Élő tűzcella szerkezetének eleme. Az emberi sejt felépítése. Jelentős különbségek a növényi és állati sejtek között

Az élő szervezetek kémiai összetétele

Az élő szervezetek kémiai összetétele két formában fejezhető ki: atomi és molekuláris formában. Az atomi (elemi) összetétel az élő szervezetekben lévő elemek atomjainak arányát mutatja. A molekuláris (anyag) összetétel az anyagok molekuláinak arányát tükrözi.

A kémiai elemek a sejtek részei ionok és szervetlen és szerves anyagok molekulái formájában. A sejtben a legfontosabb szervetlen anyagok a víz és az ásványi sók, a legfontosabb szerves anyagok a szénhidrátok, lipidek, fehérjék és nukleinsavak.

A víz minden élő szervezet domináns alkotóeleme. A legtöbb élő szervezet sejtjeinek átlagos víztartalma körülbelül 70%.

Az ásványi sók vizes sejtoldatban kationokká és anionokká disszociálnak. A legfontosabb kationok a K+, Ca2+, Mg2+, Na+, NHJ, anionok a Cl-, SO2-, HPO2-, H2PO-, HCO-, NO-.

Szénhidrát - szerves vegyületek, amelyek egy vagy több egyszerű cukormolekulából állnak. Az állati sejtekben a szénhidráttartalom 1-5%, egyes növényi sejtekben pedig eléri a 70%-ot.

Lipidek - zsírok és zsírszerű szerves vegyületek, vízben gyakorlatilag nem oldódnak. Tartalmuk a különböző sejtekben nagyon változó: 2-3-tól 50-90%-ig a növényi magvak sejtjeiben és az állatok zsírszövetében.

Mókusok olyan biológiai heteropolimerek, amelyek monomerjei aminosavak. Csak 20 aminosav vesz részt a fehérjék képződésében. Ezeket alapvetőnek vagy alapvetőnek nevezik. Az aminosavak egy része nem szintetizálódik állatokban és emberekben, és növényi élelmiszerekből kell beszerezni (ezeket esszenciálisnak nevezik).

Nukleinsavak. Kétféle nukleinsav létezik: DNS és RNS. A nukleinsavak olyan polimerek, amelyek monomerjei nukleotidok.

Sejtszerkezet

A sejtelmélet megjelenése

• Robert Hooke 1665-ben fedezte fel a sejteket egy parafa metszetben, és először használta a „sejt” kifejezést.
• Anthony van Leeuwenhoek egysejtű szervezeteket fedezett fel.
• Matthias Schleiden 1838-ban és Thomas Schwann 1839-ben fogalmazta meg a sejtelmélet alapelveit. Azonban tévesen azt hitték, hogy a sejtek elsődleges, nem sejtes anyagból származnak.
• Rudolf Virchow 1858-ban bebizonyította, hogy minden sejt más sejtekből sejtosztódás útján jön létre.

A sejtelmélet alapelvei

1. A sejt minden élőlény szerkezeti egysége. Minden élő szervezet sejtekből áll (a vírusok kivételével).
2. A sejt minden élőlény funkcionális egysége. A sejt az életfunkciók teljes komplexumát mutatja be.
3. A sejt minden élőlény fejlődési egysége. Új sejtek csak az eredeti (anya) sejt osztódása következtében jönnek létre.
4. A sejt minden élőlény genetikai egysége. A sejt kromoszómái az egész szervezet fejlődéséről tartalmaznak információkat.
5. Minden szervezet sejtje hasonló kémiai összetételben, szerkezetben és funkcióban.

A sejtes szervezetek típusai

Az élő szervezetek közül csak a vírusok nem rendelkeznek sejtszerkezettel. Az összes többi organizmust sejtes életformák képviselik. A sejtszerveződésnek két típusa van: prokarióta és eukarióta. A prokarióták közé tartoznak a baktériumok, az eukarióták közé növények, gombák és állatok.

A prokarióta sejtek viszonylag egyszerűek. Magjuk nincs, azt a területet, ahol a citoplazmában a DNS található, nukleoidnak nevezik, az egyetlen DNS molekula kör alakú és nem kapcsolódik fehérjékhez, a sejtek kisebbek, mint az eukarióta sejtek, a sejtfal egy glikopeptidet - mureint tartalmaz, nincsenek membránszervecskék, funkciójukat a plazmamembrán invaginációi látják el, a riboszómák kicsik, Nincsenek mikrotubulusok, így a citoplazma mozdulatlan, a csillók és flagellák sajátos szerkezetűek.

Az eukarióta sejteknek van egy magja, amelyben a kromoszómák találhatók - fehérjékhez kapcsolódó lineáris DNS-molekulák; a citoplazmában különféle membránszervecskék találhatók.

A növényi sejteket vastag cellulóz sejtfal, plasztidok és egy nagy központi vakuólum jellemzi, amely a sejtmagot a perifériára helyezi. A magasabb rendű növények sejtközpontja nem tartalmaz centriolokat. A raktározó szénhidrát a keményítő.

A gombás sejteknek kitint tartalmazó sejtfaluk van, központi vakuólumuk van a citoplazmában, és nincsenek plasztidok. Csak néhány gombánál van centriólum a sejtközpontban. A fő tartalék szénhidrát a glikogén.

Az állati sejtek általában vékony sejtfallal rendelkeznek, nem tartalmaznak plasztidokat és központi vakuolumot; a sejtközpontot centriól jellemzi. A tároló szénhidrát a glikogén.

Az eukarióta sejt felépítése

Egy tipikus eukarióta sejt három összetevőből áll: a membránból, a citoplazmából és a sejtmagból.

Sejt membrán

Kívül a sejtet egy membrán veszi körül, melynek alapja a plazmamembrán, vagyis plazmalemma, amelynek jellemző szerkezete és vastagsága 7,5 nm.

A sejtmembrán fontos és nagyon sokrétű funkciókat lát el: meghatározza és fenntartja a sejt alakját; védi a sejtet a károsító biológiai anyagok behatolásának mechanikai hatásaitól; számos molekuláris jel (például hormonok) vételét végzi; korlátozza a sejt belső tartalmát; szabályozza a sejt és a környezet közötti anyagcserét, biztosítva az intracelluláris összetétel állandóságát; részt vesz az intercelluláris kontaktusok és a citoplazma különféle specifikus nyúlványainak (mikrovillák, csillók, flagellák) kialakításában.

Az állati sejtek membránjában található szénkomponenst glikokalixnek nevezik.

Az anyagcsere a sejt és környezete között folyamatosan zajlik. Az anyagok sejtbe és onnan történő szállításának mechanizmusa a szállított részecskék méretétől függ. A kis molekulákat és ionokat a sejt közvetlenül a membránon keresztül szállítja aktív és passzív transzport formájában.

Típustól és iránytól függően endocitózist és exocitózist különböztetünk meg.

A szilárd és nagy részecskék felszívódását és felszabadulását fagocitózisnak, illetve fordított fagocitózisnak, a folyékony vagy oldott részecskéket pinocitózisnak és fordított pinocitózisnak nevezzük.

Citoplazma

A citoplazma a sejt belső tartalma, és hialoplazmából és a benne elhelyezkedő különféle intracelluláris struktúrákból áll.

A hialoplazma (mátrix) szervetlen és szerves anyagok vizes oldata, amely megváltoztathatja viszkozitását és állandó mozgásban van. A citoplazma mozgatásának vagy áramlásának képességét ciklózisnak nevezik.

A mátrix egy aktív környezet, amelyben számos fizikai és kémiai folyamat játszódik le, és amely a sejt összes elemét egyetlen rendszerré egyesíti.

A sejt citoplazmatikus szerkezetét zárványok és organellumok képviselik. A zárványok viszonylag instabilak, bizonyos típusú sejtekben az élet bizonyos pillanataiban megtalálhatók, például tápanyag-utánpótlásként (keményítőszemcsék, fehérjék, glikogéncseppek) vagy a sejtből felszabaduló termékekként. Az organellumok a legtöbb sejt állandó és nélkülözhetetlen alkotóelemei, sajátos szerkezettel rendelkeznek, és létfontosságú funkciót látnak el.

Az eukarióta sejt membránszervecskéi közé tartozik az endoplazmatikus retikulum, a Golgi-készülék, a mitokondriumok, a lizoszómák és a plasztidok.

Endoplazmatikus retikulum. A citoplazma teljes belső zónája számos kis csatornával és üreggel van kitöltve, amelyek falai a plazmamembránhoz hasonló szerkezetű membránok. Ezek a csatornák elágaznak, összekapcsolódnak egymással és egy hálózatot alkotnak, amelyet endoplazmatikus retikulumnak neveznek.

Az endoplazmatikus retikulum szerkezetét tekintve heterogén. Két típusa ismert: szemcsés és sima. A szemcsés hálózat csatornáinak és üregeinek membránjain sok kis kerek test - riboszóma található, amelyek durva megjelenést kölcsönöznek a membránoknak. A sima endoplazmatikus retikulum membránjai nem hordoznak riboszómákat a felületükön.

Az endoplazmatikus retikulum sokféle funkciót lát el. A szemcsés endoplazmatikus retikulum fő funkciója a fehérjeszintézisben való részvétel, amely a riboszómákban fordul elő.

A lipidek és szénhidrátok szintézise a sima endoplazmatikus retikulum membránjain megy végbe. Mindezek a szintézistermékek felhalmozódnak a csatornákban és üregekben, majd a sejt különböző organellumába szállítják, ahol elfogynak, vagy sejtzárványként felhalmozódnak a citoplazmában. Az endoplazmatikus retikulum köti össze a sejt fő organellumait.

Golgi készülék

Számos állati sejtben, például az idegsejtekben, a sejtmag körül elhelyezkedő összetett hálózat formáját ölti. A növények és protozoonok sejtjeiben a Golgi-készüléket egyedi sarló- vagy rúd alakú testek képviselik. Ennek az organellumnak a szerkezete hasonló a növényi és állati szervezetek sejtjeiben, alakjának változatossága ellenére.

A Golgi-készülék a következőket tartalmazza: membránokkal határolt üregek, amelyek csoportokban helyezkednek el (5-10); nagy és kis buborékok találhatók az üregek végein. Mindezek az elemek egyetlen komplexumot alkotnak.

A Golgi-készülék számos fontos funkciót lát el. A sejt szintetikus tevékenységének termékei - fehérjék, szénhidrátok és zsírok - az endoplazmatikus retikulum csatornáin keresztül jutnak hozzá. Mindezek az anyagok először felhalmozódnak, majd kis és nagy buborékok formájában bejutnak a citoplazmába, és vagy magában a sejtben hasznosulnak élete során, vagy eltávolítják onnan és felhasználják a szervezetben. Például az emlős hasnyálmirigy sejtjeiben emésztőenzimek szintetizálódnak, amelyek az organellum üregeiben halmozódnak fel. Ezután enzimekkel teli buborékok képződnek. A sejtekből a hasnyálmirigy-csatornába választódnak ki, ahonnan a bélüregbe áramlanak. Ennek az organellumnak egy másik fontos funkciója, hogy membránjain zsírok és szénhidrátok (poliszacharidok) szintézise zajlik, amelyek a sejtben hasznosulnak, és amelyek a membránok részét képezik. A Golgi-készülék aktivitásának köszönhetően a plazmamembrán megújulása és növekedése következik be.

Mitokondriumok

A legtöbb állati és növényi sejt citoplazmája kis testeket (0,2-7 mikron) - mitokondriumokat (görög "mitos" - fonal, "kondrium" - gabona, szemcse) tartalmaz.

A mitokondriumok jól láthatóak egy fénymikroszkópban, amellyel megvizsgálhatjuk alakjukat, elhelyezkedésüket, megszámolhatjuk a számukat. A mitokondriumok belső szerkezetét elektronmikroszkóppal vizsgálták. A mitokondriális héj két membránból áll - külső és belső. A külső membrán sima, nem képez ráncokat, kinövéseket. A belső membrán éppen ellenkezőleg, számos redőt képez, amelyek a mitokondriális üregbe irányulnak. A belső membrán redőit cristae-nak (latin „crista” - gerinc, kinövés) nevezik.A cristae száma a különböző sejtek mitokondriumaiban változó. Több tíztől több százig lehet belőlük, különösen sok crista az aktívan működő sejtek mitokondriumában, például izomsejtekben.

A mitokondriumokat a sejtek „erőműveinek” nevezik, mivel fő funkciójuk az adenozin-trifoszforsav (ATP) szintézise. Ez a sav minden szervezet sejtjének mitokondriumában szintetizálódik, és univerzális energiaforrás, amely a sejt és az egész szervezet létfontosságú folyamataihoz szükséges.

Az új mitokondriumok a sejtben már meglévő mitokondriumok osztódásával jönnek létre.

Lizoszómák

Kis kerek testek. Mindegyik lizoszómát membrán választja el a citoplazmától. A lizoszómában olyan enzimek találhatók, amelyek lebontják a fehérjéket, zsírokat, szénhidrátokat és nukleinsavakat.

A lizoszómák megközelítik a citoplazmába került táplálékrészecskét, összeolvadnak vele, és egy emésztési vakuólum képződik, melyben lizoszóma enzimekkel körülvett táplálékrészecske található. Az élelmiszer-részecskék emésztése során keletkező anyagok bejutnak a citoplazmába, és a sejt felhasználja őket.

A tápanyagok aktív emésztésének képességével rendelkező lizoszómák részt vesznek a létfontosságú tevékenység során elpusztuló sejtrészek, egész sejtek és szervek eltávolításában. A sejtben folyamatosan új lizoszómák képződnek. A lizoszómákban lévő enzimek, mint bármely más fehérje, a citoplazma riboszómáin szintetizálódnak. Ezek az enzimek azután az endoplazmatikus retikulumon keresztül eljutnak a Golgi-készülékbe, amelynek üregeiben lizoszómák képződnek. Ebben a formában a lizoszómák belépnek a citoplazmába.

Plasztidok

A plasztidok minden növényi sejt citoplazmájában megtalálhatók. Az állati sejtekben nincsenek plasztidok. A plasztidoknak három fő típusa van: zöld - kloroplasztiszok; piros, narancssárga és sárga - kromoplasztok; színtelen - leukoplasztok.

A legtöbb sejthez olyan organellák is szükségesek, amelyeknek nincs membránszerkezetük. Ide tartoznak a riboszómák, mikrofilamentumok, mikrotubulusok és a sejtközpont.

Riboszómák. A riboszómák minden élőlény sejtjében megtalálhatók. Ezek 15-20 nm átmérőjű mikroszkopikus kerek testek. Minden riboszóma két egyenlőtlen méretű részecskéből áll, kicsi és nagy.

Egy sejt sok ezer riboszómát tartalmaz, amelyek vagy a szemcsés endoplazmatikus retikulum membránjain helyezkednek el, vagy szabadon fekszenek a citoplazmában. A riboszómák fehérjéket és RNS-t tartalmaznak. A riboszómák funkciója a fehérjeszintézis. A fehérjeszintézis egy összetett folyamat, amelyet nem egy riboszóma, hanem egy egész csoport hajt végre, beleértve akár több tucat egyesített riboszómát is. A riboszómák ezt a csoportját poliszómának nevezik. A szintetizált fehérjék először az endoplazmatikus retikulum csatornáiban és üregeiben halmozódnak fel, majd az organellumokba és sejthelyekbe kerülnek, ahol elfogyasztják őket. Az endoplazmatikus retikulum és a membránjain található riboszómák egyetlen berendezést képviselnek a fehérjék bioszintézisében és szállításában.

Mikrotubulusok és mikrofilamentumok

Különböző kontraktilis fehérjékből álló fonalszerű struktúrák, amelyek meghatározzák a sejt motoros funkcióit. A mikrotubulusok üreges hengereknek tűnnek, amelyek falai fehérjékből - tubulinokból állnak. A mikrofilamentumok nagyon vékony, hosszú, fonalszerű szerkezetek, amelyek aktinból és miozinból állnak.

A mikrotubulusok és mikrofilamentumok átjárják a sejt teljes citoplazmáját, kialakítva annak citoszkeletonját, ami ciklózist, az organellumok intracelluláris mozgását, a kromoszómák divergenciáját okozza a maganyag osztódása során stb.

Sejtközpont (centroszóma). Az állati sejtekben a sejtmag közelében található a sejtközpontnak nevezett organellum. A sejtközpont fő része két kis testből áll - centriolokból, amelyek a sűrűsödött citoplazma kis területén helyezkednek el. Mindegyik centriole legfeljebb 1 µm hosszú henger alakú. A centriolok fontos szerepet játszanak a sejtosztódásban; részt vesznek az osztóorsó kialakításában.

Az evolúció folyamatában a különböző sejtek alkalmazkodtak a különböző körülmények között élni és meghatározott funkciókat ellátva. Ehhez speciális organellumok jelenléte kellett bennük, amelyeket a fentebb tárgyalt általános célú organoidokkal ellentétben specializáltnak neveznek. Ide tartoznak a protozoák összehúzódó vakuólái, izomrost-miofibrillumok, idegfibrillumok és idegsejtek szinaptikus vezikulumai, hámsejtek mikrobolyhjai, egyes protozoonok csillói és flagellái.

Mag

A sejtmag az eukarióta sejtek legfontosabb alkotóeleme. A legtöbb sejtnek egy magja van, de többmagvú sejt is található (számos protozoonban, gerincesek vázizomzatában). Egyes nagyon speciális sejtek elvesztik magjukat (például emlős vörösvértestek).

A mag általában gömbölyű vagy ovális alakú, ritkábban lehet szegmentált vagy fusiform. A mag egy nukleáris burokból és karioplazmából áll, amely kromatint (kromoszómákat) és sejtmagokat tartalmaz.

A magburkot két membrán (külső és belső) alkotja, és számos pórust tartalmaz, amelyeken keresztül különböző anyagok cserélődnek a sejtmag és a citoplazma között.

A karioplazma (nukleoplazma) egy zselészerű oldat, amely különféle fehérjéket, nukleotidokat, ionokat, valamint kromoszómákat és magot tartalmaz.

A nucleolus egy kicsi, kerek test, intenzíven festődött, és nem osztódó sejtek magjában található. A nucleolus funkciója az rRNS szintézise és a fehérjékkel való összekapcsolása, azaz. riboszomális alegységek összeállítása.

A kromatin csomók, szemcsék és fonalas szerkezetek, amelyeket DNS-molekulák alkotnak olyan fehérjékkel komplexben, amelyek bizonyos színezékekkel specifikusan megfestettek. A kromatinon belüli DNS-molekulák különböző szakaszai eltérő mértékű helikalizációval rendelkeznek, ezért különböznek a színintenzitásban és a genetikai aktivitás természetében. A kromatin a genetikai anyag létezésének egyik formája a nem osztódó sejtekben, és lehetőséget ad a benne található információ megkettőzésére és megvalósítására. A sejtosztódás során a DNS spirálok és a kromatin struktúrák kromoszómákat alkotnak.

A kromoszómák sűrű, intenzíven festett struktúrák, amelyek a genetikai anyag morfológiai szerveződésének egységei, és biztosítják annak pontos eloszlását a sejtosztódás során.

Az egyes biológiai fajok sejtjeiben a kromoszómák száma állandó. Általában a testsejtek magjában (szomatikus) a kromoszómák párban jelennek meg, a csírasejtekben nem párban. A csírasejtek egyetlen kromoszómakészletét haploidnak (n), míg a szomatikus sejtekben lévő kromoszómakészletet diploidnak (2n) nevezzük. A különböző organizmusok kromoszómái mérete és alakja eltérő.

Egy adott típusú élő szervezet sejtjeinek diploid kromoszómakészletét, amelyet a kromoszómák száma, mérete és alakja jellemez, kariotípusnak nevezzük. A szomatikus sejtek kromoszómakészletében a páros kromoszómákat homológnak, a különböző párokból származó kromoszómákat nem homológnak nevezzük. A homológ kromoszómák méretüket, alakjukat és összetételüket tekintve azonosak (az egyik az anyai szervezettől, a másik az apai szervezettől öröklődik). A kariotípus részét képező kromoszómák szintén fel vannak osztva autoszómákra vagy nem nemi kromoszómákra, amelyek azonosak a férfi és női egyedekben, valamint heterokromoszómákra vagy nemi kromoszómákra, amelyek részt vesznek az ivar meghatározásában, és különböznek a férfiakban és a nőkben. Az emberi kariotípust 46 kromoszóma (23 pár) képviseli: 44 autoszóma és 2 nemi kromoszóma (a nőstényeknek két egyforma X kromoszómája van, a férfiaknak X és Y kromoszómák).

A sejtmag tárolja és megvalósítja a genetikai információkat, irányítja a fehérje bioszintézis folyamatát, és a fehérjéken keresztül minden más életfolyamatot. A sejtmag részt vesz az örökletes információ leánysejtek közötti replikációjában és elosztásában, és ennek következtében a sejtosztódás és a szervezet fejlődési folyamatainak szabályozásában.

A sejt egyetlen élő rendszer, amely két elválaszthatatlanul összekapcsolt részből áll - a citoplazmából és a sejtmagból (XII. színes táblázat).

Citoplazma- ez a belső félfolyékony környezet, amelyben a sejtmag és a sejt összes organellumja található. Finomszemcsés szerkezetű, számos vékony szál hatol át. Vizet, oldott sókat és szerves anyagokat tartalmaz. A citoplazma fő funkciója, hogy egyesüljön, és biztosítsa a sejtmag és a sejt összes organellumának kölcsönhatását.

Külső membrán vékony filmréteg veszi körül a sejtet, amely két fehérjerétegből áll, amelyek között egy zsírréteg található. Számos kis pórus hatja át, amelyeken keresztül ionok és molekulák cseréje megy végbe a sejt és a környezet között. A membrán vastagsága 7,5-10 nm, a pórusátmérő 0,8-1 nm. A növényekben rostmembrán képződik a tetején. A külső membrán fő funkciói a sejt belső környezetének korlátozása, megóvása a károsodástól, az ionok és molekulák áramlásának szabályozása, az anyagcseretermékek és szintetizált anyagok (titkok) eltávolítása, a sejtek és szövetek összekapcsolása (a kinövések és redők miatt). ). A külső membrán biztosítja a nagy részecskék behatolását a sejtbe fagocitózissal (lásd az „Állattan” - „Protozoák”, „Anatómia” - „Vér”) fejezeteket. Hasonló módon a sejt folyadékcseppeket szív fel - pinocytosis (a görög „pino” szóból - ital).

Endoplazmatikus retikulum(EPS) csatornák és üregek összetett rendszere, amely membránokból áll, és áthatol a teljes citoplazmán. Kétféle EPS létezik - szemcsés (durva) és sima. A szemcsés hálózat membránjain sok apró test található - riboszóma; egy sima hálózatban nincsenek. Az EPS fő ​​funkciója a sejt által termelt fő szerves anyagok szintézisében, felhalmozódásában és szállításában való részvétel. A fehérjét szemcsés EPS-ben, a szénhidrátokat és zsírokat pedig sima EPS-ben szintetizálják.

Riboszómák- kisméretű, 15-20 nm átmérőjű testek, amelyek két részecskéből állnak. Minden cellában több százezer van belőlük. A legtöbb riboszóma a szemcsés ER membránján, néhány pedig a citoplazmában található. Fehérjékből és r-RNS-ből állnak. A riboszómák fő funkciója a fehérjeszintézis.

Mitokondriumok- ezek kis testek, 0,2-0,7 mikron méretűek. Számuk egy sejtben eléri a több ezret. Gyakran megváltoztatják alakjukat, méretüket és elhelyezkedésüket a citoplazmában, és a legaktívabb részükre költöznek. A mitokondrium külső borítása két háromrétegű membránból áll. A külső membrán sima, a belső membrán számos kinövést képez, amelyeken a légző enzimek találhatók. A mitokondriumok belső üregét folyadék tölti ki, amelyben riboszómák, DNS és RNS található. Új mitokondriumok keletkeznek, amikor a régiek osztódnak. A mitokondriumok fő funkciója az ATP szintézis. Kis mennyiségű fehérjét, DNS-t és RNS-t szintetizálnak.

Plasztidok csak a növényi sejtekre jellemző. A plasztidoknak három típusa van - kloroplasztok, kromoplasztok és leukoplasztok. Képesek kölcsönös átmenetre egymásba. A plasztidok hasadással szaporodnak.

Kloroplasztok(60) zöld színűek és ovális alakúak. Méretük 4-6 mikron. A felszínről minden kloroplasztot két háromrétegű membrán határol - külső és belső. Belseje folyadékkal van töltve, amelyben több tucat speciális, egymással összefüggő hengeres szerkezet található - grána, valamint riboszómák, DNS és RNS. Mindegyik grána több tucat egymásra helyezett lapos membránzsákból áll. Keresztmetszetében lekerekített alakú, átmérője 1 mikron. Az összes klorofill a gránákban koncentrálódik, bennük megy végbe a fotoszintézis folyamata. A keletkező szénhidrátok először a kloroplasztiszban halmozódnak fel, majd bejutnak a citoplazmába, onnan pedig a növény más részeibe.

Kromoplasztok meghatározza a virágok, gyümölcsök és őszi levelek piros, narancssárga és sárga színét. A sejt citoplazmájában sokrétű kristályok formájában vannak.

Leukoplasztok színtelen. A növények színtelen részein (szár, gumó, gyökér) találhatók, és kerek vagy rúd alakúak (5-6 mikron nagyságúak). Tartalék anyagok rakódnak le bennük.

Sejtközpontállatok és alacsonyabb rendű növények sejtjeiben található. Két kis hengerből áll - centriolokból (körülbelül 1 μm átmérőjű), amelyek egymásra merőlegesek. Faluk rövid csövekből áll, az üreget félig folyékony anyag tölti ki. Fő szerepük az orsó kialakítása és a kromoszómák egyenletes eloszlása ​​a leánysejtek között.

Golgi komplexus Nevét arról az olasz tudósról kapta, aki először fedezte fel az idegsejtekben. Változatos formájú, membránokkal határolt üregekből, azokból kinyúló csövekből és a végükön elhelyezkedő hólyagokból áll. Fő funkciója az endoplazmatikus retikulumban szintetizált szerves anyagok felhalmozódása és kiválasztódása, a lizoszómák képzése.

Lizoszómák- kerek testek, amelyek átmérője körülbelül 1 mikron. A felszínen a lizoszómát háromrétegű membrán határolja, benne egy olyan enzimkomplex található, amely képes a szénhidrátok, zsírok és fehérjék lebontására. Egy sejtben több tucat lizoszóma található. A Golgi komplexben új lizoszómák képződnek. Fő funkciójuk a sejtbe fagocitózis útján bekerült élelmiszerek megemésztése és az elhalt organellumok eltávolítása.

A mozgás organoidjai- flagella és csillók - sejtkinövések, és azonos szerkezetűek az állatokban és a növényekben (közös eredetük). A többsejtű állatok mozgását izomösszehúzódások biztosítják. Az izomsejt fő szerkezeti egysége a miofibrillumok - vékony, több mint 1 cm hosszú, 1 mikron átmérőjű szálak, amelyek az izomrost mentén kötegekben helyezkednek el.

Sejtzárványok- szénhidrátok, zsírok és fehérjék - a sejt nem állandó alkotóelemei közé tartoznak. Időnként szintetizálódnak, tartalék anyagokként felhalmozódnak a citoplazmában, és a szervezet létfontosságú tevékenységének folyamatában használják fel.

A szénhidrátok a keményítőszemekben (növényekben) és a glikogénben (állatokban) koncentrálódnak. Sok belőlük található a májsejtekben, a burgonyagumókban és más szervekben. A zsírok cseppek formájában halmozódnak fel növényi magvakban, bőr alatti szövetekben, kötőszövetekben stb. A fehérjék szemek formájában rakódnak le az állati tojásokban, növényi magvakban és más szervekben.

Mag- a sejt egyik legfontosabb organellumja. A citoplazmától két háromrétegű membránból álló magburok választja el, amelyek között egy keskeny félfolyékony anyagcsík található. A magmembrán pórusain keresztül anyagok cserélődnek a sejtmag és a citoplazma között. A mag üregét maglé tölti meg. Tartalmaz egy magot (egyet vagy többet), kromoszómákat, DNS-t, RNS-t, fehérjéket és szénhidrátokat. A mag egy kerek test, mérete 1-10 mikron vagy nagyobb; RNS-t szintetizál. A kromoszómák csak az osztódó sejtekben láthatók. Az interfázisú (nem osztódó) magban vékony, hosszú kromatinszálak (DNS-fehérje kapcsolatok) formájában vannak jelen. Ezek örökletes információkat tartalmaznak. A kromoszómák száma és alakja minden állat- és növényfajban szigorúan meghatározott. A szomatikus sejtek, amelyek minden szervet és szövetet alkotnak, diploid (kettős) kromoszómakészletet tartalmaznak (2n); nemi sejtek (ivarsejtek) - haploid (egyetlen) kromoszómakészlet (n). A szomatikus sejt magjában a kromoszómák diploid halmaza jön létre párosított (azonos) homológ kromoszómák. Különböző párok kromoszómái (nem homológ) alakban, elhelyezkedésben különböznek egymástól centromerekÉs másodlagos szűkületek.

Prokarióták- ezek kisméretű, primitíven elrendezett sejtekkel rendelkező organizmusok, világosan meghatározott sejtmag nélkül. Ide tartoznak a kék-zöld algák, baktériumok, fágok és vírusok. A vírusok olyan DNS- vagy RNS-molekulák, amelyek fehérjeköpennyel vannak bevonva. Olyan kicsik, hogy csak elektronmikroszkóppal láthatók. Hiányoznak belőlük a citoplazma, a mitokondriumok és a riboszómák, ezért nem képesek az életükhöz szükséges fehérjét és energiát szintetizálni. Egy élő sejtben és idegen szerves anyagok és energia felhasználásával normálisan fejlődnek.

Eukarióták- nagyobb, tipikus sejtekkel rendelkező organizmusok, amelyek az összes fő organellát tartalmazzák: sejtmag, endoplazmatikus retikulum, mitokondriumok, riboszómák, Golgi-komplex, lizoszómák és mások. Az eukarióták közé tartozik minden más növényi és állati szervezet. Sejtjeik hasonló típusú felépítésűek, ami meggyőzően bizonyítja eredetük egységét.

Terv: I. Citológia. II. Sejtszerkezet: 1. membrán; 2. mag; 3. citoplazma: a) organellumok: 1. endoplazmatikus retikulum; 2.riboszómák; 3. Golgi komplexum; 4.lizoszómák; 5.sejtközpont; 6.energia organellumok. b) sejtzárványok: 1. szénhidrátok; 2. zsírok; 3. fehérjék. III. Sejtfunkciók: 1. sejtosztódás; 2. anyagcsere: a) képlékeny anyagcsere; b) energiaanyagcsere. 3. ingerlékenység; 4. a szerves anyagok szerepe a sejtfunkciók megvalósításában: a) fehérjék; b) szénhidrátok; c) zsírok; d) nukleinsavak: 1. DNS; 2. RNS; d) ATP. IV. Új felfedezések a sejtek területén. V. Habarovszki citológusok. VI. Következtetés Citológia. A citológia (görögül "cytos" - sejt, "logos" - tudomány) a sejtek tudománya. A citológia a sejtek szerkezetét és kémiai összetételét, a sejtek funkcióit az állatok és növények szervezetében, a sejtek szaporodását és fejlődését, a sejtek környezeti feltételekhez való alkalmazkodását vizsgálja. A modern citológia összetett tudomány. A legszorosabb kapcsolatban áll más biológiai tudományokkal, például a botanikával, az állattannal, a fiziológiával, a szerves világ evolúciójának tanulmányozásával, valamint a molekuláris biológiával, kémiával, fizikával és matematikával. A citológia a fiatal biológiai tudományok közé tartozik, életkora körülbelül 100 év. A „sejt” kifejezés körülbelül 300 éves. A sejtet mint az élőlények legfontosabb egységét vizsgálva a citológia számos biológiai tudományágban központi helyet foglal el. Az organizmusok sejtszerkezetének vizsgálata a 17. században kezdõdött mikroszkóppal, a 19. században az egész szerves világra egységes sejtelmélet született (T. Schwann, 1839). A 20. században a citológia gyors fejlődését új módszerek segítették elő: elektronmikroszkópia, izotóp indikátorok, sejttenyésztés stb. A „sejt” elnevezést az angol R. Hooke javasolta még 1665-ben, de csak a XIX. megkezdődött a szisztematikus tanulmányozása. Annak ellenére, hogy a sejtek különféle élőlények és szervek (baktériumok, peték, vörösvértestek, idegek stb.) részei lehetnek, sőt önálló (protozoán) organizmusként is létezhetnek, szerkezetükben és funkciójukban sok hasonlóságot találtak. Bár az egyetlen sejt az élet legegyszerűbb formája, szerkezete meglehetősen összetett... Sejtszerkezet. A sejtek az intercelluláris anyagban helyezkednek el, amely biztosítja mechanikai szilárdságukat, táplálkozásukat és légzésüket. Minden sejt fő része a citoplazma és a sejtmag. A sejtet több molekularétegből álló membrán borítja, amely biztosítja az anyagok szelektív permeabilitását. A citoplazma apró struktúrákat, úgynevezett organellumokat tartalmaz. A sejtszervecskék a következők: endoplazmatikus retikulum, riboszómák, mitokondriumok, lizoszómák, Golgi komplexum, sejtközpont. Membrán. Ha egy növény sejtjét, például egy hagymagyökerét, mikroszkóppal megvizsgálja, látni fogja, hogy azt egy viszonylag vastag membrán veszi körül. Az óriási tintahal axonjában jól látható egy teljesen más jellegű héj. De nem a burok dönti el, hogy mely anyagokat engedjük meg, és melyeket ne lépjenek be az axonba. A sejthéj egy további „földi sáncként” szolgál, amely körülveszi és védi a fő erődfalat - a sejtmembránt automata kapuival, szivattyúival, speciális „megfigyelőivel”, csapdáival és egyéb csodálatos eszközökkel. „A membrán a sejt erődfala”, de csak abban az értelemben, hogy bezárja és védi a sejt belső tartalmát. A növényi sejt elválasztható a külső héjtól. A baktériumok membránja elpusztulhat. Akkor úgy tűnhet, hogy egyáltalán nem különülnek el a környező oldattól - csak zselédarabok belső zárványokkal. Az új fizikai módszerek, elsősorban az elektronmikroszkópia nemcsak a membrán jelenlétének biztos megállapítását tette lehetővé, hanem egyes részleteinek vizsgálatát is. A sejt belső tartalma és membránja főként azonos atomokból áll. Ezek az atomok - szén, oxigén, hidrogén, nitrogén - a periódusos rendszer elején helyezkednek el. Egy vékony metszet elektronfotóján a membránsejtek két sötét vonalként láthatók. Ezekről a képekről pontosan lemérhető a membrán teljes vastagsága. Csak 70-80 A-nek felel meg (1A = 10-8 cm), azaz. 10 ezerszer kisebb, mint egy emberi hajszál vastagsága. Tehát a sejtmembrán egy nagyon finom molekulaszita. A membrán azonban egy nagyon sajátos szita. Pórusai inkább egy középkori város erődfalának hosszú szűk járataira emlékeztetnek. Ezeknek a járatoknak a magassága és szélessége tízszer kisebb, mint a hosszuk. Ezenkívül a lyukak nagyon ritkák ezen a szitán - egyes sejtekben a pórusok a membrán területének csak egy milliomod részét foglalják el. Ez csak egy lyuknak felel meg a liszt szitálására szolgáló hagyományos szőrszita területén, pl. A szokásos szempontból a membrán egyáltalán nem szita. Mag. A sejtmag a sejt legláthatóbb és legnagyobb organellumája, amely először felkeltette a kutatók figyelmét. A sejtmagot (latinul nucleus, görögül karion) Robert Brown skót tudós fedezte fel 1831-ben. Egy kibernetikus rendszerhez hasonlítható, ahol nagyon kis mennyiségben hatalmas mennyiségű információ tárolása, feldolgozása és a citoplazmába történő továbbítása történik. A mag nagy szerepet játszik az öröklődésben. A sejtmag a sejttest integritásának helyreállítása (regeneráció) funkcióját is ellátja, és a sejt összes létfontosságú funkciójának szabályozója. A mag alakja leggyakrabban gömb alakú vagy tojásdad. A mag legfontosabb összetevője a kromatin (a görög krómból - szín, szín) - olyan anyag, amely könnyen festhető nukleáris festékekkel. A sejtmagot a citoplazmától kettős membrán választja el, amely közvetlenül kapcsolódik az endoplazmatikus retikulumhoz és a Golgi komplexhez. A nukleáris membránon pórusok találhatók, amelyeken keresztül (valamint a külső citoplazmatikus membránon) egyes anyagok könnyebben átjutnak, mint mások, pl. pórusok biztosítják a membrán szelektív permeabilitását. A mag belső tartalma maglé, amely kitölti a sejtmag szerkezetei közötti teret. A mag mindig tartalmaz egy vagy több sejtmagot. A riboszómák a sejtmagban képződnek. Ezért közvetlen kapcsolat van a sejtaktivitás és a sejtmagok mérete között: minél aktívabban mennek végbe a fehérjebioszintézis folyamatai, annál nagyobbak a sejtmagok, és fordítva, azokban a sejtekben, ahol a fehérjeszintézis korlátozott, a magvak vagy nagyon kicsik, ill. teljesen hiányzik. A sejtmag fonalszerű struktúrákat tartalmaz, amelyeket kromoszómáknak neveznek. Az emberi test sejtmagja (a nemi kromoszómák kivételével) 46 kromoszómát tartalmaz. A kromoszómák a test örökletes hajlamainak hordozói, amelyeket a szülőktől az utódokhoz továbbítanak. A legtöbb sejt egy magot tartalmaz, de vannak többmagvú sejtek is (májban, izmokban stb.). A sejtmag eltávolítása életképtelenné teszi a sejtet. Citoplazma. A citoplazma félig folyékony nyálkás, színtelen massza, amely 75-85% vizet, 10-12% fehérjét és aminosavat, 4-6% szénhidrátot, 2-3% zsírt és lipidet, 1% szervetlen és egyéb anyagokat tartalmaz. A sejt citoplazmatikus tartalma mozgásra képes, ami hozzájárul az organellumok optimális elhelyezkedéséhez, a jobb biokémiai reakciókhoz, az anyagcseretermékek felszabadulásához stb. A citoplazmaréteg különféle képződményeket alkot: csillók, flagellák, felszíni kinövések A citoplazmát a külső plazmamembránhoz kapcsolódó, egymással összefüggő tubulusokból, hólyagokból és lapított tasakokból álló összetett hálórendszer hatol át. Ezt a hálózati rendszert vakuoláris rendszernek nevezik. Organoidok. A citoplazma számos legkisebb sejtszerkezetet - organellumokat tartalmaz, amelyek különféle funkciókat látnak el. Az organellumok biztosítják a sejt létfontosságú tevékenységét. Endoplazmatikus retikulum. Ennek az organellumnak a neve a citoplazma központi részében elhelyezkedő helyét tükrözi (görög. "endon" - belül). Az EPS egy nagyon elágazó rendszer tubulusokból, csövekből, vezikulákból, különböző méretű és alakú ciszternákból, amelyeket membránok határolnak el a sejt citoplazmájából. Az EPS kétféle: szemcsés, tubulusokból és ciszternákból áll, amelyek felülete szemcsékkel (granulátummal) van szórva és agranuláris, azaz. sima (szemcsék nélkül). Az endoplazmatikus retikulumban lévő gránák nem mások, mint riboszómák. Érdekesség, hogy az állati embriók sejtjeiben elsősorban szemcsés EPS, a felnőtt formákban pedig agranuláris EPS figyelhető meg. Annak ismeretében, hogy a citoplazmában található riboszómák a fehérjeszintézis helyszínéül szolgálnak, feltételezhető, hogy az aktív fehérjét szintetizáló sejtekben a granulált EPS dominál. Úgy gondolják, hogy az agranuláris hálózat nagyobb mértékben van jelen azokban a sejtekben, ahol a lipidek (zsírok és zsírszerű anyagok) aktív szintézise zajlik. Mindkét típusú endoplazmatikus retikulum nemcsak a szerves anyagok szintézisében vesz részt, hanem felhalmozódik és rendeltetési helyére szállítja azokat, szabályozza a sejt és környezete közötti anyagcserét. Riboszómák. A riboszómák nem membrános sejtszervecskék, amelyek ribonukleinsavból és fehérjéből állnak. Belső szerkezetük nagyrészt rejtély marad. Elektronmikroszkópban kerek vagy gomba alakú szemcséknek tűnnek. Minden riboszómát egy barázda oszt fel nagy és kis részekre (alegységekre). Gyakran több riboszómát egy speciális ribonukleinsav (RNS) köt össze, amelyet hírvivő RNS-nek (mRNS) neveznek. A riboszómák azt az egyedülálló funkciót látják el, hogy fehérjemolekulákat szintetizálnak aminosavakból. Golgi komplexus. A bioszintézis termékek belépnek az ER üregeinek és tubulusainak lumenébe, ahol egy speciális készülékbe koncentrálódnak - a Golgi komplexbe, amely a mag közelében található. A Golgi-komplex részt vesz a bioszintetikus termékek sejtfelszínre történő szállításában és a sejtből való eltávolításában, a lizoszómák képzésében stb. A Golgi-komplexumot Camilio Golgi (1844-1926) olasz citológus fedezte fel, és 1898-ban „Golgi-komplexumnak (készüléknek) nevezték el. A riboszómákban termelődő fehérjék bejutnak a Golgi komplexbe, és amikor egy másik organellumnak szüksége van rájuk, a Golgi komplex egy része leválik, és a fehérje a kívánt helyre kerül. Lizoszómák. A lizoszómák (a görög „lyseo” szóból – feloldódik és „soma” – test) ovális alakú sejtszervecskék, amelyeket egyrétegű membrán vesz körül. Egy sor enzimet tartalmaznak, amelyek elpusztítják a fehérjéket, szénhidrátokat és lipideket. Ha a lizoszóma membránja megsérül, az enzimek elkezdik lebontani és elpusztítani a sejt belső tartalmát, és az elpusztul. Sejtközpont. A sejtközpont az osztódásra képes sejtekben figyelhető meg. Két rúd alakú testből áll - centriolokból. A sejtmag és a Golgi komplexum közelében található sejtközpont részt vesz a sejtosztódás folyamatában és az osztódási orsó kialakításában. Energiaorganellumok. A mitokondriumokat (görögül "mitos" - fonal, "kondrium" - szemcse) a sejt energiaállomásainak nevezik. Ez az elnevezés annak a ténynek köszönhető, hogy a tápanyagokban található energia a mitokondriumokban nyerhető ki. A mitokondriumok alakja változó, de leggyakrabban szálak vagy szemcsék megjelenését mutatják. Méretük és számuk is változó, és a sejt funkcionális aktivitásától függ. Az elektronmikroszkópos felvételek azt mutatják, hogy a mitokondriumok két membránból állnak: külső és belső. A belső membrán cristae-nak nevezett kiemelkedéseket képez, amelyeket teljesen beborítanak az enzimek. A cristae jelenléte növeli a mitokondriumok teljes felületét, ami fontos az enzimek aktív tevékenységéhez. A mitokondriumok saját specifikus DNS-t és riboszómákat tartalmaznak. Ebben a tekintetben a sejtosztódás során függetlenül szaporodnak. A kloroplasztok korong vagy golyó alakúak, kettős héjjal - külső és belső. A kloroplasztisz belsejében DNS, riboszómák és speciális membránszerkezetek is találhatók - grana, amelyek egymással és a kloroplaszt belső membránjával kapcsolódnak. A Gran membránok klorofillt tartalmaznak. A klorofillnak köszönhetően a kloroplasztiszok a napfény energiáját az ATP (adenozin-trifoszfát) kémiai energiájává alakítják. Az ATP-energiát a kloroplasztiszokban használják szénhidrátok szintetizálására szén-dioxidból és vízből. Sejtzárványok. A sejtzárványok közé tartoznak a szénhidrátok, zsírok és fehérjék. Szénhidrát. A szénhidrátok szénből, hidrogénből és oxigénből állnak. A szénhidrátok közé tartozik a glükóz, a glikogén (állati keményítő). Sok szénhidrát jól oldódik vízben, és minden életfolyamat fő energiaforrása. Egy gramm szénhidrát lebontása során 17,2 kJ energia szabadul fel. Zsírok. A zsírok ugyanazokból a kémiai elemekből jönnek létre, mint a szénhidrátok. A zsírok vízben oldhatatlanok. A sejtmembránok részei. A zsírok tartalék energiaforrásként is szolgálnak a szervezetben. Egy gramm zsír teljes lebontásával 39,1 kJ energia szabadul fel. Mókusok. A fehérjék a sejt fő anyagai. A fehérjék szénből, hidrogénből, oxigénből, nitrogénből és kénből állnak. A fehérjék gyakran tartalmaznak foszfort. A fehérjék fő építőanyagként szolgálnak. Részt vesznek a sejtmembránok, a sejtmag, a citoplazma és az organellumok képzésében. Sok fehérje enzimként (kémiai reakciók gyorsítójaként) működik. Egy sejtben akár 1000 különböző fehérje található. A fehérjék lebontása során a szervezetben megközelítőleg ugyanannyi energia szabadul fel, mint a szénhidrátok lebontásakor. Mindezek az anyagok a sejt citoplazmájában halmozódnak fel különböző méretű és alakú cseppek és szemcsék formájában. Időnként szintetizálódnak a sejtben, és felhasználják az anyagcsere folyamatokban. Sejtfunkciók. A sejtnek számos funkciója van: sejtosztódás, anyagcsere és ingerlékenység. Sejtosztódás, mitózis. A hasadás a sejtreprodukció egyik fajtája. A sejtosztódás során a kromoszómák jól láthatóak. Az adott növény- és állatfajra jellemző kromoszómakészletet a test sejtjeiben kariotípusnak nevezzük. Minden többsejtű szervezetben kétféle sejt létezik - szomatikus (testsejtek) és csírasejtek vagy ivarsejtek. A csírasejtekben a kromoszómák száma kétszer kevesebb, mint a szomatikus sejtekben. A szomatikus sejtekben az összes kromoszóma párban jelenik meg - ezt a halmazt diploidnak nevezik, és 2n-nek nevezik. A páros kromoszómákat (azonos méretben, alakban, szerkezetben) homológnak nevezzük. A csírasejtekben minden kromoszóma egyetlen. Az ilyen halmazt haploidnak nevezzük, és n-nek jelöljük. A szomatikus sejtek osztódásának leggyakoribb módja a mitózis. A mitózis során a sejt egy sor egymást követő szakaszon vagy fázison megy keresztül, melynek eredményeként minden leánysejt ugyanazt a kromoszómakészletet kapja, mint az anyasejt. A sejt osztódásra való előkészítése során - az interfázisban (két osztódási aktus közötti időszak) a kromoszómák száma megduplázódik. Minden eredeti kromoszóma mentén egy pontos másolatot szintetizálnak a sejtben jelenlévő kémiai vegyületekből. A megkettőzött kromoszóma két félből áll - kromatidákból. Minden kromatid egy DNS-molekulát tartalmaz. Az interfázis során a fehérje bioszintézis folyamata megy végbe a sejtben, és az összes legfontosabb sejtszerkezet is megduplázódik. Az interfázis időtartama átlagosan 10-20 óra. Ezután következik a sejtosztódás folyamata - mitózis. A mitózis során a sejt a következő négy fázison megy keresztül: profázis, metafázis, anafázis és telofázis. A profázisban jól láthatóak a centriolok - olyan organellumok, amelyek bizonyos szerepet játszanak a leánykromoszómák felosztásában. A centriolok osztódnak és különböző pólusokra költöznek. Ezekből szálak nyúlnak ki, amelyek az orsót alkotják, amely szabályozza a kromoszómák divergenciáját az osztódó sejt pólusaihoz. A profázis végén a sejtmag membránja szétesik, a sejtmag eltűnik, a kromoszómák spiráloznak és megrövidülnek. A metafázisra a sejt egyenlítői síkjában jól látható kromoszómák jelenléte jellemző. Minden kromoszóma két kromatidából áll, és van egy szűkülete - egy centroméra, amelyhez az orsószálak csatlakoznak. A centromerosztódás után minden kromatid önálló leánykromoszómává válik. Az anafázisban a leánykromoszómák a sejt különböző pólusaira költöznek. Az utolsó szakaszban - a telofázisban - a kromoszómák újra feloldódnak, és hosszú vékony szálak megjelenését veszik fel. Körülöttük nukleáris burok jelenik meg, a magban nukleolus képződik. A citoplazma osztódása során minden organellumja egyenletesen oszlik el a leánysejtek között. A mitózis teljes folyamata általában 1-2 óráig tart. A mitózis következtében minden leánysejt ugyanazt a kromoszómakészletet és ugyanazokat a géneket tartalmazza. Ezért a mitózis a sejtosztódás olyan módszere, amely magában foglalja a genetikai anyag pontos eloszlását a leánysejtek között, mindkét leánysejt diploid kromoszómakészletet kap. A mitózis biológiai jelentősége óriási. Egy többsejtű szervezet szerveinek és szöveteinek működése lehetetlen lenne ugyanazon genetikai anyag megőrzése nélkül számtalan sejtgeneráción keresztül. A mitózis olyan fontos életfolyamatokat biztosít, mint az embrionális fejlődés, növekedés, a szövetek szerkezeti integritásának megőrzése működésük során folyamatos sejtvesztéssel (elhalt vörösvértestek pótlása, bélhám, stb.), a szervek, szövetek helyreállítása károsodás után. Anyagcsere. A sejt fő funkciója az anyagcsere. Az intercelluláris anyagból folyamatosan táplálékot és oxigént juttatnak a sejtekbe, és bomlástermékek szabadulnak fel. Így az emberi sejtek oxigént, vizet, glükózt, aminosavakat, ásványi sókat, vitaminokat szívnak fel, és eltávolítják a szén-dioxidot, vizet, karbamidot, húgysavat stb. Az emberi sejtekre jellemző anyagok halmaza az élő szervezetek sok más sejtjében is benne van: minden állati sejtben, egyes mikroorganizmusokban. A zöld növények sejtjeiben az anyagok jellege jelentősen eltér: táplálékuk a szén-dioxid és a víz, oxigén szabadul fel. A hüvelyes növények gyökerein élő baktériumok egy része (vech, borsó, lóhere, szójabab) a légköri nitrogént használja fel táplálékként, és a salétromsav sók kiválasztódnak. A pöcegödrökben és mocsarakban megtelepedő mikroorganizmusok számára a hidrogén-szulfid táplálékként szolgál, és kén szabadul fel, amely a víz és a talaj felszínét sárga kénbevonattal borítja. Így a különböző élőlények sejtjeiben a táplálék és a kiürült anyagok jellege eltérő, de az általános törvény mindenkire érvényes: amíg a sejt él, folyamatos az anyagok mozgása - a külső környezetből a sejtbe, illetve a sejt a külső környezetbe. Az anyagcsere két funkciót lát el. Az első funkció a sejt építőanyaggal való ellátása. A sejtbe jutó anyagokból - aminosavak, glükóz, szerves savak, nukleotidok - a sejtben folyamatosan megy végbe a fehérjék, szénhidrátok, lipidek, nukleinsavak bioszintézise. A bioszintézis egyszerűbb anyagokból fehérjék, zsírok, szénhidrátok és vegyületeik képződése. A bioszintézis folyamata során a szervezet egyes sejtjeire jellemző anyagok képződnek. Például izomsejtekben szintetizálódnak a fehérjék, amelyek biztosítják az izomösszehúzódást. A sejttest, membránjai és sejtszervei fehérjékből, szénhidrátokból, lipidekből és nukleinsavakból képződnek. A bioszintézis reakciók különösen aktívak fiatal, növekvő sejtekben. Az anyagok bioszintézise azonban folyamatosan megtörténik a növekedést és fejlődést befejező sejtekben, mivel a sejt kémiai összetétele élete során sokszor frissül. Felfedezték, hogy a sejtes fehérjemolekulák „élettartama” 2-3 órától több napig terjed. Ezen időszak után megsemmisülnek, és újonnan szintetizáltakkal helyettesítik. Így a sejt megőrzi funkcióit és kémiai összetételét. A sejt felépítéséhez és összetételének megújulásához hozzájáruló reakciók összességét plasztikus anyagcserének nevezik (görögül „plasticos” - formázva, faragva). Az anyagcsere második funkciója a sejt energiaellátása. Az élettevékenység bármely megnyilvánulása (mozgás, anyagok bioszintézise, ​​hőtermelés stb.) energiaráfordítást igényel. A sejt energiával való ellátásához a kémiai reakciók energiáját használják fel, amely a beérkező anyagok lebontása következtében szabadul fel. Ez az energia más típusú energiává alakul át. A sejtek energiaellátását biztosító reakciók összességét energiaanyagcserének nevezzük. A műanyag és az energiaanyagcsere elválaszthatatlanul összefügg. Egyrészt minden képlékeny cserereakció energiaráfordítást igényel. Az energia-anyagcsere-reakció lebonyolításához viszont állandó enzimszintézisre van szükség, mivel az enzimmolekulák „elvárható élettartama” rövid. A sejt műanyag- és energiacserén keresztül kommunikál a külső környezettel. Ezek a folyamatok a sejt életének fenntartásának fő feltétele, növekedésének, fejlődésének és működésének forrása. Az élő sejt nyitott rendszer, mert a sejt és környezete között állandó anyag- és energiacsere zajlik. Ingerlékenység. Az élő sejtek képesek reagálni környezetük fizikai és kémiai változásaira. A sejtek ezen tulajdonságát ingerlékenységnek vagy ingerlékenységnek nevezik. Ebben az esetben a sejt nyugalmi állapotból működő állapotba – gerjesztésbe – kerül. A sejtekben gerjesztve megváltozik az anyagok bioszintézisének és lebomlásának sebessége, az oxigénfogyasztás és a hőmérséklet. Izgatott állapotban különböző sejtek látják el rejlő funkcióikat. A mirigysejtek anyagokat képeznek és választanak ki, az izomsejtek összehúzódnak, és gyenge elektromos jel jelenik meg az idegsejtekben - idegimpulzus, amely átterjedhet a sejtmembránokon. A szerves vegyületek szerepe a sejtfunkciók megvalósításában. A sejtfunkciók megvalósításában a fő szerep a szerves vegyületekké. Közülük a fehérjék, zsírok, szénhidrátok és nukleinsavak a legfontosabbak. Mókusok. A fehérjék nagy molekulák, amelyek több száz és több ezer elemi egységből - aminosavakból állnak. Összesen 20 féle aminosav ismert egy élő sejtben. Az aminosavak elnevezést az NH2 amincsoport összetétele miatt adták. A fehérjék különleges helyet foglalnak el az anyagcserében. F. Engels a fehérjék e szerepét a következőképpen értékelte: „Az élet a fehérjetestek létmódja, amelynek lényege az állandó anyagcsere az őket körülvevő külső természettel, és ennek az anyagcserének a megszűnésével az élet is. megszűnik, ami a fehérje lebomlásához vezet.” És valójában mindenhol, ahol van élet, mókusokat találnak. A fehérjék a citoplazma, a hemoglobin, a vérplazma, számos hormon, az immuntestek részét képezik, és fenntartják a szervezet víz-só környezetének állandóságát. Fehérjék nélkül nincs növekedés. Azok az enzimek, amelyek szükségszerűen részt vesznek az anyagcsere minden szakaszában, fehérje jellegűek. Szénhidrát. A szénhidrátok keményítő formájában kerülnek a szervezetbe. Miután az emésztőrendszerben glükózra bomlik, a szénhidrátok felszívódnak a vérben, és felszívódnak a sejtek által. A szénhidrátok jelentik a fő energiaforrást, különösen intenzív izommunka során. A felnőttek szervezete energiájának több mint felét szénhidrátokból nyeri. A szénhidrát-anyagcsere végtermékei a szén-dioxid és a víz. A vérben a glükóz mennyisége viszonylag állandó szinten van (körülbelül 0,11%). A glükózszint csökkenése a testhőmérséklet csökkenését, az idegrendszer zavarát és a fáradtságot okozza. A glükóz mennyiségének növekedése a májban lerakódását okozza tartalék állati keményítő - glikogén formájában. A glükóz fontossága a szervezet számára nem korlátozódik energiaforrásként betöltött szerepére. A glükóz a citoplazma része, ezért szükséges az új sejtek képződése során, különösen a növekedési időszakban. A szénhidrátok a központi idegrendszer anyagcseréjében is fontosak. A vérben lévő cukor mennyiségének éles csökkenésével az idegrendszer rendellenességei figyelhetők meg. Görcsök, delírium, eszméletvesztés és szívműködési változások lépnek fel. Zsírok. A táplálékból az emésztőrendszerben beérkező zsír glicerinre és zsírsavakra bomlik, amelyek főként a nyirokba, és csak részben szívódnak fel a vérbe. A zsírt a szervezet gazdag energiaforrásként használja fel. Egy gramm zsír lebontása a szervezetben kétszer annyi energia szabadul fel, mint ugyanannyi fehérje és szénhidrát lebontása. A zsírok a sejtek (citoplazma, sejtmag, sejtmembrán) részei is, ahol mennyiségük stabil és állandó. A zsírfelhalmozódás más funkciókat is elláthat. Például a bőr alatti zsír megakadályozza a fokozott hőátadást, a perinephric zsír megvédi a vesét a zúzódásoktól stb. A zsírhiány a táplálékban megzavarja a központi idegrendszer és a nemi szervek tevékenységét, és csökkenti a különféle betegségekkel szembeni állóképességet. A zsírokkal a szervezet a bennük oldódó vitaminokat (A-, D-, E-vitamin stb.) kapja, amelyek az ember számára létfontosságúak. Nukleinsavak. A sejtmagban nukleinsavak képződnek. Innen származik a név (latin „nucleus” - mag). A kromoszómák részeként a nukleinsavak részt vesznek a sejt örökletes tulajdonságainak tárolásában és átvitelében. A nukleinsavak biztosítják a fehérjék képződését. DNS. A DNS-molekulát - dezoxiribonukleinsavat - még 1868-ban fedezte fel a sejtmagokban a svájci orvos, I.F. Misher. Később megtudták, hogy a DNS a sejtmag kromoszómáiban található. A DNS fő funkciója információs: négy nukleotidjának elrendeződési sorrendje (a nukleotid monomer, a monomer ismétlődő elemi egységekből álló anyag) fontos információkat hordoz - meghatározza az aminosavak elrendeződésének sorrendjét a lineáris fehérjében. molekulák, azaz. elsődleges szerkezetük. A fehérjék (enzimek, hormonok) halmaza határozza meg a sejt és a szervezet tulajdonságait. A DNS-molekulák információkat tárolnak ezekről a tulajdonságokról, és továbbadják azokat a leszármazottak generációinak, pl. A DNS az örökletes információ hordozója. RNS. Az RNS - ribonukleinsav - nagyon hasonlít a DNS-hez, és szintén négyféle monomer nukleotidból épül fel. A fő különbség az RNS és a DNS között a molekula egyetlen, nem pedig kettős lánca. Az RNS-nek többféle típusa létezik, amelyek mindegyike részt vesz a DNS-molekulákban tárolt örökletes információ megvalósításában fehérjeszintézis révén. ATP. A sejt bioenergetikájában nagyon fontos szerepet játszik az adenil-nukleotid, amelyhez két foszforsav-maradék kapcsolódik. Ezt az anyagot adenozin-trifoszforsavnak (ATP) nevezik. Az ATP egy univerzális biológiai energiaakkumulátor: a Nap fényenergiája és az elfogyasztott élelmiszerben található energia ATP molekulákban raktározódik. Minden sejt ATP (E) energiát használ a bioszintézis folyamataihoz, az idegimpulzusok mozgásához, a lumineszcenciához és más létfontosságú folyamatokhoz. Új felfedezések a sejtek területén. A rákos sejtek. Két brit és egy amerikai osztozik a 2001-es orvosi Nobel-díjon. A sejtfejlesztés terén tett felfedezéseik új módszerek kifejlesztéséhez vezethetnek a rák leküzdésére. A Nobel-bizottság képviselője szerint az orvostudósok osztoznak a 943 000 dolláros díjon.A 61 éves amerikai Leland Hartwell a seattle-i Fred Hutchison Rákkutató Központban dolgozik. A brit, az 58 éves Timothy Hunt és az 52 éves Paul Nurse a Hertfordshire-i és Londoni Királyi Rákkutatási Alap alkalmazottai. A díjazottak tudományos felfedezései a rákos sejtek életciklusára vonatkoznak. Különösen a sejtosztódás kulcsfontosságú szabályozóit fedezték fel - ennek a folyamatnak a megzavarása rákos sejtek megjelenéséhez vezet. A kutatási eredmények felhasználhatók a betegség diagnosztizálásában, és fontosak az új rákkezelési módszerek megalkotása szempontjából. Három nyertest határoztak meg 01. 10-én délelőtt a bizottsági tagok szavazása eredményeként, amelyre a stockholmi Karolinska Intézetben került sor. Klónozás. A klónozott bárány, Dolly megmutatta a világnak azt a technológiát, amellyel egy állat pontos másolatát nyerhetjük ki egy felnőtt sejtből. Ez azt jelenti, hogy alapvetően lehetővé vált egy személy pontos másolatának megszerzése. És most az emberiség azzal a kérdéssel szembesül: mi lesz, ha valaki ráébred erre a lehetőségre?.. Ha a szervátültetésre emlékezünk, amely lehetővé teszi egy vagy több „pótalkatrész” cseréjét, akkor a klónozás elméletileg lehetővé teszi a teljes pótlás biztosítását. az emberi testnek nevezett „egység” . Igen, ez a megoldás a személyes halhatatlanság problémájára! Hiszen a klónozásnak köszönhetően kizárhatod életed terveiből a betegséget, rokkantságot, sőt a halált is! Szépen hangzik, nem? Különösen, ha figyelembe vesszük, hogy a másolatoknak életben kell lenniük, és ugyanakkor olyan körülmények között kell lenniük, hogy legalább ne romoljanak. El tudod képzelni ezeket a „raktárakat” élő emberi „pótalkatrészekkel”? De van egy második „előny” is - a klónozás használata nemcsak szervek megszerzésére, hanem az élő „anyagon” végzett kutatások és kísérletek elvégzésére is. Továbbá az Einsteinek, Puskinok, Lobacsevszkijek, Newtonok reprodukálásának csábító gondolata ott van azok előtt, akik mernek. Zsenit alkottak, és előrerohantak a haladás útján. Szó szerint azonban mindenki – a tudósoktól a nagyközönségig – tisztában van azzal, hogy egy személy „pótalkatrészre” nevelése számos etikai kérdést vet fel. A világközösségnek már vannak olyan dokumentumai, amelyek szerint ezt nem szabad megengedni. Az Emberi Jogi Egyezmény leszögezi az elvet: „Az emberi lény érdekeinek és javának elsőbbséget kell élveznie a társadalom egyoldalúan figyelembe vett érdekeivel és a tudomány fejlődésével szemben.” Az orosz jogszabályok is nagyon szigorú korlátozásokat írnak elő az emberi anyagok felhasználására vonatkozóan. Így az állampolgárok reproduktív jogairól és azok végrehajtásának garanciáiról szóló törvény tervezetéhez az orvosok által javasolt módosítás a következő kitételt tartalmazza: „Emberi embriót tudományos, farmakológiai vagy gyógyászati ​​céllal nem lehet célzottan megszerezni vagy klónozni.” Általánosságban elmondható, hogy a viták erről a kérdésről a világban meglehetősen hevesek. Míg a Szövetségi Biotechnológiai Bizottság amerikai szakértői csak most kezdik tanulmányozni ennek a felfedezésnek a jogi és etikai vonatkozásait, és bemutatják a törvényhozóknak, a Vatikán hű maradt korábbi álláspontjához, kijelentve, hogy elfogadhatatlan az emberi beavatkozás a szaporodási folyamatokba és általában az emberek és állatok genetikai anyagában . Az iszlám teológusok aggodalmukat fejezték ki amiatt, hogy az emberi klónozás megzavarja a házasság amúgy is vitatott intézményét. A hinduk és a buddhisták azon gyötörnek, hogyan viszonyítsák a klónozást a karma és a dharma kérdéseivel. Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) is negatívan viszonyul az emberi klónozáshoz. A WHO főigazgatója, Hiroshi Nakajima úgy véli, hogy „etikailag elfogadhatatlan a klónozás emberi termelésre való felhasználása”. A WHO szakértői abból indulnak ki, hogy az embereken végzett klónozás sértené az orvostudomány és a jog olyan alapvető elveit, mint az emberi méltóság tiszteletben tartása és az emberi genetikai potenciál biztonsága. A WHO azonban nem ellenzi a sejtklónozás területén végzett kutatásokat, mivel ez különösen a rák diagnosztizálása és tanulmányozása szempontjából hasznos lehet. Az orvosok sem kifogásolják az állatok klónozását, ami hozzájárulhat az embereket érintő betegségek tanulmányozásához. A WHO ugyanakkor úgy véli, hogy bár az állatok klónozása jelentős előnyökkel járhat az orvostudomány számára, mindig résen kell lenni, emlékezni a lehetséges negatív következményekre – például a fertőző betegségek állatról emberre való átterjedésére. A modern nyugati és keleti kultúrákban a klónozással kapcsolatos aggodalmak érthetőek. Mintha ezeket összefoglalná, a híres francia citobiológus, Pierre Chambon 50 éves moratórium bevezetését javasolja az emberi kromoszómák inváziójára, ha ez nem a genetikai hibák és betegségek megszüntetését célozza. És itt van még egy nem lényegtelen kérdés: klónozható-e a lélek? Egy mesterséges embert egyáltalán lehet vele felruházottnak tekinteni? Az egyház álláspontja ebben a kérdésben teljesen világos. „Még ha egy ilyen mesterséges embert is tudósok hoznak létre, nem lesz lelke, ami azt jelenti, hogy nem személy, hanem zombi” – mondja Oleg atya, a Krisztus mennybemenetele templomának papja. Az egyház képviselője azonban nem hisz a klónozott személy létrehozásának lehetőségében, mivel meg van győződve arról, hogy embert csak Isten teremthet. „Ahhoz, hogy egy DNS-sejt a tisztán biológiai és mechanikai kapcsolatokon túlmenően elindítsa a lélekkel felruházott élő ember növekedési folyamatát, a szent szellemnek részt kell vennie ebben, és ez nem történik meg a mesterséges eredettel. Habarovszki citológusok. A Habarovszk Területi Orvostudományi Intézet (ma Távol-Kelet Állami Orvostudományi Egyetem – FESMU) munkatársai citológiai és szövettani kérdésekkel foglalkoztak. Eredete Iosif Aleksandrovich Alov, a szövettani osztály vezetője volt 1952-ben. 1962-től 1982-ig a moszkvai Szovjetunió Orvostudományi Akadémia Humán Morfológiai Intézetének szövettani laboratóriumát vezette, jelenleg a Szövettani Tanszéket Ryzhavsky Boris Yakovlevich (1979-től) vezeti, aki 1985-ben védte meg doktori disszertációját. A Szövettani Osztály főbb munkairányai a következők: - ovarioectológia (petefészek eltávolítása) és annak hatása az utód agykéreg normális morfológiájának kialakulására (speciális mennyiségi mutatók, pl. növekedési indexek meghatározása stb.) - az alkohol és a nootróp szerek hatása az utódokra - a méhlepény és patológiáinak vizsgálata az embriogenezis során, valamint ezen eltérések hatása a további ontogenezisre. E problémák megoldására elsősorban klasszikus szövettani technikákat alkalmaznak. Szintén a sejtekkel és szövetekkel kapcsolatos kérdésekkel a Távol-keleti Állami Orvostudományi Egyetem Központi Kutatólaboratóriuma (CNRL) foglalkozik, Szergej Szerafimovics Timosin professzor vezetésével, amelynek vezetésével 3 doktori és 18 kandidátusi disszertációt védtek meg. Az ő kezdeményezésére és közvetlen közreműködésével hozták létre az első rádióimmunológiai laboratóriumot a Habarovszki Területen. Az egészségügyi gyakorlatba bevezették a hormonok és biológiailag aktív anyagok radioimmun és immunenzimes módszerekkel történő meghatározására szolgáló technikát, amely számos betegség, köztük a rák korai diagnosztizálását teszi lehetővé. Következtetés. A sejt önálló élőlény. Táplálkozik, táplálékot keresve mozog, megválasztja, hová menjen és mit eszik, védekezik és nem engedi ki a környezetből a nem megfelelő anyagokat és lényeket. Mindezekkel a képességekkel rendelkeznek az egysejtű szervezetek, például az amőbák. A testet alkotó sejtek speciálisak, és nem rendelkeznek a szabad sejtek képességeivel. A sejt az élet legkisebb egysége, amely bolygónkon a növényi és állati szervezetek szerkezetének és fejlődésének alapja. Ez egy elemi életrendszer, amely képes önmegújulásra, önszabályozásra és önreprodukcióra. A sejt az élet alapvető „építőköve”. A sejten kívül nincs élet. Az élő sejt a földi élet minden formájának – állati és növényi – alapja. Az egyetlen kivétel - és mint tudjuk, a kivételek ismét megerősítik a szabályokat - a vírusok, de nem működhetnek azon sejteken kívül, amelyek azt a „házat” alkotják, ahol ezek az egyedülálló biológiai képződmények „élnek”. Felhasznált irodalom jegyzéke: 1. Batueva A.S. "Biológia. Ember", tankönyv 9. osztálynak. 2. Vernandsky V.I. "A biogeokémia problémái". 3. Voroncov N.N., Szuhorukova L.N. "A szerves világ evolúciója". 4. Dubinin N., Gubarev V. „Életszál”. 5. Zatula D.G., Mamedova S.A. "A vírus barát vagy ellenség?" 6. Karuzina I.P. "Tutorial a genetika alapjairól." 7. Liberman E.A. "Élő sejt". 8. Polyansky Yu.I. „Általános biológia”, tankönyv 10-11. 9. Prohorov A.M. "Szovjet enciklopédikus szótár". 10. Skulachev V. „Történetek a bioenergiáról”. 11. Khripkova A.G., Kolesov D.V., Mironov V.S., Shepilo I.N. "Emberi fiziológia". 12. Tsuzmer A.M., Petrishina O.L. – A biológia, az ember és az egészsége. 13. Chukhrai E. S. „Molekula, élet, organizmus”. 14. Shtrbanova S. „Kik vagyunk mi? Egy könyv az életről, a sejtekről és a tudósokról."

Egy többsejtű szervezetben a sejt tartalmát a külső környezettől és a szomszédos sejtektől plazmamembrán vagy plazmalemma választja el. A sejt minden tartalmát, a sejtmag kivételével, citoplazmának nevezzük. Ez tartalmaz egy viszkózus folyadékot - citoszolt (vagy hialoplazmát), membránt és nem membrán összetevőket. A sejt membránkomponensei közé tartozik a sejtmag, a mitokondriumok, a plasztidok, az endoplazmatikus retikulum, a Golgi-készülék, a lizoszómák és a növényi sejtek vakuólumai. A nem membrán komponensek közé tartoznak a kromoszómák, riboszómák, sejtközpontok és centriolák, mozgásszervek (csillók és flagellák). A sejtmembrán (plazmalemma) lipidekből és fehérjékből áll. A membránban lévő lipidek kettős réteget (savas) alkotnak, a fehérjék pedig behatolnak annak teljes vastagságába, vagy a membrán külső vagy belső felületén helyezkednek el. Egyes, a külső felületen elhelyezkedő fehérjékhez szénhidrátok kapcsolódnak. A membránok felszínén lévő fehérjék és szénhidrátok nem azonosak a különböző sejtekben, és a sejttípus egyfajta mutatói. Ennek köszönhetően az azonos típusba tartozó sejteket összetartva szövetek jönnek létre. Ezenkívül a fehérjemolekulák szelektíven szállítják a cukrokat, aminosavakat, nukleotidokat és más anyagokat a sejtbe és onnan ki. Így a sejtmembrán szelektíven permeábilis gátként működik, amely szabályozza a sejt és a környezet közötti cserét.

A sejtmag a sejt legnagyobb organellumája, két membránból álló héjba zárva, számos pórussal átjárva. Rajtuk keresztül aktív anyagcsere megy végbe a sejtmag és a citoplazma között. A mag üregét maglé tölti meg.

Tartalmaz egy sejtmagot (egy vagy több), kromoszómákat, DNS-t, RNS-t, fehérjéket, szénhidrátokat, lipideket. A magot a kromoszómák bizonyos régiói alkotják; Riboszómák képződnek benne. A kromoszómák csak az osztódó sejtekben láthatók. Az interfázisú (nem osztódó) magban vékony, hosszú kromatinszálak (DNS-fehérje kapcsolatok) formájában vannak jelen. A sejtmag az örökletes információt tartalmazó kromoszómák jelenléte miatt a sejt teljes élettevékenységét és fejlődését irányító központként működik.

Az endoplazmatikus retikulum (ER) csatornák és üregek összetett rendszere, amely membránokból áll, áthatja az egész citoplazmát, és egyetlen egészet alkot a külső sejtmembránnal és a sejtmag burkával. Kétféle EPS létezik - szemcsés (durva) és sima. A szemcsés hálózat membránjain sok riboszóma található, a sima hálózat membránjain egy sem. Az EPS fő ​​funkciója, hogy részt vegyen a sejt által termelt alapvető szerves anyagok szintézisében, felhalmozódásában és szállításában. A fehérjéket szemcsés EPS, a szénhidrátokat és zsírokat pedig a sima EPS szintetizálja.

A riboszómák nagyon kicsi organellumok, amelyek két részrészecskéből állnak. Fehérjéket és RNS-t tartalmaznak. A riboszómák fő funkciója a fehérjeszintézis.

A mitokondriumokat kívülről egy külső membrán határolja, amelynek szerkezete lényegében megegyezik a plazmamembránéval. A külső membrán alatt egy belső membrán található, amely számos redőt - cristae - képez. A cristae légzőszervi enzimeket tartalmaz. A riboszómák, a DNS és az RNS a mitokondriumok belső üregében találhatók. Új mitokondriumok keletkeznek, amikor a régiek osztódnak. A mitokondriumok fő funkciója az ATP szintézis. Kis mennyiségű DNS- és RNS-fehérjéket szintetizálnak.

A kloroplasztok csak a növényi sejtekben található organellumok. Felépítésük hasonló a mitokondriumokhoz. A felszínen minden kloroplasztot két membrán határol - külső és belső. A kloroplaszt belseje zselatinos stromával van kitöltve. A stromában speciális membránmembránok (két membrán) vannak - grana, amelyek egymással és a kloroplaszt belső membránjával vannak összekötve. A membránok gran na-orofillt tartalmaznak. A klorofillnak köszönhetően a napfény energiája az ATP kémiai energiájává alakul. Az ATP energiáját a kloroplasztiszokban szénhidrátok szintézisére használják.

A Golgi-készülék 3-8 egymásra helyezett, lapított és enyhén ívelt korong alakú üregből áll. Különféle funkciókat lát el a sejtben: részt vesz a bioszintetikus termékek sejtfelszínre történő szállításában és a sejtből való eltávolításában, a lizoszómák kialakításában, a sejtmembrán felépítésében.

A lizoszómák egyszerű gömb alakú membránzsákok (egy membrán), amelyek tele vannak emésztőenzimekkel, amelyek lebontják a szénhidrátokat, zsírokat, fehérjéket és nukleinsavakat. Fő funkciójuk az élelmiszer-részecskék megemésztése és az elhalt organellumok eltávolítása.

A sejtközpont részt vesz a sejtosztódásban, és a sejtmag közelében található. Az állati és alsóbbrendű növényi sejtek sejtközpontja egy centriólból áll. A centriol egy páros képződmény, két hosszúkás szemcsét tartalmaz, amelyek egymásra merőlegesen elhelyezkedő mikrotubulusokból és centriolokból állnak.

A mozgásszervek - a flagella és a csillók - sejtkinövések, és azonos szerkezetűek az állatokban és a növényekben. A többsejtű állatok mozgását izomösszehúzódások biztosítják. Az izomsejt fő szerkezeti egysége a myofibrioles - vékony szálak, amelyek kötegekben helyezkednek el az izomrost mentén.

A nagy központi vakuólum a növényi sejtekben található, és egyetlen membránból álló tasak. (Kisebb vakuólumok, például emésztési és összehúzódási, mind a növényi, mind az állati sejtekben találhatók.) A vakuólum sejtnedveket tartalmaz - különféle anyagok (ásványi sók, cukrok, savak, pigmentek, enzimek) koncentrált oldatát, amelyek itt raktározódnak.

A sejtzárványok – szénhidrátok, zsírok és fehérjék – a sejt instabil alkotóelemei. Időnként szintetizálódnak, tartalék anyagokként felhalmozódnak a citoplazmában, és a szervezet létfontosságú tevékenységének folyamatában használják fel.

Sejt az élő szervezetek legkisebb és alapvető szerkezeti egysége, amely képes önmegújulásra, önszabályozásra és önreprodukcióra.

Jellegzetes cellaméretek: bakteriális sejtek - 0,1-15 mikron, más szervezetek sejtjei - 1-100 mikron, néha elérik az 1-10 mm-t; nagy madarak tojásai - 10-20 cm-ig, idegsejtek folyamatai - 1 m-ig.

Sejt alakja nagyon változatos: vannak gömbsejtek (cocci), lánc (streptococcusok), hosszúkás (rudak vagy bacilusok), ívelt (vibriók), hullámos (spirilla), sokrétű, motoros flagellákkal stb.

Sejttípusok: prokarióta(nem nukleáris) és eukarióta (kialakult maggal).

eukarióta a sejteket viszont sejtekre osztják állatok, növények és gombák.

Az eukarióta sejt szerkezeti felépítése

Protoplaszt- ez a sejt összes élő tartalma. Az összes eukarióta sejt protoplasztja egy citoplazmából (az összes organellával) és egy sejtmagból áll.

Citoplazma- ez a sejt belső tartalma a sejtmag kivételével, amely hialoplazmából, a benne elmerült organellumokból és (egyes sejttípusoknál) intracelluláris zárványokból (tartalék tápanyagok és/vagy az anyagcsere végtermékei) áll.

Hyaloplasma- bázikus plazma, citoplazmatikus mátrix, a sejt belső környezetét képező fő anyag, amely különféle anyagok viszkózus, színtelen kolloid oldata (víztartalom legfeljebb 85%): fehérjék (10%), cukrok, szerves és szervetlen savak, aminosavak, poliszacharidok, RNS, lipidek, ásványi sók stb.

■ A hialoplazma az intracelluláris anyagcsere-reakciók közege és összekötő kapocs a sejtszervecskék között; reverzibilis átmenetekre képes szolról gélre, összetétele meghatározza a sejt pufferoló és ozmotikus tulajdonságait. A citoplazma mikrotubulusokból és kontraktilis fehérjeszálakból álló citoszkeletont tartalmaz.

■ A citoszkeleton meghatározza a sejt alakját, részt vesz az organellumok és az egyes anyagok intracelluláris mozgásában. A sejtmag az eukarióta sejt legnagyobb organellumája, amely kromoszómákat tartalmaz, amelyekben az összes örökletes információ tárolódik (további részletekért lásd alább).

Az eukarióta sejt szerkezeti összetevői:

■ plasmalemma (plazmamembrán),
■ sejtfal (csak növényi és gombás sejtekben),
■ biológiai (elemi) membránok,
■ mag,
■ endoplazmatikus retikulum (endoplazmatikus retikulum),
■ mitokondriumok,
■ Golgi komplexum,
■ kloroplasztiszok (csak növényi sejtekben),
■ lizoszómák, s
■ riboszómák,
■ sejtközpont,
■ vakuolák (csak növényi és gombasejtekben),
■ mikrotubulusok,
■ csillók, flagella.

Az állati és növényi sejtek szerkezetének vázlatai az alábbiak:

Biológiai (elemi) membránok- Ezek olyan aktív molekuláris komplexek, amelyek elválasztják az intracelluláris organellumokat és sejteket. Minden membrán hasonló szerkezetű.

A membránok szerkezete és összetétele: vastagsága 6-10 nm; főként fehérjemolekulákból és foszfolipidekből állnak.

■Foszfolipidek kettős (bimolekuláris) réteget alkotnak, amelyben molekuláik hidrofil (vízoldható) végükkel kifelé, hidrofób (vízben oldhatatlan) végükkel pedig befelé néznek a membránon.

■ Fehérje molekulák a lipid kettősréteg mindkét felületén található perifériás fehérjék), behatolnak a lipidmolekulák mindkét rétegébe ( integrál fehérjék, amelyek többsége enzim) vagy csak egy rétegük (félig integrált fehérjék).

A membrán tulajdonságai: plaszticitás, aszimmetria(mind a lipidek, mind a fehérjék külső és belső rétegének összetétele eltérő), polaritás (a külső réteg pozitív, a belső negatív töltésű), önzáró képesség, szelektív permeabilitás (jelen esetben hidrofób az anyagok áthaladnak a lipid kettős rétegen, a hidrofilek pedig az integrált fehérjék pórusain).

A membrán funkciói: gát (elválasztja az organoid vagy sejt tartalmát a környezettől), szerkezeti (meghatározott formát, méretet és stabilitást biztosít az organoidnak vagy sejtnek), transzport (biztosítja az anyagok szállítását az organoidba, sejtbe és onnan ki), katalitikus (biztosítja a membránközeli biokémiai folyamatokat), szabályozó (részt vesz az organellum vagy sejt és a külső környezet közötti anyagcsere és energia szabályozásában), részt vesz az energiaátalakításban és a transzmembrán elektromos potenciál fenntartásában.

Plazma membrán (plazmalemma)

Plazma membrán A plazmalemma egy biológiai membrán vagy biológiai membránok komplexe, amelyek szorosan egymás mellett helyezkednek el, és kívülről borítják a sejtet.

A plazmalemma szerkezete, tulajdonságai és funkciói alapvetően megegyeznek az elemi biológiai membránokéval.

❖ Szerkezeti jellemzők:

■ a plazmamembrán külső felülete tartalmazza a glikokalixot – glikolipoid és glikoprotein molekulákból álló poliszacharid réteget, amely receptorként szolgál bizonyos vegyi anyagok „felismeréséhez”; állati sejtekben nyálkahártyával vagy kitinnel, növényi sejtekben pedig cellulóz- vagy pektinanyagokkal borítható;

■ általában a plazmalemma projekciókat, invaginációkat, redőket, mikrobolyhokat stb. képez, növelve a sejt felszínét.

■ További funkciók: receptor (részt vesz az anyagok „felismerésében” és a környezetből érkező jelek észlelésében és a sejtnek való továbbításában), biztosítja a sejtek közötti kommunikációt egy többsejtű szervezet szöveteiben, részt vesz speciális sejtszerkezetek (flagella, csillók stb.).

Sejtfal (boríték)

Sejtfal egy merev szerkezet, amely a plazmalemmán kívül helyezkedik el, és a sejt külső borítását képviseli. Jelen van a prokarióta sejtekben, valamint a gombák és növények sejtjeiben.

❖A sejtfal összetétele: cellulóz a növényi sejtekben és kitin a gombasejtekben (szerkezeti komponensek), fehérjék, pektinek (amelyek részt vesznek a két szomszédos sejt falát összetartó lemezek képződésében), lignin (amely a cellulózrostokat nagyon erős keretben tartja össze) , suberin (belülről rakódik le a héjra, és gyakorlatilag víz- és oldatát nem eresztővé teszi) stb. Az epidermális növényi sejtek sejtfalának külső felülete nagy mennyiségű kalcium-karbonátot és szilícium-dioxidot tartalmaz (mineralizáció) és borított. hidrofób anyagokkal, viaszokkal és kutikulával (cellulózzal és pektinekkel átitatott cutin anyagréteg).

❖ A sejtfal funkciói: külső keretként szolgál, sejtturgort karbantart, védő és szállító funkciókat lát el.

Sejtorganellumok

Organellumok (vagy organellumok)- Ezek állandó, rendkívül specializált intracelluláris struktúrák, amelyek meghatározott szerkezettel rendelkeznek, és ennek megfelelő funkciókat látnak el.

❖ Cél szerint Az organellumokat a következőkre osztják:
■ általános célú organellumok (mitokondriumok, Golgi komplexum, endoplazmatikus retikulum, riboszómák, centriolok, lizoszómák, plasztidok) és
■ speciális célú organellumok (miofibrillumok, flagellák, csillók, vakuolák).
❖ Membrán jelenlétével Az organellumokat a következőkre osztják:
■ kettős membrán (mitokondriumok, plasztidok, sejtmag),
■ egymembrán (endoplazmatikus retikulum, Golgi komplex, lizoszómák, vakuolák) és
■ nem membrán (riboszómák, sejtközpont).
A membránszervecskék belső tartalma mindig eltér az őket körülvevő hialoplazmától.

Mitokondriumok- az eukarióta sejtek kettős membrán organellumai, amelyek a szerves anyagok végtermékekké történő oxidációját végzik az ATP molekulákban tárolt energia felszabadításával.

■ Szerkezet: rúd alakú, gömb- és menetszerű formák, vastagság 0,5-1 µm, hossza 2-7 µm; kettős membrán, a külső membrán sima és nagy áteresztőképességgel rendelkezik, a belső membrán redőket - cristae - képez, amelyeken gömb alakú testek - ATP-somák találhatók. Az oxigénlégzésben részt vevő 11 hidrogénionok felhalmozódnak a membránok közötti térben.

■ Belső tartalom (mátrix): riboszómák, cirkuláris DNS, RNS, aminosavak, fehérjék, Krebs-ciklus enzimek, szöveti légzési enzimek (a cristae-n találhatók).

■ Funkciók: anyagok oxidációja CO 2 -vé és H 2 O-vá; ATP és specifikus fehérjék szintézise; új mitokondriumok kialakulása kettéhasadás eredményeként.

Plasztidok(csak növényi sejtekben és autotróf protistákban érhető el).

■ A plasztidok típusai: kloroplasztiszok (zöld), leukoplasztok (színtelen, kerek alakú), kromoplasztok (sárga vagy narancssárga); a plasztidok egyik típusról a másikra változhatnak.

■A kloroplasztiszok szerkezete: kettős membránosak, kerek vagy ovális alakúak, hossza 4-12 µm, vastagsága 1-4 µm. A külső membrán sima, a belső membrán van tilakoidok - zárt korong alakú invaginációkat képező redők, amelyek között van stroma (lásd alább). Magasabb növényekben a tilakoidokat halomba gyűjtik (mint egy érmeoszlop) gabonafélék , amelyek kapcsolódnak egymáshoz lamellák (egyetlen membránok).

■ A kloroplaszt összetétele: tilakoidok és grana membránjaiban - klorofill és más pigmentek szemcséi; belső tartalmak (stroma): fehérjék, lipidek, riboszómák, cirkuláris DNS, RNS, CO 2 rögzítésben részt vevő enzimek, tároló anyagok.

■A plasztidok funkciói: fotoszintézis (a növények zöld szerveiben található kloroplasztok), specifikus fehérjék szintézise és tartalék tápanyagok felhalmozódása: keményítő, fehérjék, zsírok (leukoplasztok), színt kölcsönöznek a növényi szöveteknek a beporzó rovarok és a gyümölcsök és magvak terjesztői (kromoplasztok) vonzása érdekében ).

Endoplazmatikus retikulum (EPS), vagy endoplazmatikus retikulum, minden eukarióta sejtben megtalálható.

■Szerkezet: különböző formájú és méretű egymással összefüggő tubulusok, csövek, ciszternák és üregek rendszere, amelyek falát elemi (egyetlen) biológiai membránok alkotják. Kétféle EPS létezik: szemcsés (vagy durva), amely riboszómákat tartalmaz a csatornák és üregek felületén, és agranuláris (vagy sima), amely nem tartalmaz riboszómákat.

■Funkciók: a sejt citoplazmájának felosztása olyan kompartmentekre, amelyek megakadályozzák a bennük előforduló kémiai folyamatok keveredését; a durva ER felhalmozódik, érlelésre izolálódik és felszínén szállítja a riboszómák által szintetizált fehérjéket, szintetizálja a sejtmembránokat; sima EPS lipideket, összetett szénhidrátokat és szteroid hormonokat szintetizál és szállít, eltávolítja a sejtből a mérgező anyagokat.

Golgi komplexum (vagy készülék) - eukarióta sejt membránszervecskéje, amely a sejtmag közelében található, amely ciszternák és vezikulák rendszere, és részt vesz az anyagok felhalmozódásában, tárolásában és szállításában, a sejtmembrán felépítésében és a lizoszómák képzésében.

■Szerkezet: a komplex egy diktioszóma - membránhoz kötött lapos korong alakú tasakok (ciszternák) halmaza, amelyekből hólyagok rügyeznek, és membrántubulusok rendszere, amely összeköti a komplexet a sima ER csatornáival és üregeivel.

■Funkciók: lizoszómák, vakuolák, plazmalemma és a növényi sejt sejtfalának kialakulása (osztódása után), számos összetett szerves anyag (növényekben pektin anyagok, cellulóz stb.; glikoproteinek, glikolipidek, kollagén, tejfehérjék) szekréciója , epe, számos hormon stb. állatok); az EPS mentén szállított lipidek (sima EPS-ből) felhalmozódása és kiszáradása, fehérjék (szemcsés EPS-ből és a citoplazma szabad riboszómáiból) és szénhidrátok módosulása és felhalmozódása, anyagok eltávolítása a sejtből.

Érett diktioszóma cisternae vezikulákat fűz (Golgi vakuolák), váladékkal töltve, amelyet aztán vagy maga a sejt használ fel, vagy eltávolítja a határain túlról.

❖ Lizoszómák- sejtszervecskék, amelyek biztosítják a szerves anyagok összetett molekuláinak lebontását; a Golgi komplextől vagy sima ER-től elválasztott vezikulákból képződnek, és minden eukarióta sejtben jelen vannak.

■ Felépítés és összetétel: a lizoszómák 0,2-2 µm átmérőjű kis egymembrános, kerek vezikulák; tele van hidrolitikus (emésztő) enzimekkel (~40), képes lebontani a fehérjéket (aminosavakra), lipideket (glicerinné és magasabb karbonsavakká), poliszacharidokat (monoszacharidokká) és nukleinsavakat (nukleotidokká).

Az endocitikus vezikulákkal egyesülve a lizoszómák emésztőüreget (vagy másodlagos lizoszómát) képeznek, ahol az összetett szerves anyagok lebomlása következik be; a keletkező monomerek a másodlagos lizoszóma membránján keresztül bejutnak a sejt citoplazmájába, és az emésztetlen (nem hidrolizált) anyagok a másodlagos lizoszómában maradnak, majd általában a sejten kívülre választódnak ki.

■ Funkciói: heterofágia- endocitózissal a sejtbe jutó idegen anyagok lebontása, autofágia - a sejt számára szükségtelen struktúrák pusztulása; Az autolízis egy sejt önpusztulása, amely a lizoszómák tartalmának felszabadulásának eredményeként következik be sejthalál vagy degeneráció során.

❖ Vacuolák- nagy hólyagok vagy üregek a citoplazmában, amelyek növények, gombák és sok sejt sejtjeiben képződnek protistákés egy elemi membrán – a tonoplaszt – határolja.

■ Vacuolák protisták emésztőrendszerre és kontraktilisra oszlanak (membránokban rugalmas rostok kötegei vannak, és a sejt vízháztartásának ozmotikus szabályozására szolgálnak).

■Vacuolák növényi sejtek sejtnedvvel töltött - különféle szerves és szervetlen anyagok vizes oldata. Tartalmazhatnak mérgező és tannin anyagokat és a sejtaktivitás végtermékeit is.

■A növényi sejtek vakuólumai egy központi vakuólummá egyesülhetnek, amely a sejttérfogat 70-90%-át foglalja el, és a citoplazma szálai áthatolhatnak rajta.

Funkciók: tartalék anyagok és kiválasztásra szánt anyagok felhalmozódása és izolálása; a turgornyomás fenntartása; sejtnövekedés biztosítása a nyújtás miatt; a sejtek vízháztartásának szabályozása.

♦Riboszómák- minden sejtben jelenlévő sejtszervecskék (több tízezer mennyiségben), amelyek a szemcsés EPS membránján, mitokondriumokban, kloroplasztiszokban, citoplazmában és külső magmembránban helyezkednek el, és a fehérjék bioszintézisét végzik; A nukleolusokban riboszómális alegységek képződnek.

■ Felépítés és összetétel: a riboszómák a legkisebb (15-35 nm) kerek és gomba alakú, nem membrán szemcsék; két aktív centrummal rendelkezik (aminoacil és peptidil); két egyenlőtlen alegységből áll - egy nagy (három kiemelkedéssel és egy csatornával rendelkező félgömb formájában), amely három RNS-molekulát és egy fehérjét tartalmaz, és egy kicsi (egy RNS-molekulát és egy fehérjét tartalmaz); az alegységeket Mg+ ion segítségével kötjük össze.

■ Funkció: fehérjék szintézise aminosavakból.

❖ Sejtközpont- a legtöbb állati sejtből, néhány gombából, algából, mohából és páfrányból álló organellum, amely (interfázisban) a sejt közepén, a sejtmag közelében helyezkedik el, és az összeállítás iniciációs központjaként szolgál mikrotubulusok .

■ Szerkezet: A sejtközpont két centriolból és egy centroszférából áll. Minden centriol (1.12. ábra) 0,3-0,5 µm hosszú és 0,15 µm átmérőjű hengernek tűnik, melynek falát kilenc mikrotubulus hármas alkotja, a közepe pedig homogén anyaggal van kitöltve. A centriolok egymásra merőlegesen helyezkednek el, és sűrű citoplazmaréteg veszi körül őket sugárzó mikrotubulusokkal, amelyek sugárzó centroszférát alkotnak. A sejtosztódás során a centriolák a pólusok felé mozognak.

■ Főbb funkciói: az osztódási orsó (vagy mitotikus orsó) sejtosztódási pólusainak és akromatikus filamentumainak kialakítása, biztosítva a genetikai anyag egyenlő eloszlását a leánysejtek között; interfázisban irányítja a sejtszervecskék mozgását a citoplazmában.

Cytosklst sejtek egy rendszer mikrofilamentumok És mikrotubulusok , behatol a sejt citoplazmájába, kapcsolódik a külső citoplazmatikus membránhoz és a sejtmag burkához, és megőrzi a sejt alakját.

■Mikrokarimák- 5-10 nm vastag, fehérjékből álló vékony, összehúzódó filamentumok ( aktin, miozin satöbbi.). Minden sejt citoplazmájában és a mozgó sejtek pszeudopodájában megtalálható.

Funkciók: a mikrofilamentumok biztosítják a hialoplazma motoros aktivitását, közvetlenül részt vesznek a sejt alakjának megváltoztatásában a protista sejtek terjedése és amőboid mozgása során, valamint részt vesznek az állati sejtek osztódása során a szűkület kialakulásában; a sejt citoszkeleton egyik fő eleme.

■ Mikrotubulusok- vékony üreges hengerek (25 nm átmérőjű), amelyek tubulin fehérje molekulákból állnak, és spirálisan vagy egyenes sorokban helyezkednek el az eukarióta sejtek citoplazmájában.

Funkciók: a mikrotubulusok orsószálakat alkotnak, centriolák, csillók, flagellák részét képezik, és részt vesznek az intracelluláris transzportban; a sejt citoszkeleton egyik fő eleme.

A mozgás szervei — flagellák és csillók , számos sejtben jelen vannak, de gyakoribbak az egysejtű szervezetekben.

■ Cilia- számos citoplazmatikus rövid (5-20 µm hosszú) projekció a plazmalemma felszínén. Elérhető különféle típusú állati sejtek és egyes növények felületén.

■ Flagella- egyetlen citoplazmatikus vetület számos protista, zoospóra és spermium sejtjeinek felszínén; ~10-szer hosszabb, mint a csillók; mozgásra használják.

■ Szerkezet: csilló és flagella (1.14. ábra) áll belőlük mikrotubulusok, a 9 × 2 + 2 rendszer szerint elrendezve (kilenc dupla mikrotubulus - dublettek falat alkotnak, középen két szimpla mikrotubulus található). A dublettek képesek egymás mellett elcsúszni, ami a csilló vagy flagellum meghajlásához vezet. A flagellák és a csillók tövében bazális testek találhatók, amelyek szerkezetükben megegyeznek a centriolákkal.

■ Funkciók: a csillók és a flagellák maguknak a sejteknek vagy a környező folyadéknak és az abban lebegő részecskéknek a mozgását biztosítják.

Zárványok

Zárványok- a sejt citoplazmájának nem állandó (átmenetileg létező) komponensei, amelyek tartalma a sejt funkcionális állapotától függően változik. Vannak trofikus, szekréciós és kiválasztó zárványok.

■ Trófiai zárványok- ezek tápanyagtartalékok (zsír, keményítő és fehérje szemcsék, glikogén).

■ Szekretoros zárványok- ezek az endokrin és külső elválasztású mirigyek salakanyagai (hormonok, enzimek).

■ Kiválasztó zárványok- Ezek olyan anyagcseretermékek a sejtben, amelyeket ki kell üríteni a sejtből.

A mag és a kromoszómák

Mag- a legnagyobb organellum; minden eukarióta sejt kötelező komponense (kivéve a magasabb rendű növények floémszita csősejtjeit és az emlősök érett vörösvértesteit). A legtöbb sejtnek egyetlen magja van, de vannak két- és többmagvú sejtek. Az atommagnak két állapota van: interfázis és hasadó

Interfázisú mag tartalmazza sejtmag(a sejtmag belső tartalmának elválasztása a citoplazmától), magmátrix (karioplazma), kromatin és magvak. A sejtmag alakja és mérete a szervezet típusától, típusától, életkorától és a sejt funkcionális állapotától függ. Magas DNS (15-30%) és RNS (12%) tartalma van.

■ Kernel funkciók:örökletes információk tárolása és továbbítása változatlan DNS-struktúra formájában; szabályozza (a fehérjeszintézis rendszeren keresztül) az összes sejtes létfontosságú folyamatot.

❖ Sejtmag(vagy karyolemma) külső és belső biológiai membránokból áll, amelyek között van perinukleáris tér. A belső membrán fehérjeréteggel rendelkezik, amely formát ad a sejtmagnak. A külső membrán az ER-hez kapcsolódik, és riboszómákat hordoz. A héjat nukleáris pórusok hatják át, amelyeken keresztül az anyagcsere a sejtmag és a citoplazma között megtörténik. A pórusok száma nem állandó, és a mag méretétől és funkcionális aktivitásától függ.

■ A magmembrán funkciói: elválasztja a sejtmagot a sejt citoplazmájától, szabályozza az anyagok szállítását a sejtmagból a citoplazmába (RNS, riboszomális alegységek), valamint a citoplazmából a sejtmagba (fehérjék, zsírok, szénhidrátok, ATP, víz, ionok).

❖ Kromoszóma- a sejtmag legfontosabb organellumja, amely egy DNS-molekulát tartalmaz komplexben specifikus hisztonfehérjékkel és néhány egyéb anyaggal, amelyek többsége a kromoszóma felszínén található.

A sejt életciklusának fázisától függően kromoszómák lehetnek benne két állam — despiralizált és spiralizált.

» Despiralizált állapotban a kromoszómák a periódusban vannak interfázis sejtciklus, optikai mikroszkópban láthatatlan szálakat képezve, amelyek az alapot képezik kromatin .

■ A folyamat során a DNS-szálak lerövidülésével és tömörödésével (100-500-szoros) spiralizáció következik be. sejtosztódás ; míg a kromoszómák kompakt formát ölt és optikai mikroszkóp alatt láthatóvá válnak.

Kromatin- a nukleáris anyag egyik összetevője az interfázis periódusában, melynek alapja az decoilált kromoszómák DNS-molekulák hosszú vékony szálaiból álló hálózat formájában hisztonokkal és más anyagokkal (RNS, DNS polimeráz, lipidek, ásványi anyagok stb.) komplexben; jól fest a szövettani gyakorlatban használt színezékekkel.

■ A kromatinban a DNS-molekula szakaszai a hisztonok köré tekerednek, és nukleoszómákat képeznek (gyöngyöknek néznek ki).

Chromatid egy kromoszóma szerkezeti eleme, amely egy DNS-molekula szála hisztonfehérjékkel és más anyagokkal komplexben, szuperhélixszerűen többszörösen összehajtva és rúd alakú testbe csomagolva.

■ A helikalizálás és a csomagolás során a DNS egyes szakaszai szabályosan elrendeződnek, így váltakozó keresztirányú csíkok képződnek a kromatidákon.

❖ Egy kromoszóma felépítése (1.16. ábra). Spiralizált állapotban a kromoszóma egy körülbelül 0,2-20 µm méretű rúd alakú szerkezet, amely két kromatidából áll, és két karra van osztva a centromerának nevezett elsődleges szűkülettel. A kromoszómák másodlagos szűkülettel rendelkezhetnek, amely elválaszt egy, a műholdnak nevezett régiót. Egyes kromoszómáknak van egy szakasza ( nukleoláris szervező ), amely a riboszomális RNS (rRNS) szerkezetét kódolja.

A kromoszómák típusai formájuktól függően: egyenlő vállak , egyenlőtlen vállak (a centrum kiszorul a kromoszóma közepéről), rúd alakú (a centromer a kromoszóma végéhez közel van).

A mitózis anafázisa és a II. meiosis anafázisa után a kromoszómák egy kromitidből állnak, a DNS-replikáció (duplázódás) után pedig az interfázis szintetikus (S) szakaszában két testvérkromitidból állnak, amelyek a centromérán kapcsolódnak egymáshoz. A sejtosztódás során orsó mikrotubulusok kapcsolódnak a centromerhez.

❖ A kromoszómák funkciói:
■ tartalmaz genetikai anyag - DNS-molekulák;
■ végrehajtani DNS szintézis (a kromoszómák megkettőződése során a sejtciklus S-periódusában) és mRNS;
■ szabályozza a fehérjeszintézist;
■ szabályozza a sejt létfontosságú tevékenységét.

Homológ kromoszómák- azonos párhoz tartozó, formájukban, méretükben, a centromerek elhelyezkedésében azonos, azonos géneket hordozó, azonos tulajdonságok kialakulását meghatározó kromoszómák. A homológ kromoszómák eltérhetnek a bennük lévő gének alléljaiban, és a meiózis során (átkeresztezés) szakaszokat cserélhetnek.

Autoszómák kromoszómák a kétlaki élőlények sejtjeiben, azonosak az azonos fajhoz tartozó hímekben és nőstényekben (ezek mind egy sejt kromoszómái, a nemi kromoszómák kivételével).

Nemi kromoszómák(vagy heterokromoszómák ) olyan kromoszómák, amelyek az élő szervezet nemét meghatározó géneket hordoznak.

Diploid készlet(2p jelöléssel) - kromoszómakészlet szomatikus sejteket, amelyekben minden kromoszóma megtalálható páros homológ kromoszómája . A diploid halmaz egyik kromoszómáját a szervezet az apától, a másikat az anyától kapja.

■ Diploid készlet személy 46 kromoszómából áll (ebből 22 pár homológ kromoszóma és két nemi kromoszóma: a nőknek két X kromoszómája, a férfiaknak egy-egy X és Y kromoszómája van).

Haploid készlet(1l jelöli) - egyetlen kromoszómakészlet szexuális sejtek ( ivarsejtek ), amelyben a kromoszómák nincs párosított homológ kromoszómájuk . A haploid halmaz az ivarsejtek kialakulása során jön létre a meiózis következtében, amikor minden homológ kromoszómapárból csak egy kerül az ivarsejtekbe.

Kariotípus- ez egy adott fajba tartozó élőlények szomatikus sejtjeinek kromoszómáira jellemző állandó mennyiségi és minőségi morfológiai jellemzők halmaza (számuk, méretük és alakjuk), amelyek alapján egyértelműen azonosítható a diploid kromoszómakészlet.

Nucleolus- kerek, erősen tömörített, nem korlátozott

membrántest 1-2 mikron nagyságú. A magnak egy vagy több magja van. A nucleolus több kromoszóma nukleoláris szervezői körül alakul ki, amelyek vonzzák egymást. A magosztódás során a sejtmagok elpusztulnak, és az osztódás végén újra kialakulnak.

■ Összetétel: fehérje 70-80%, RNS 10-15%, DNS 2-10%.
■ Funkciók: r-RNS és t-RNS szintézise; riboszomális alegységek összeállítása.

Karioplazma (vagy nukleoplazma, kariolimfa, maglé ) a sejtmag szerkezetei közötti teret kitöltő, szerkezet nélküli tömeg, amelybe kromatin, nukleolusok és különféle intranukleáris szemcsék merülnek. Vizet, nukleotidokat, aminosavakat, ATP-t, RNS-t és enzimfehérjéket tartalmaz.

Funkciók: biztosítja a nukleáris szerkezetek összekapcsolását; részt vesz az anyagok szállításában a sejtmagból a citoplazmába és a citoplazmából a sejtmagba; szabályozza a DNS-szintézist a replikáció során, az mRNS-szintézist a transzkripció során.

Az eukarióta sejtek összehasonlító jellemzői

A prokarióta és eukarióta sejtek szerkezetének jellemzői

Anyagok szállítása

Anyagok szállítása- ez a szükséges anyagok szállítása a szervezetben, a sejtekbe, a sejten belül és a sejten belül, valamint a salakanyagok eltávolítása a sejtből és a szervezetből.

Az anyagok intracelluláris transzportját a hialoplazma és (eukarióta sejtekben) az endoplazmatikus retikulum (ER), a Golgi komplex és a mikrotubulusok biztosítják. Az anyagok szállítását ezen az oldalon később ismertetjük.

Az anyagok biológiai membránokon keresztül történő szállításának módjai:

■ passzív transzport (ozmózis, diffúzió, passzív diffúzió),
■ aktív közlekedés,
■ endocitózis,
■ exocitózis.

Passzív szállítás nem igényel energiaráfordítást és előfordul a gradiens mentén koncentráció, sűrűség vagy elektrokémiai potenciál.

Ozmózis a víz (vagy más oldószer) áthatolása egy félig áteresztő membránon egy kevésbé tömény oldatból egy töményebb oldatba.

Diffúzió- behatolás anyagokat a membránon keresztül a gradiens mentén koncentráció (egy nagyobb anyagkoncentrációjú területről egy alacsonyabb koncentrációjú területre).

Diffúzió A víz és az ionok pórusokkal (csatornákkal) rendelkező integrált membránfehérjék részvételével történik, a zsírban oldódó anyagok diffúziója a membrán lipidfázisának részvételével történik.

Könnyített diffúzió a membránon keresztül speciális membrán transzport fehérjék segítségével történik, lásd a képet.

Aktiv szállitás Az ATP lebontása során felszabaduló energia felhasználását igényli, anyagok (ionok, monoszacharidok, aminosavak, nukleotidok) szállítására szolgál. gradiens ellen koncentrációjuk vagy elektrokémiai potenciáljuk. Speciális hordozófehérjék végzik engedélyeket , amelynek ioncsatornái vannak és képződnek ionszivattyúk .

Endocitózis- makromolekulák (fehérjék, nukleinsavak stb.) és mikroszkopikus szilárd élelmiszer-részecskék befogása és beburkolása ( fagocitózis ) vagy folyadékcseppek oldott anyagokkal ( pinocitózis ), és egy membránvakuólumba zárjuk, amely „behúzódik a sejtbe. A vakuólum ezután egy lizoszómával fuzionál, amelynek enzimei a befogott anyag molekuláit monomerekre bontják.

Exocitózis- az endocitózissal ellentétes folyamat. Az exocitózis révén a sejt eltávolítja az intracelluláris termékeket vagy a vakuolákba vagy hólyagokba zárt, emésztetlen törmeléket.