Koji je glavni sadržaj ćelije. Stanice živih organizama

Elementarna i funkcionalna jedinica svega života na našem planetu je stanica. U ovom ćete članku detaljno naučiti njegovu strukturu, funkcije organela, a također ćete pronaći odgovor na pitanje: "Koja je razlika između strukture biljnih i životinjskih stanica?".

Građa stanice

Znanost koja proučava građu stanice i njezine funkcije naziva se citologija. Unatoč maloj veličini, ovi dijelovi tijela imaju složenu strukturu. Unutra je polutekuća tvar koja se naziva citoplazma. Ovdje prolaze svi vitalni važne procese a nalaze se sastavni dijelovi – organele. U nastavku saznajte više o njihovim značajkama.

Jezgra

Najvažniji dio je jezgra. Od citoplazme je odvojena membranom, koja se sastoji od dvije membrane. Imaju pore kako bi tvari mogle doći iz jezgre u citoplazmu i obrnuto. Unutra je nuklearni sok (karioplazma), koji sadrži nukleolus i kromatin.

Riža. 1. Građa jezgre.

To je jezgra koja kontrolira život stanice i pohranjuje genetske informacije.

Funkcije unutarnjeg sadržaja jezgre su sinteza proteina i RNA. Oni tvore posebne organele - ribosome.

Ribosomi

Nalaze se oko endoplazmatskog retikuluma, a njegovu površinu čine hrapavom. Ponekad su ribosomi slobodno smješteni u citoplazmi. Njihove funkcije uključuju sintezu proteina.

TOP 4 artiklakoji čitaju uz ovo

Endoplazmatski retikulum

EPS može imati hrapavu ili glatku površinu. Hrapava površina nastaje zbog prisutnosti ribosoma na njoj.

Funkcije EPS-a uključuju sintezu proteina i unutarnji transport tvari. Dio formiranih proteina, ugljikohidrata i masti kroz kanale endoplazmatskog retikuluma ulazi u posebne spremnike za skladištenje. Te se šupljine nazivaju Golgijev aparat, predstavljene su u obliku gomila "spremnika", koji su od citoplazme odvojeni membranom.

Golgijev aparat

Najčešće se nalazi u blizini jezgre. Njegove funkcije uključuju pretvorbu proteina i stvaranje lizosoma. U tom kompleksu pohranjuju se tvari koje je sama stanica sintetizirala za potrebe cijelog organizma, a kasnije će se iz njega ukloniti.

Lizosomi su predstavljeni u obliku probavnih enzima, koji su obavijeni membranom u vezikulama i prenose se kroz citoplazmu.

Mitohondriji

Ove organele prekrivene su dvostrukom membranom:

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

Riža. 2. Građa mitohondrija.

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

Stanična stijenka odvaja i štiti unutarnji sadržaj od vanjske okoline. Održava svoj oblik, osigurava međusobnu povezanost s drugim stanicama i osigurava proces metabolizma. Membrana se sastoji od dvostrukog sloja lipida, između kojih su proteini.

Usporedne karakteristike

Povrće i životinjska stanica međusobno se razlikuju po strukturi, veličini i obliku. Naime:

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

Riža. 3. Shema građe biljnih i životinjskih stanica.

Sljedeća tablica pomoći će u sažetku znanja o glavnim dijelovima staničnog organizma:

Tablica "Stanična struktura"

Organoid	Karakteristično	Funkcije
	Ima nuklearnu membranu, unutar koje se nalazi nuklearni sok s jezgrom i kromatinom.	Transkripcija i pohrana DNA.
plazma membrana	Sastoji se od dva sloja lipida, koji su prožeti proteinima.	Štiti sadržaj, osigurava međustanični metabolički procesi, reagira na podražaj.
Citoplazma	Polutekuća masa koja sadrži lipide, proteine, polisaharide itd.	Udruživanje i međudjelovanje organela.
	Membranske vrećice dvije vrste (glatke i hrapave)	Sinteza i transport proteina, lipida, steroida.
Golgijev aparat	Nalazi se u blizini jezgre u obliku vezikula ili membranskih vrećica.	Formira lizosome, uklanja sekrete.
Ribosomi	Imaju proteine ​​i RNA.	Oblik proteina.
Lizosomi	U obliku vrećice unutar koje se nalaze enzimi.	Probava hranjivih tvari i mrtvih dijelova.
Mitohondriji	Izvana su prekrivene membranom, sadrže kriste i brojne enzime.	Stvaranje ATP-a i proteina.
plastide	prekriven opnom. Predstavljaju tri vrste: kloroplasti, leukoplasti, kromoplasti.	Fotosinteza i skladištenje tvari.
	Vrećice sa staničnim sokom.	Regulirajte krvni tlak i zadržite hranjive tvari.
Centriole	Sadrži DNA, RNA, proteine, lipide, ugljikohidrate.	Sudjeluje u procesu fisije, tvoreći fisijsko vreteno.

Što smo naučili?

Živi organizam sastoji se od stanica koje imaju prilično složenu strukturu. Izvana je prekriven gustom ljuskom koja štiti unutarnji sadržaj od utjecaja vanjskog okruženja. Unutra se nalazi jezgra koja regulira sve procese u tijeku i pohranjuje genetski kod. Oko jezgre je citoplazma s organelama, od kojih svaka ima svoje karakteristike i karakteristike.

Tematski kviz

Evaluacija izvješća

Prosječna ocjena: 4.3. Ukupno primljenih ocjena: 2166.

Ćelija- elementarna jedinica živog sustava. Različite strukture žive stanice, koje su odgovorne za obavljanje određene funkcije, nazivaju se organele, kao i organi cijelog organizma. Specifične funkcije u stanici raspoređene su između organela, unutarstaničnih struktura koje imaju određeni oblik, poput stanične jezgre, mitohondrija itd.

Stanične strukture:

Citoplazma. Obavezan dio stanice, zatvoren između plazma membrane i jezgre. Cytosol- Ovo je viskozna vodena otopina raznih soli i organskih tvari, prožeta sustavom proteinskih niti - citoskeleta. Većina kemijskih i fizioloških procesa u stanici odvija se u citoplazmi. Građa: Citosol, citoskelet. Funkcije: uključuje različite organele, unutarnje okruženje stanice
plazma membrana. Svaka stanica životinja, biljaka, ograničena je od okoline ili drugih stanica plazma membranom. Debljina ove membrane je toliko mala (oko 10 nm) da se može vidjeti samo elektronskim mikroskopom.

Lipidi tvore dvostruki sloj u membrani, a proteini prodiru kroz cijelu njezinu debljinu, uronjeni su na različite dubine u lipidni sloj ili se nalaze na vanjskoj i unutarnjoj površini membrane. Građa membrana svih ostalih organela slična je plazma membrani. Struktura: dvostruki sloj lipida, proteina, ugljikohidrata. Funkcije: restrikcija, očuvanje oblika stanice, zaštita od oštećenja, regulator unosa i uklanjanja tvari.

Lizosomi. Lizosomi su membranske organele. Ovalnog su oblika i promjera 0,5 mikrona. Sadrže skup enzima koji razgrađuju organske tvari. Membrana lizosoma je vrlo čvrsta i onemogućuje prodor vlastitih enzima u citoplazmu stanice, ali ako je lizosom oštećen bilo kojim vanjski utjecaji, tada je cijela stanica ili njezin dio uništena.
Lizosomi se nalaze u svim stanicama biljaka, životinja i gljiva.

Provodeći probavu različitih organskih čestica, lizosomi osiguravaju dodatne "sirovine" za kemijske i energetske procese u stanici. Tijekom gladovanja stanice lizosoma probave neke organele bez ubijanja stanice. Takva djelomična probava osigurava stanici potreban minimum hranjivih tvari neko vrijeme. Ponekad lizosomi probavljaju cijele stanice i skupine stanica, što ima bitnu ulogu u razvojnim procesima životinja. Primjer je gubitak repa tijekom transformacije punoglavca u žabu. Struktura: vezikule ovalnog oblika, membrana izvana, enzimi unutra. Funkcije: razgradnja organskih tvari, uništavanje mrtvih organela, uništavanje istrošenih stanica.

Golgijev kompleks. Produkti biosinteze koji ulaze u lumene šupljina i tubula endoplazmatskog retikuluma koncentriraju se i transportiraju u Golgijevom aparatu. Ova organela je veličine 5-10 µm.

Struktura: šupljine okružene membranama (vezikule). Funkcije: nakupljanje, pakiranje, izlučivanje organskih tvari, stvaranje lizosoma

Endoplazmatski retikulum. Endoplazmatski retikulum je sustav za sintezu i transport organskih tvari u citoplazmi stanice, koja je otvorena struktura povezanih šupljina.
Na membrane endoplazmatskog retikuluma pričvršćen je velik broj ribosoma - najmanjih staničnih organela koji izgledaju poput kugle promjera 20 nm. a sastoji se od RNA i proteina. Ribosomi su mjesto gdje se odvija sinteza proteina. Tada novosintetizirani proteini ulaze u sustav šupljina i tubula, kroz koje se kreću unutar stanice. Šupljine, tubuli, tubuli iz membrana, na površini membrana ribosoma. Funkcije: sinteza organskih tvari uz pomoć ribosoma, transport tvari.

Ribosomi. Ribosomi su pričvršćeni na membrane endoplazmatskog retikuluma ili su slobodno smješteni u citoplazmi, raspoređeni su u skupine, a na njima se sintetiziraju proteini. Sastav proteina, ribosomska RNA Funkcije: osigurava biosintezu proteina (sklapanje proteinske molekule iz).
Mitohondriji. Mitohondriji su energetski organeli. Oblik mitohondrija je različit, mogu biti ostali, štapićasti, nitasti s prosječnim promjerom od 1 mikrona. i dugačak 7 µm. Broj mitohondrija ovisi o funkcionalnoj aktivnosti stanice i može doseći desetke tisuća u letećim mišićima insekata. Mitohondriji su izvana omeđeni vanjskom membranom, ispod nje je unutarnja membrana koja tvori brojne izraštaje - kriste.

Unutar mitohondrija nalaze se RNA, DNA i ribosomi. U njezine su membrane ugrađeni specifični enzimi uz pomoć kojih se energija prehrambenih tvari u mitohondrijima pretvara u ATP energiju potrebnu za život stanice i organizma u cjelini.

Membrana, matriks, izdanci – kriste. Funkcije: sinteza molekule ATP-a, sinteza vlastitih proteina, nukleinskih kiselina, ugljikohidrata, lipida, stvaranje vlastitih ribosoma.

plastide. Samo u biljnoj stanici: leukoplasti, kloroplasti, kromoplasti. Funkcije: nakupljanje rezervnih organskih tvari, privlačenje insekata oprašivača, sinteza ATP-a i ugljikohidrata. Kloroplasti imaju oblik diska ili lopte promjera 4-6 mikrona. S dvostrukom membranom - vanjskom i unutarnjom. Unutar kloroplasta nalaze se DNA ribosomi i posebne membranske strukture - grane, povezane međusobno i s unutarnjom membranom kloroplasta. Svaki kloroplast ima oko 50 zrnaca raspoređenih radi boljeg hvatanja svjetlosti. Klorofil se nalazi u granim membranama, zahvaljujući kojima se energija sunčeve svjetlosti pretvara u kemijsku energiju ATP-a. Energija ATP-a koristi se u kloroplastima za sintezu organskih spojeva, prvenstveno ugljikohidrata.
Kromoplasti. Crveni i žuti pigmenti koji se nalaze u kromoplastima daju različitim dijelovima biljke crvenu i žutu boju. mrkva, plodovi rajčice.

Leukoplasti su mjesto nakupljanja rezervne hranjive tvari - škroba. Posebno mnogo leukoplasta ima u stanicama gomolja krumpira. Na svjetlu se leukoplasti mogu pretvoriti u kloroplaste (zbog čega stanice krumpira pozelene). U jesen se kloroplasti pretvaraju u kromoplaste, a zeleno lišće i plodovi postaju žuti i crveni.

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

Stanične inkluzije se pojavljuju u citoplazmi ili nestaju tijekom života stanice.

Guste inkluzije u obliku granula sadrže rezervne hranjive tvari (škrob, bjelančevine, šećere, masti) ili stanične otpadne proizvode koji se još ne mogu ukloniti. Svi plastidi biljnih stanica imaju sposobnost sintetiziranja i nakupljanja rezervnih hranjivih tvari. U biljnim stanicama nakupljanje rezervnih hranjivih tvari događa se u vakuolama.

Zrnca, granule, kapi Funkcije: nepostojane tvorevine koje pohranjuju organsku tvar i energiju

Jezgra. Jezgrina ovojnica dviju membrana, jezgrin sok, nukleolus. Funkcije: pohranjivanje nasljednih informacija u stanici i njezina reprodukcija, sinteza RNA - informacijska, transportna, ribosomska. Spore se nalaze u nuklearnoj membrani, kroz koju se provodi aktivna izmjena tvari između jezgre i citoplazme. Jezgra pohranjuje nasljedne informacije ne samo o svim značajkama i svojstvima određene stanice, o procesima koji bi se trebali odvijati u njoj (na primjer, sinteza proteina), već io karakteristikama organizma u cjelini. Informacije se bilježe u molekulama DNK, koje su glavni dio kromosoma. Jezgra sadrži nukleolus. Jezgra, zbog prisutnosti kromosoma koji sadrže nasljedne informacije, obavlja funkcije središta koje kontrolira sve vitalne aktivnosti i razvoj stanice.

Ćelija- elementarna jedinica strukture i vitalne aktivnosti svih živih organizama (osim virusa, koji se često nazivaju nestaničnim oblicima života), koja ima vlastiti metabolizam, sposobna za neovisno postojanje, samoreprodukciju i razvoj. Svi živi organizmi, poput višestaničnih životinja, biljaka i gljiva, sastoje se od mnogo stanica ili su, poput mnogih protozoa i bakterija, jednostanični organizmi. Grana biologije koja se bavi proučavanjem građe i aktivnosti stanica naziva se citologija. Odnedavno se uvriježilo govoriti i o staničnoj biologiji, odnosno staničnoj biologiji.

struktura stanice Svi stanični oblici života na zemlji mogu se podijeliti u dva kraljevstva na temelju strukture njihovih sastavnih stanica - prokarioti (prednuklearni) i eukarioti (nuklearni). Prokariotske stanice jednostavnije su strukture, očito su nastale ranije u procesu evolucije. Eukariotske stanice - složenije, nastale su kasnije. Stanice koje čine ljudsko tijelo su eukariotske. Unatoč raznolikosti oblika, organizacija stanica svih živih organizama podliježe jedinstvenim strukturnim načelima. Živi sadržaj stanice – protoplast – odvojen je od okoline plazma membranom, odnosno plazmalemom. Unutar stanice ispunjena je citoplazma koja sadrži različite organele i stanične inkluzije, kao i genetski materijal u obliku molekule DNA. Svaki od organela stanice obavlja svoju posebnu funkciju, a svi zajedno određuju vitalnu aktivnost stanice kao cjeline.

prokariotska stanica

prokarioti(od latinskog pro - prije, do i grčkog κάρῠον - jezgra, orah) - organizmi koji, za razliku od eukariota, nemaju formiranu staničnu jezgru i druge unutarnje membranske organele (s iznimkom ravnih spremnika kod fotosintetskih vrsta, na primjer, u cijanobakterije). Jedina velika kružna (kod nekih vrsta - linearna) dvolančana molekula DNA, koja sadrži glavni dio genetskog materijala stanice (tzv. nukleoid) ne tvori kompleks s histonskim proteinima (tzv. kromatin). Prokarioti uključuju bakterije, uključujući cijanobakterije (modrozelene alge) i arheje. Potomci prokariotskih stanica su organele eukariotskih stanica – mitohondriji i plastidi.

eukariotska stanica

eukarioti(eukarioti) (od grč. ευ - dobro, potpuno i κάρῠον - jezgra, orah) - organizmi koji, za razliku od prokariota, imaju dobro oblikovanu staničnu jezgru, omeđenu od citoplazme jezgrinom membranom. Genetski materijal je zatvoren u nekoliko linearnih dvolančanih molekula DNA (ovisno o vrsti organizama, njihov broj po jezgri može varirati od dvije do nekoliko stotina), pričvršćenih iznutra na membranu stanične jezgre i formirajući se u ogromnom prostoru. većina (osim dinoflagelata) kompleks s histonskim proteinima, zvanim kromatin. Eukariotske stanice imaju sustav unutarnjih membrana koje, osim jezgre, tvore i niz drugih organela (endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat itd.). Osim toga, velika većina ima stalne unutarstanične simbionte-prokariote - mitohondrije, a alge i biljke također imaju plastide.

stanična membrana Stanična membrana je vrlo važan dio stanice. Drži zajedno sve stanične komponente i razgraničava unutarnje i vanjsko okruženje. Osim toga, modificirani nabori stanične membrane tvore mnoge stanične organele. Stanična membrana je dvostruki sloj molekula (bimolekularni sloj ili dvosloj). U osnovi, to su molekule fosfolipida i drugih njima bliskih tvari. Molekule lipida imaju dvostruku prirodu, što 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 svojoj površini, sličan uljnom filmu; pritom su sve njihove molekule usmjerene na isti način: glave molekula su u vodi, a repovi ugljikovodika iznad njezine površine. Dva su takva sloja u staničnoj membrani iu svakom od njih su glave molekula okrenute prema van, a repovi su okrenuti unutar membrane, jedan prema drugom, te tako ne dolaze u dodir s vodom. Debljina ove membrane je cca. 7 nm. Osim glavnih lipidnih komponenti, sadrži velike proteinske molekule koje mogu "plutati" u lipidnom dvosloju i smještene su tako da im je jedna strana okrenuta unutar stanice, a druga je u kontaktu s vanjskom okolinom. Neki proteini nalaze se samo na vanjskoj ili samo na unutarnjoj površini membrane ili su samo djelomično uronjeni u lipidni dvosloj.

Glavni funkcija stanične membrane Regulira transport tvari u stanicu i iz nje. Budući da je membrana fizički donekle slična ulju, tvari topive u ulju ili organskim otapalima, poput etera, lako prolaze kroz nju. Isto vrijedi i za plinove poput kisika i ugljičnog dioksida. U isto vrijeme, membrana je praktički nepropusna za većinu tvari topljivih u vodi, posebno za šećere i soli. Zbog tih svojstava sposoban je održavati kemijski okoliš unutar stanice koji se razlikuje od vanjskog. Na primjer, u krvi je visoka koncentracija natrijevih iona, a niska kalijevih iona, dok su u unutarstaničnoj tekućini ti ioni prisutni u suprotnom omjeru. Slična je situacija tipična za mnoge druge kemijske spojeve. Očito, međutim, stanica se ne može potpuno izolirati od okoline, jer mora primiti tvari potrebne za metabolizam i riješiti se njegovih krajnjih proizvoda. Osim toga, lipidni dvosloj nije potpuno nepropustan čak ni za tvari topljive u vodi, već za takozvane "slojeve" koji prodiru u njega. Proteini koji stvaraju kanale stvaraju pore, odnosno kanale, koji se mogu otvarati i zatvarati (ovisno o promjeni konformacije proteina) i u otvorenom stanju provode određene ione (Na+, K+, Ca2+) duž koncentracijskog gradijenta. Posljedično, razlika u koncentracijama unutar i izvan stanice ne može se održati samo zbog niske propusnosti membrane. Zapravo, sadrži proteine ​​koji obavljaju funkciju molekularne "pumpe": oni transportiraju određene tvari u stanicu i iz nje, radeći suprotno koncentracijskom gradijentu. Kao rezultat toga, kada je koncentracija, na primjer, aminokiselina visoka unutar stanice, a niska izvan stanice, aminokiseline se još uvijek mogu prenijeti izvana prema unutra. Takav se prijenos naziva aktivnim transportom i na njega se troši energija dobivena metabolizmom. Membranske pumpe su vrlo specifične: svaka od njih može transportirati ili samo ione određenog metala, ili aminokiseline, ili šećera. Specifični su i membranski ionski kanali. Takva selektivna propusnost je fiziološki vrlo važna, a njezin nedostatak je prvi dokaz smrti stanice. To se lako može ilustrirati na primjeru cikle. Ako se živi korijen repe uroni u hladna voda, tada zadržava svoj pigment; ako se cikla kuha, tada stanice odumiru, postaju lako propusne i gube pigment, zbog čega voda postaje crvena. Velike molekule poput proteina stanice mogu "progutati". Pod utjecajem nekih proteina, ako su prisutni u tekućini koja okružuje stanicu, dolazi do invaginacije stanične membrane, koja se zatim zatvara, stvarajući mjehurić - malu vakuolu koja sadrži vodu i proteinske molekule; nakon toga dolazi do pucanja membrane oko vakuole, a sadržaj ulazi u stanicu. Taj se proces naziva pinocitoza (doslovno "ispijanje stanica") ili endocitoza. Veće čestice, poput čestica hrane, mogu se apsorbirati na sličan način tijekom tzv. fagocitoza. U pravilu je vakuola nastala tijekom fagocitoze veća, a hranu probavljaju enzimi lizosoma unutar vakuole dok ne pukne membrana koja je okružuje. Ova vrsta prehrane tipična je za protozoe, na primjer, za amebe koje jedu bakterije. Međutim, sposobnost fagocitoze karakteristična je i za crijevne stanice nižih životinja i za fagocite - jednu od vrsta bijelih krvnih stanica (leukocita) kralješnjaka. U potonjem slučaju, smisao ovog procesa nije u prehrani samih fagocita, već u uništavanju bakterija, virusa i drugih stranih tvari štetnih za tijelo. Funkcije vakuola mogu biti različite. Na primjer, protozoe koje žive u slatkoj vodi doživljavaju stalan osmotski dotok vode, budući da je koncentracija soli unutar stanice puno veća nego izvana. Sposobni su izlučivati ​​vodu u posebnu izlučujuću (kontraktilnu) vakuolu, koja povremeno izbacuje njezin sadržaj. U biljnim stanicama često postoji jedna velika središnja vakuola koja zauzima gotovo cijelu stanicu; citoplazma tvori samo vrlo tanak sloj između stanične stijenke i vakuole. Jedna od funkcija takve vakuole je nakupljanje vode, što omogućuje stanici brzo povećanje veličine. Ova sposobnost je posebno potrebna u vrijeme kada biljnog tkiva rastu i stvaraju fibrozne strukture. U tkivima, na mjestima tijesnog spoja stanica, njihove membrane sadrže brojne pore koje tvore proteini koji prodiru kroz membranu - tzv. veze. Pore ​​susjednih stanica nalaze se jedna nasuprot drugoj, tako da se tvari niske molekularne težine mogu kretati od stanice do stanice - ovaj kemijski komunikacijski sustav koordinira njihovu vitalnu aktivnost. Jedan primjer takve koordinacije je više ili manje sinkrona dioba susjednih stanica opažena u mnogim tkivima.

Citoplazma

U citoplazmi postoje unutarnje membrane slične vanjskoj i tvore organele različite vrste. Ove se membrane mogu smatrati naborima vanjske membrane; ponekad unutarnje membrane čine cjelinu s vanjskom, ali često je unutarnji nabor zapetljan, pa je kontakt s vanjskom membranom prekinut. Međutim, čak i ako se održi kontakt, unutarnja i vanjska membrana nisu uvijek kemijski identične. Osobito se razlikuje sastav membranskih proteina u različitim staničnim organelama.

Građa citoplazme

Tekuća komponenta citoplazme naziva se i citosol. Pod svjetlosnim mikroskopom činilo se da je stanica ispunjena nečim poput tekuće plazme ili sola, u kojem jezgra i druge organele "plutaju". Zapravo nije. Unutarnji prostor eukariotske stanice je strogo uređen. Kretanje organela koordinira se uz pomoć specijaliziranih transportnih sustava, tzv. mikrotubula, koji služe kao unutarstanične "ceste" i posebnih proteina dineina i kinezina, koji imaju ulogu "motora". Odvojene proteinske molekule također ne difundiraju slobodno kroz cijeli intracelularni prostor, već se usmjeravaju u potrebne odjeljke pomoću posebnih signala na svojoj površini, koje prepoznaju transportni sustavi stanice.

Endoplazmatski retikulum

U eukariotskoj stanici postoji sustav membranskih odjeljaka (cjevčica i spremnika) koji prelaze jedan u drugi, a koji se naziva endoplazmatski retikulum (ili endoplazmatski retikulum, EPR ili EPS). Taj dio EPR-a, na čije su membrane ribosomi pričvršćeni, naziva se granularni (ili grubi) endoplazmatski retikulum, a na njegovim membranama se odvija sinteza proteina. Oni odjeljci, na čijim stijenkama nema ribosoma, nazivaju se glatkim (ili agranularnim) ER, koji sudjeluje u sintezi lipida. Unutarnji prostori glatkog i granularnog ER nisu izolirani, već prelaze jedan u drugi i komuniciraju s lumenom nuklearne membrane.

Golgijev aparat

Golgijev aparat je skup cisterni s ravnom membranom, blago proširenih bliže rubovima. U spremnicima Golgijevog aparata sazrijevaju neki proteini sintetizirani na membranama granularnog ER-a namijenjeni sekreciji ili stvaranju lizosoma. Golgijev aparat je asimetričan - spremnici koji se nalaze bliže staničnoj jezgri (cis-Golgi) sadrže najmanje zrele proteine, membranske vezikule - vezikule, koje pupaju iz endoplazmatskog retikuluma, kontinuirano su pričvršćene na te spremnike. Očigledno, uz pomoć istih vezikula, odvija se daljnje kretanje proteina sazrijevanja iz jednog rezervoara u drugi. Na kraju, vezikule koje sadrže potpuno zrele proteine ​​pupaju sa suprotnog kraja organele (trans-Golgi).

Jezgra

Jezgra je okružena dvostrukom membranom. Vrlo uzak (oko 40 nm) prostor između dviju membrana naziva se perinuklearnim. Membrane jezgre prelaze u membrane endoplazmatskog retikuluma, a perinuklearni prostor otvara se u retikularni. Tipično, nuklearna membrana ima vrlo uske pore. Očito se kroz njih prenose velike molekule, poput glasničke RNA, koja se sintetizira na DNA i zatim ulazi u citoplazmu. Glavnina genetskog materijala nalazi se u kromosomima stanične jezgre. Kromosomi se sastoje od dugih lanaca dvolančane DNA, na koje su vezani bazični (tj. alkalni) proteini. Ponekad kromosomi imaju nekoliko identičnih niti DNA koje leže jedna do druge - takvi se kromosomi nazivaju politeni (multifilamentni). Broj kromosoma u različiti tipovi nejednako. Diploidne stanice ljudskog tijela sadrže 46 kromosoma, odnosno 23 para. U stanici koja se ne dijeli, kromosomi su pričvršćeni na jednoj ili više točaka za nuklearnu membranu. U normalnom nespiraliziranom stanju, kromosomi su toliko tanki da nisu vidljivi pod svjetlosnim mikroskopom. Na određenim lokusima (područjima) jednog ili više kromosoma nastaje gusto tijelo prisutno u jezgrama većine stanica – tzv. jezgrica. U jezgrici se sintetizira i nakuplja RNA koja služi za izgradnju ribosoma, ali i nekih drugih vrsta RNA.

Lizosomi

Lizosomi su male vezikule okružene jednom membranom. Oni pupaju iz Golgijevog aparata i moguće iz endoplazmatskog retikuluma. Lizosomi sadrže razne enzime koji razgrađuju velike molekule, posebice proteine. Zbog svog destruktivnog djelovanja ti su enzimi takoreći "zaključani" u lizosomima i otpuštaju se samo po potrebi. Dakle, tijekom unutarstanične probave, enzimi se oslobađaju iz lizosoma u probavne vakuole. Lizosomi su također neophodni za uništavanje stanica; na primjer, tijekom transformacije punoglavca u odraslu žabu, oslobađanje lizosomskih enzima osigurava uništavanje stanica repa. U ovom slučaju to je normalno i korisno za tijelo, ali ponekad je takvo uništavanje stanica patološko. Na primjer, kada se udiše azbestna prašina, ona može ući u stanice pluća, a zatim pucaju lizosomi, stanice se uništavaju i razvija se bolest pluća.

citoskelet

Elementi citoskeleta uključuju proteinske fibrilarne strukture smještene u citoplazmi stanice: mikrotubule, aktin i intermedijarne filamente. Mikrotubuli sudjeluju u transportu organela, dio su bičeva, a mitotičko vreteno izgrađeno je od mikrotubula. Aktinski filamenti bitni su za održavanje oblika stanice, pseudopodijske reakcije. Čini se da je uloga intermedijarnih filamenata također održavanje strukture stanice. Proteini citoskeleta čine nekoliko desetaka posto mase staničnog proteina.

Centriole

Centriole su cilindrične proteinske strukture smještene u blizini jezgre životinjskih stanica (biljke nemaju centriole). Centriola je cilindar, čiju bočnu površinu čini devet nizova mikrotubula. Broj mikrotubula u skupu može varirati za različite organizme od 1 do 3. Oko centriola nalazi se takozvano središte organizacije citoskeleta, područje u kojem su grupirani minus krajevi mikrotubula stanice. Prije diobe stanica sadrži dva centriola smještena pod pravim kutom jedan prema drugom. Tijekom mitoze, oni se razilaze na različite krajeve stanice, tvoreći polove vretena diobe. Nakon citokineze, svaka stanica kćer dobiva jedan centriol, koji se udvostručuje za sljedeću diobu. Udvostručenje centriola ne događa se dijeljenjem, već sintezom nove strukture okomito na postojeću. Čini se da su centrioli homologni bazalnim tijelima flagela i cilija.

Mitohondriji

Mitohondriji su posebne stanične organele čija je glavna funkcija sinteza ATP-a, univerzalnog nositelja energije. Disanje (apsorpcija kisika i oslobađanje ugljičnog dioksida) također se događa zahvaljujući enzimskim sustavima mitohondrija. Unutarnji lumen mitohondrija, koji se naziva matriks, omeđen je od citoplazme dvjema membranama, vanjskom i unutarnjom, između kojih se nalazi međumembranski prostor. Unutarnja membrana mitohondrija tvori nabore, takozvane kriste. Matrica sadrži razne enzime uključene u disanje i sintezu ATP-a. Vodikov potencijal unutarnje mitohondrijske membrane od središnje je važnosti za sintezu ATP-a. Mitohondriji imaju svoj DNA genom i prokariotske ribosome, što svakako ukazuje na simbiotsko podrijetlo ovih organela. Nisu svi mitohondrijski proteini kodirani u mitohondrijskoj DNA, većina geni mitohondrijskih proteina nalaze se u nuklearnom genomu, a njihovi odgovarajući produkti se sintetiziraju u citoplazmi i zatim transportiraju u mitohondrije. Mitohondrijski genomi razlikuju se po veličini: na primjer, ljudski mitohondrijski genom sadrži samo 13 gena. Najveći broj mitohondrijskih gena (97) od proučavanih organizama nalazi se u praživotinji Reclinomonas americana.

Kemijski sastav stanice

Obično 70-80% stanične mase čini voda, u kojoj su otopljene razne soli i organski spojevi niske molekulske mase. Najkarakterističnije komponente stanice su proteini i nukleinske kiseline. Neki proteini su strukturne komponente stanice, drugi su enzimi, tj. katalizatori koji određuju brzinu i smjer kemijskih reakcija koje se odvijaju u stanicama. Nukleinske kiseline služe kao nositelji nasljedne informacije, koja se ostvaruje u procesu unutarstanične sinteze proteina. Stanice često sadrže određenu količinu rezervnih tvari koje služe kao rezerva hrane. Biljne stanice prvenstveno pohranjuju škrob, polimerni oblik ugljikohidrata. U stanicama jetre i mišića pohranjen je još jedan polimer ugljikohidrata, glikogen. Masnoća je također među uobičajenim namirnicama, iako neke masnoće imaju drugačiju funkciju, naime služe kao najvažnije strukturne komponente. Proteini u stanicama (s izuzetkom stanica sjemena) obično nisu pohranjeni. Nemoguće je opisati tipičan sastav stanice, prvenstveno zato što postoje velike razlike u količini uskladištene hrane i vode. Jetrene stanice sadrže npr. 70% vode, 17% bjelančevina, 5% masti, 2% ugljikohidrata i 0,1% nukleinskih kiselina; preostalih 6% su soli i organski spojevi niske molekularne težine, posebice aminokiseline. Biljne stanice obično sadrže manje proteina, znatno više ugljikohidrata i nešto više vode; iznimka su stanice koje miruju. Mirujuća stanica pšeničnog zrna, koja je izvor hranjivih tvari za embrij, sadrži cca. 12% proteina (uglavnom uskladištenih proteina), 2% masti i 72% ugljikohidrata. Količina vode doseže normalna razina(70-80%) samo na početku klijanja zrna.

Metode proučavanja stanice

svjetlosni mikroskop.

U proučavanju oblika i strukture stanica prvi instrument bio je svjetlosni mikroskop. Njegova je razlučivost ograničena na dimenzije usporedive s valnom duljinom svjetlosti (0,4-0,7 mikrona za vidljivo svjetlo). Međutim, mnogi elementi stanične strukture mnogo su manji. Druga poteškoća je u tome što je većina staničnih komponenti prozirna i njihov indeks loma gotovo je isti kao kod vode. Za poboljšanje vidljivosti često se koriste bojila koja imaju različite afinitete za različite stanične komponente. Bojanje se također koristi za proučavanje kemije stanice. Na primjer, neke se boje vežu pretežno na nukleinske kiseline i time otkrivaju svoju lokalizaciju u stanici. Manji dio boja – nazivaju se intravitalnim – može se koristiti za bojenje živih stanica, no obično se stanice moraju prethodno fiksirati (upotrebom tvari koje koaguliraju protein) i tek tada se mogu bojati. Prije testiranja, stanice ili komadići tkiva obično se stavljaju u parafin ili plastiku, a zatim se mikrotomom režu na vrlo tanke dijelove. Ova metoda se široko koristi u kliničkim laboratorijima za otkrivanje tumorskih stanica. Uz konvencionalnu svjetlosnu mikroskopiju, razvijene su i druge optičke metode za proučavanje stanica: fluorescentna mikroskopija, fazno-kontrastna mikroskopija, spektroskopija i analiza rendgenske difrakcije.

Elektronski mikroskop.

Elektronski mikroskop ima rezoluciju od cca. 1-2 nm. To je dovoljno za proučavanje velikih proteinskih molekula. Obično je potrebno predmet obojiti i kontrastirati metalnim solima ili metalima. Iz tog razloga, ali i zato što se predmeti ispituju u vakuumu, samo mrtve stanice mogu se proučavati elektronskim mikroskopom.

Ako se mediju doda radioaktivni izotop koji su stanice apsorbirale tijekom metabolizma, tada se autoradiografijom može detektirati njegova intracelularna lokalizacija. U ovoj se metodi tanki dijelovi stanica stavljaju na film. Film potamni ispod onih mjesta gdje postoje radioaktivni izotopi.

centrifugiranje.

Za biokemijsko istraživanje staničnih komponenti, stanice moraju biti uništene – mehanički, kemijski ili ultrazvukom. Oslobođene komponente su suspendirane u tekućini i mogu se izolirati i pročistiti centrifugiranjem (najčešće u gradijentu gustoće). Tipično, takve pročišćene komponente zadržavaju visoku biokemijsku aktivnost.

stanične kulture.

Neka se tkiva mogu podijeliti u pojedinačne stanice na takav način da stanice ostanu žive i često se mogu razmnožavati. Ova činjenica konačno potvrđuje ideju o stanici kao jedinici života. Spužva, primitivni višestanični organizam, može se trljanjem kroz sito podijeliti na stanice. Nakon nekog vremena te se stanice rekombiniraju i formiraju spužvu. Tkiva životinjskih embrija mogu se natjerati na odvajanje 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 stanice mogu rasti i razmnožavati se izvan tijela u odgovarajućem okruženju. Ovu tehniku, nazvanu kultura stanica, usavršio je francuski biolog A. Carrel (1873-1959). Biljne stanice također se mogu uzgajati u kulturi, ali u usporedbi sa životinjskim stanicama, one tvore veće nakupine i jače su povezane jedna s drugom, pa se tijekom rasta kulture stvara tkivo, a ne pojedinačne stanice. U kulturi stanica, cijela odrasla biljka, poput mrkve, može se uzgojiti iz jedne stanice.

Mikrokirurgija.

Uz pomoć mikromanipulatora pojedini dijelovi stanice mogu se uklanjati, dodavati ili na neki način modificirati. Velika stanica amebe može se podijeliti na tri glavne komponente – staničnu membranu, citoplazmu i jezgru, a zatim se te komponente mogu ponovno sastaviti i dobiti živa stanica. Na taj način se mogu dobiti umjetne stanice koje se sastoje od komponenti različitih vrsta ameba. S obzirom na to da je neke stanične komponente moguće sintetizirati umjetno, pokusi sastavljanja umjetnih stanica mogli bi biti prvi korak prema stvaranju novih oblika života u laboratoriju. Budući da se svaki organizam razvija iz jedne stanice, način dobivanja umjetnih stanica u načelu omogućuje konstrukciju organizama određenog tipa, ako se pritom koriste komponente koje su malo drugačije od onih koje se nalaze u trenutno postojećim stanicama. U stvarnosti, međutim, nije potrebna potpuna sinteza svih staničnih komponenti. Struktura većine, ako ne i svih, komponenti stanice određena je nukleinskim kiselinama. Tako se problem stvaranja novih organizama svodi na sintezu novih vrsta nukleinskih kiselina i njihovu zamjenu prirodnih nukleinskih kiselina u određenim stanicama.

spajanje stanica.

Druga vrsta umjetnih stanica može se dobiti fuzijom stanica iste ili različite vrste. Da bi se postigla fuzija, stanice su izložene virusnim enzimima; u ovom slučaju, vanjske površine dviju stanica se slijepe, a membrana između njih kolabira i nastaje stanica u kojoj su dva niza kromosoma zatvorena u jednoj jezgri. Stanice se mogu isušiti različiti tipovi ili na različite faze podjela. Koristeći ovu metodu, moguće je dobiti hibridne stanice miša i kokoši, čovjeka i miša, čovjeka i žabe krastače. Takve su stanice samo u početku hibridne, a nakon brojnih staničnih dioba gube većinu kromosoma bilo jedne ili druge vrste. Konačni proizvod postaje, na primjer, u biti stanica miša, u kojoj ljudski geni nedostaju ili su prisutni samo u malim količinama. Posebno je zanimljivo spajanje normalnih i malignih stanica. U nekim slučajevima hibridi postaju zloćudni, u drugima ne; oba svojstva mogu se pojaviti i kao dominantna i kao recesivna. Ovaj rezultat nije neočekivan, jer malignost može biti uzrokovana različitim čimbenicima i ima složen mehanizam.

Sami ste shvatili kojoj vrsti tjelesne građe pripadate i kako su ljudski mišići raspoređeni. Vrijeme je da se "pogleda u mišiće"...

Za početak zapamtite (tko je zaboravio) ili shvatite (tko nije znao) da u našem tijelu postoje tri vrste mišićno tkivo: srčani, glatki (mišići unutarnji organi) kao i skeletni.

To su skeletni mišići koje ćemo razmotriti u okviru materijala ove stranice, jer. skeletne mišiće i formira sliku sportaša.

Mišićno tkivo je stanična struktura i to je stanica kao jedinica mišićno vlakno, sada moramo razmotriti.

Prvo morate razumjeti strukturu bilo koje ljudske stanice:

Kao što se može vidjeti sa slike, svaka ljudska stanica ima vrlo složenu strukturu. U nastavku ću dati opće definicije koje će se naći na stranicama ove stranice. Za površno ispitivanje mišićnog tkiva na staničnoj razini bit će dovoljno:

Jezgra- "srce" stanice, koje sadrži sve nasljedne informacije u obliku molekula DNA. Molekula DNA je polimer koji ima oblik dvostruke spirale. Zauzvrat, spirale su skup nukleotida (monomera) od četiri vrste. Svi proteini u našem tijelu kodirani su slijedom ovih nukleotida.

citoplazma (sarkoplazma)- u mišićnoj stanici) - moglo bi se reći, okolina u kojoj se nalazi jezgra. Citoplazma je stanična tekućina (citosol) koja sadrži lizosome, mitohondrije, ribosome i druge organele.

Mitohondriji- organele koje osiguravaju energetske procese stanice, poput oksidacije masnih kiselina i ugljikohidrata. Tijekom oksidacije oslobađa se energija. Ova energija je usmjerena na ujedinjenje adenezin difosfat (ADP) I treća fosfatna skupina, što rezultira stvaranjem Adenezin trifosfat (ATP)- unutarstanični izvor energije koji podržava sve procese koji se odvijaju u stanici (više). Tijekom reverzne reakcije ponovno nastaje ADP i oslobađa se energija.

Enzimi- specifične tvari proteinske prirode, koje služe kao katalizatori (akceleratori) kemijskih reakcija, čime značajno povećavaju brzinu kemijskih procesa u našem tijelu.

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

Ribosomi- najvažnije stanične komponente koje služe za stvaranje proteinske molekule od aminokiselina. Stvaranje proteina određeno je genetskom informacijom stanice.

Stanična stijenka (membrana)- osigurava cjelovitost stanice i sposoban je regulirati unutarstaničnu ravnotežu. Membrana je u stanju kontrolirati razmjenu s okolinom, tj. jedna od njegovih funkcija je blokiranje nekih tvari i prijenos drugih. Dakle, stanje unutarstaničnog okoliša ostaje konstantno.

Mišićna stanica, kao i svaka stanica u našem tijelu, također ima sve gore opisane komponente, međutim, izuzetno je važno da razumijete opću strukturu pojedinog mišićnog vlakna, koja je opisana u članku.

Materijali ovog članka zaštićeni su zakonom o autorskim pravima. ZABRANJENO kopiranje bez navođenja poveznice na izvor i najave autora!

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

Kosti, mišići, koža – svi su građeni od stanica. Stanice aktivno reagiraju na iritaciju, sudjeluju u metabolizmu, rastu, množe se, imaju sposobnost regeneracije i prijenosa nasljednih informacija.

Stanice našeg tijela vrlo su raznolike. Mogu biti ravne, okrugle, vretenaste, imati procese. Oblik ovisi o položaju stanica u tijelu i funkcijama koje obavljaju. Veličine stanica također su različite: od nekoliko mikrometara (mali leukocit) do 200 mikrometara (jajna stanica). U isto vrijeme, unatoč ovoj raznolikosti, većina stanica ima jedan strukturni plan: sastoje se od jezgre i citoplazme, koji su izvana prekriveni staničnom membranom (ljuskom).

U svakoj stanici osim crvenih krvnih stanica postoji jezgra. Nosi nasljedne informacije i regulira stvaranje proteina. Nasljedne informacije o svim znakovima organizma pohranjene su u molekulama deoksiribonukleinske kiseline (DNK).

DNK je glavna komponenta kromosoma. U čovjeka se u svakoj nespolnoj (somatskoj) stanici nalazi 46 kromosoma, a u spolnoj stanici 23 kromosoma. Kromosomi su jasno vidljivi samo tijekom stanične diobe. Kada se stanica dijeli, nasljedne informacije se prenose na stanice kćeri u jednakim količinama.

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

Jezgra je uronjena u citoplazmu, koja se sastoji od hijaloplazme (od grčkog "hyalinos" - prozirna) i organela i inkluzija u njoj. Hijaloplazma tvori unutarnje okruženje stanice, ujedinjuje sve dijelove stanice jedni s drugima, osigurava njihovu interakciju.

Stanični organeli su trajni stanične strukture koji obavljaju određene funkcije. Upoznajmo se s nekima od njih.

Endoplazmatski retikulum nalikuje složenom labirintu kojeg čine mnogi sićušni tubuli, vezikule, vrećice (cisterne). U nekim područjima ribosomi se nalaze na njegovim membranama, takva se mreža naziva granularna (granularna). Endoplazmatski retikulum sudjeluje u transportu tvari u stanici. U zrnatom endoplazmatskom retikulumu nastaju bjelančevine, a u glatkom (bez ribosoma) životinjski škrob (glikogen) i masti.

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

Mitohondriji su organele čija je glavna funkcija oksidacija organskih spojeva uz oslobađanje energije. Ta energija odlazi na sintezu molekula adenozin trifosforne kiseline (ATP), koja služi kao svojevrsna univerzalna stanična baterija. Energiju sadržanu u LTP stanice zatim koriste za različite procese svoje životne aktivnosti: proizvodnju topline, prijenos živčanih impulsa, kontrakcije mišića i još mnogo toga.

Lizosomi, male kuglaste strukture, sadrže tvari koje uništavaju nepotrebne, izgubljene ili oštećene dijelove stanice, a također sudjeluju u unutarstaničnoj probavi.

Izvana je stanica prekrivena tankom (oko 0,002 µm) staničnom membranom koja odvaja sadržaj stanice od okoline. Glavna funkcija membrane je zaštitna, ali ona također percipira učinke vanjske okoline za stanicu. Membrana nije kontinuirana, ona je polupropusna, neke tvari slobodno prolaze kroz nju, tj. obavlja i transportna funkcija. Preko membrane se također odvija komunikacija sa susjednim stanicama.

Vidite da su funkcije organela složene i raznolike. Za stanicu imaju istu ulogu koju organi imaju za cijeli organizam.

Životni vijek stanica u našem tijelu je različit. Dakle, neke stanice kože žive 7 dana, crvene krvne stanice - do 4 mjeseca, ali stanice kostiju - od 10 do 30 godina.

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

Građa stanice

Jeste li znali da takva mikroskopska stanica sadrži nekoliko tisuća tvari, koje su, osim toga, također uključene u razne kemijske procese.

Ako uzmemo svih 109 elemenata koji se nalaze u Mendeljejevom periodnom sustavu, onda se većina njih nalazi u stanicama.

Vitalna svojstva stanica:

Metabolizam - Razdražljivost - Kretanje