata i 0,1% nukleinskih kiselina; preostalih 6% su soli i organska jedinjenja male molekularne težine, posebno aminokiseline. Biljne ćelije obično sadrže manje proteina, znatno više ugljikohidrata i nešto više vode; izuzetak su ćelije koje su u stanju mirovanja. Ćelija pšeničnog zrna, koja je izvor hranljivih materija za embrion, sadrži cca. 12% proteina (uglavnom uskladištenih proteina), 2% masti i 72% ugljenih hidrata. Količina vode dostigne normalan nivo(70-80%) samo na početku klijanja zrna.

Metode za proučavanje ćelije

svetlosni mikroskop.

U proučavanju oblika i strukture ćelije, prvi instrument bio je svetlosni mikroskop. Njegova rezolucija je ograničena na dimenzije uporedive sa talasnom dužinom svetlosti (0,4-0,7 mikrona za vidljivu svetlost). Međutim, mnogi elementi stanične strukture su mnogo manjih dimenzija. Druga poteškoća je u tome što je većina ćelijskih komponenti providna i njihov indeks loma je skoro isti kao i kod vode. Da bi se poboljšala vidljivost, često se koriste boje koje imaju različite afinitete za različite ćelijske komponente. Bojenje se takođe koristi za proučavanje hemije ćelije. Na primjer, neke boje se vežu pretežno za nukleinske kiseline i time otkrivaju svoju lokalizaciju u ćeliji. Mali dio boja - nazivaju se intravitalnim - može se koristiti za bojenje živih stanica, ali obično se ćelije moraju unaprijed fiksirati (koristeći supstance koje koaguliraju protein) i tek tada se mogu bojati. Prije testiranja, ćelije ili komadi tkiva obično se ugrađuju u parafin ili plastiku, a zatim se mikrotomom režu na vrlo tanke dijelove. Ova metoda se široko koristi u kliničkim laboratorijama za otkrivanje tumorskih stanica. Osim konvencionalne svjetlosne mikroskopije, razvijene su i druge optičke metode za proučavanje ćelija: fluorescentna mikroskopija, fazno-kontrastna mikroskopija, spektroskopija i analiza difrakcije rendgenskih zraka.

Elektronski mikroskop.

Elektronski mikroskop ima rezoluciju od cca. 1-2 nm. Ovo je dovoljno za proučavanje velikih proteinskih molekula. Obično je potrebno obojati i kontrastirati predmet metalnim solima ili metalima. Iz tog razloga, kao i zbog toga što se objekti ispituju u vakuumu, elektronskim mikroskopom mogu se proučavati samo mrtve ćelije.

Ako se radioaktivni izotop apsorbiran u stanicama tijekom metabolizma doda mediju, tada se njegova intracelularna lokalizacija može otkriti pomoću autoradiografije. U ovoj metodi, tanki dijelovi ćelija se postavljaju na film. Film potamni ispod onih mjesta gdje postoje radioaktivni izotopi.

centrifugiranje.

Za biohemijsko proučavanje ćelijskih komponenti, ćelije moraju biti uništene - mehanički, hemijski ili ultrazvukom. Oslobođene komponente su suspendovane u tečnosti i mogu se izolovati i pročistiti centrifugiranjem (najčešće u gradijentu gustine). Obično takve pročišćene komponente zadržavaju visoku biohemijsku aktivnost.

ćelijske kulture.

Neka tkiva se mogu podijeliti na pojedinačne ćelije na način da one ostaju žive i često se mogu razmnožavati. Ova činjenica konačno potvrđuje ideju o ćeliji kao jedinici života. Sunđer, primitivni višećelijski organizam, može se podijeliti na ćelije trljanjem kroz sito. Nakon nekog vremena, ove ćelije se rekombinuju i formiraju sunđer. Embrionalna tkiva životinja mogu se natjerati da se razdvoje pomoću enzima ili drugih sredstava koja slabe veze između stanica. Američki embriolog R. Harrison (1879-1959) prvi je pokazao da embrionalne, pa čak i neke zrele ćelije mogu rasti i razmnožavati se izvan tijela u prikladnom okruženju. Ovu tehniku, nazvanu ćelijska kultura, usavršio je francuski biolog A. Carrel (1873-1959). Biljne ćelije se takođe mogu uzgajati u kulturi, ali u poređenju sa životinjskim ćelijama, one formiraju veće klastere i jače su vezane jedna za drugu, pa se tokom rasta kulture formira tkivo, a ne pojedinačne ćelije. U kulturi ćelija, cijela odrasla biljka, kao što je šargarepa, može se uzgajati iz jedne ćelije.

Mikrohirurgija.

Uz pomoć mikromanipulatora pojedini dijelovi ćelije se mogu ukloniti, dodati ili na neki način modificirati. Velika ćelija amebe može se podijeliti na tri glavne komponente - staničnu membranu, citoplazmu i jezgro, a zatim se te komponente mogu ponovo sastaviti i dobiti živa stanica. Na ovaj način se mogu dobiti umjetne ćelije koje se sastoje od komponenti različitih vrsta ameba. S obzirom na to da je neke ćelijske komponente moguće sintetizirati umjetno, eksperimenti na sklapanju umjetnih stanica mogu biti prvi korak ka stvaranju novih oblika života u laboratoriji. Budući da se svaki organizam razvija iz jedne ćelije, metoda dobivanja umjetnih stanica u principu omogućava izgradnju organizama date vrste, ako se istovremeno koriste komponente koje se neznatno razlikuju od onih koje se nalaze u trenutno postojećim stanicama. U stvarnosti, međutim, nije potrebna potpuna sinteza svih ćelijskih komponenti. Strukturu većine, ako ne i svih, komponenti ćelije određuju nukleinske kiseline. Tako se problem stvaranja novih organizama svodi na sintezu novih vrsta nukleinskih kiselina i njihovu zamjenu prirodnim nukleinskim kiselinama u određenim stanicama.

ćelijska fuzija.

Druga vrsta umjetnih ćelija može se dobiti fuzijom ćelija istog ili različitog tipa. Da bi se postigla fuzija, ćelije su izložene virusnim enzimima; u ovom slučaju, vanjske površine dvije ćelije se lijepe, a membrana između njih kolabira i formira se stanica u kojoj su dva seta hromozoma zatvorena u jednu jezgru. Ćelije se mogu drenirati različite vrste ili kod različite faze divizije. Ovom metodom bilo je moguće dobiti hibridne ćelije miša i piletine, čoveka i miša, čoveka i žabe. Takve stanice su samo u početku hibridne, a nakon brojnih dioba stanica gube većinu hromozoma jednog ili drugog tipa. Krajnji proizvod postaje, na primjer, u suštini mišja stanica, gdje su ljudski geni odsutni ili su prisutni samo u malim količinama. Posebno je zanimljiva fuzija normalnih i malignih ćelija. U nekim slučajevima, hibridi postaju maligni, u drugim ne; oba svojstva se mogu pojaviti i kao dominantna i kao recesivna. Ovaj rezultat nije neočekivan, jer malignitet može biti uzrokovan raznim faktorima i ima složen mehanizam.

Sami ste shvatili kojem tipu tjelesne građe pripadate i kako su raspoređeni ljudski mišići. Vrijeme je da "pogledamo u mišiće"...

Za početak, zapamtite (ko je zaboravio) ili shvatite (ko nije znao) da u našem tijelu postoje tri tipa mišićno tkivo: srčani, glatki (mišići unutrašnje organe) kao i skeletni.

Upravo ćemo skeletne mišiće razmotriti u okviru materijala ove stranice, jer. skeletnih mišića i formira imidž sportiste.

Mišićno tkivo je ćelijska struktura i ono je ćelija kao jedinica mišićno vlakno, sada moramo razmotriti.

Prvo morate razumjeti strukturu bilo koje ljudske ćelije:

Kao što se može vidjeti sa slike, svaka ljudska ćelija ima vrlo složenu strukturu. U nastavku ću dati opće definicije koje će se naći na stranicama ove stranice. Za površinski pregled mišićnog tkiva na ćelijskom nivou bit će dovoljno:

Core- "srce" ćelije, koje sadrži sve nasljedne informacije u obliku DNK molekula. Molekul DNK je polimer koji ima oblik dvostruke spirale. Zauzvrat, spirale su skup nukleotida (monomera) četiri tipa. Svi proteini u našem tijelu su kodirani nizom ovih nukleotida.

citoplazma (sarkoplazma)- u mišićnoj ćeliji) - moglo bi se reći, okruženje u kojem se nalazi jezgro. Citoplazma je ćelijska tečnost (citosol) koja sadrži lizozome, mitohondrije, ribozome i druge organele.

Mitohondrije- organele koje obezbeđuju energetske procese ćelije, kao što su oksidacija masnih kiselina i ugljenih hidrata. Energija se oslobađa tokom oksidacije. Ova energija je usmjerena na ujedinjenje adenezin difosfat (ADP) I treća fosfatna grupa, što rezultira formiranjem Adenezin trifosfat (ATP)- unutarćelijski izvor energije koji podržava sve procese koji se odvijaju u ćeliji (više). Tokom reverzne reakcije, ADP se ponovo formira i energija se oslobađa.

Enzimi- specifične supstance proteinske prirode, koje služe kao katalizatori (akceleratori) hemijskih reakcija, čime značajno povećavaju brzinu hemijskih procesa u našim tijelima.

Lizozomi- vrsta ljuski okruglog oblika koje sadrže enzime (oko 50). Funkcija lizosoma je razgradnja unutarćelijskih struktura uz pomoć enzima i svega što stanica apsorbira izvana.

Ribosomi- najvažnije ćelijske komponente koje služe za formiranje proteinske molekule od aminokiselina. Formiranje proteina je određeno genetskim informacijama ćelije.

ćelijski zid (membrana)- osigurava integritet ćelije i u stanju je da reguliše unutarćelijsku ravnotežu. Membrana je u stanju kontrolirati razmjenu sa okolinom, tj. jedna od njegovih funkcija je blokiranje nekih tvari i transport drugih. Dakle, stanje unutarćelijske sredine ostaje konstantno.

Mišićna ćelija, kao i svaka ćelija u našem telu, takođe ima sve gore opisane komponente, međutim, izuzetno je važno da razumete opštu strukturu određenog mišićnog vlakna, koja je opisana u članku.

Materijali ovog članka zaštićeni su zakonom o autorskim pravima. Kopiranje bez navođenja linka na izvor i obavještavanja autora je ZABRANJENO!

Ljudsko tijelo, kao i tijelo svih višećelijskih organizama, sastoji se od ćelija. U ljudskom tijelu ima mnogo milijardi ćelija - to je njegov glavni strukturni i funkcionalni element.

Kosti, mišići, koža - svi su izgrađeni od ćelija. Ćelije aktivno reagiraju na iritaciju, učestvuju u metabolizmu, rastu, množe se, imaju sposobnost regeneracije i prenosa nasljednih informacija.

Ćelije našeg tijela su veoma raznolike. Mogu biti ravne, okrugle, vretenaste, imaju nastavke. Oblik ovisi o položaju stanica u tijelu i funkcijama koje se obavljaju. Veličine ćelija su takođe različite: od nekoliko mikrometara (mali leukocit) do 200 mikrometara (jajna ćelija). Istovremeno, uprkos ovoj raznolikosti, većina ćelija ima jedan strukturni plan: sastoje se od jezgra i citoplazme, koji su izvana prekriveni staničnom membranom (ljuskom).

U svakoj ćeliji osim crvenih krvnih zrnaca postoji jezgro. Nosi nasljedne informacije i regulira stvaranje proteina. Nasljedne informacije o svim znakovima organizma pohranjene su u molekulima deoksiribonukleinske kiseline (DNK).

DNK je glavna komponenta hromozoma. Kod ljudi postoji 46 hromozoma u svakoj nespolnoj (somatskoj) ćeliji, a 23 hromozoma u zametnoj ćeliji. Hromozomi su jasno vidljivi samo tokom ćelijske diobe. Kada se ćelija podijeli, nasljedne informacije se prenose na ćelije kćeri u jednakim količinama.

Izvana je jezgra okružena nuklearnom membranom, a unutar nje se nalazi jedna ili više nukleola, u kojima se formiraju ribosomi - organele koje osiguravaju sklapanje ćelijskih proteina.

Jezgro je uronjeno u citoplazmu, koja se sastoji od hijaloplazme (od grčkog "hyalinos" - proziran) i organela i inkluzija u njoj. Hijaloplazma formira unutrašnje okruženje ćelije, ujedinjuje sve delove ćelije jedni s drugima, obezbeđuje njihovu interakciju.

Ćelijske organele su trajne ćelijske strukture koji obavljaju određene funkcije. Hajde da se upoznamo sa nekima od njih.

Endoplazmatski retikulum nalikuje složenom lavirintu koji se sastoji od mnogih sitnih tubula, vezikula, vrećica (cisterna). U nekim područjima ribozomi se nalaze na njegovim membranama, takva mreža se naziva granularna (granularna). Endoplazmatski retikulum je uključen u transport supstanci u ćeliji. Proteini se formiraju u granularnom endoplazmatskom retikulumu, a životinjski skrob (glikogen) i masti nastaju u glatkom (bez ribozoma).

Golgijev kompleks je sistem ravnih vreća (cisterna) i brojnih vezikula. Sudjeluje u akumulaciji i transportu tvari koje su nastale u drugim organelama. Ovdje se sintetiziraju i složeni ugljikohidrati.

Mitohondrije su organele čija je glavna funkcija oksidacija organskih spojeva, praćena oslobađanjem energije. Ova energija ide u sintezu molekula adenozin trifosforne kiseline (ATP), koja služi kao svojevrsna univerzalna ćelijska baterija. Energiju sadržanu u LTP-u ćelije zatim koriste za različite procese svoje životne aktivnosti: proizvodnju topline, prijenos nervnih impulsa, kontrakcije mišića i još mnogo toga.

Lizozomi, male sferne strukture, sadrže tvari koje uništavaju nepotrebne, izgubljene ili oštećene dijelove stanice, a također sudjeluju u unutarćelijskoj probavi.

Izvana, ćelija je prekrivena tankom (oko 0,002 µm) ćelijskom membranom koja odvaja sadržaj ćelije od okoline. Glavna funkcija membrane je zaštitna, ali ona također percipira efekte vanjskog okruženja za ćeliju. Membrana nije kontinualna, polupropusna je, neke tvari slobodno prolaze kroz nju, tj. transportna funkcija. Kroz membranu se ostvaruje i komunikacija sa susjednim stanicama.

Vidite da su funkcije organela složene i raznolike. Oni igraju istu ulogu za ćeliju kao i organi za cijeli organizam.

Životni vijek ćelija u našem tijelu je različit. Dakle, neke ćelije kože žive 7 dana, crvena krvna zrnca - do 4 mjeseca, ali koštane ćelije - od 10 do 30 godina.

Ćelija je strukturna i funkcionalna jedinica ljudskog tijela, organele su trajne ćelijske strukture koje obavljaju određene funkcije.

Struktura ćelije

Da li ste znali da takva mikroskopska ćelija sadrži nekoliko hiljada supstanci, koje su, osim toga, uključene u različite hemijske procese.

Ako uzmemo svih 109 elemenata koji se nalaze u Mendeljejevljevom periodičnom sistemu, onda se većina njih nalazi u ćelijama.

Vitalna svojstva ćelija:

Metabolizam - Razdražljivost - Pokret