Istraktura ng cell

Ang katawan ng tao, tulad ng ibang buhay na organismo, ay binubuo ng mga selula. Ginagampanan nila ang isa sa mga pangunahing tungkulin sa ating katawan. Sa tulong ng mga selula, nangyayari ang paglaki, pag-unlad at pagpaparami.

Ngayon alalahanin natin ang kahulugan ng karaniwang tinatawag na cell sa biology.

Ang cell ay isang elementary unit na kasangkot sa istraktura at paggana ng lahat ng buhay na organismo, maliban sa mga virus. Mayroon itong sariling metabolismo at hindi lamang nabubuhay nang nakapag-iisa, kundi pati na rin upang bumuo at magparami mismo. Sa madaling salita, maaari nating tapusin na ang cell ay ang pinakamahalaga at kinakailangang materyal na gusali para sa anumang organismo.

Siyempre, sa mata, malamang na hindi mo makikita ang hawla. Ngunit sa tulong makabagong teknolohiya nakuha ng tao magandang pagkakataon hindi lamang upang suriin ang cell mismo sa ilalim ng isang ilaw o electron mikroskopyo, ngunit din upang pag-aralan ang istraktura nito, ihiwalay at linangin ang mga indibidwal na tisyu nito, at kahit na i-decode ang genetic cellular na impormasyon.

At ngayon, sa tulong ng figure na ito, tingnan natin ang istraktura ng cell:

Istraktura ng cell

Ngunit kawili-wili, lumalabas na hindi lahat ng mga cell ay may parehong istraktura. Mayroong ilang pagkakaiba sa pagitan ng mga selula ng isang buhay na organismo at mga selula ng mga halaman. Sa katunayan, sa mga selula ng halaman ay may mga plastid, isang lamad at mga vacuole na may cell sap. Sa larawan maaari mong makita ang cellular na istraktura ng mga hayop at halaman at makita ang pagkakaiba sa pagitan nila:

Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa istruktura ng mga selula ng halaman at hayop, matututo ka sa pamamagitan ng panonood ng video

Tulad ng nakikita mo, ang mga cell, bagaman mayroon silang mga mikroskopikong sukat, ngunit ang kanilang istraktura ay medyo kumplikado. Samakatuwid, magpapatuloy tayo ngayon sa isang mas detalyadong pag-aaral ng istraktura ng cell.

Plasma membrane ng isang cell

Upang magbigay ng hugis at paghiwalayin ang selula mula sa uri nito, isang lamad ang matatagpuan sa paligid ng selula ng tao.

Dahil ang lamad ay may pag-aari ng bahagyang pagpasa ng mga sangkap sa pamamagitan ng sarili nito, dahil dito, ang mga tamang sangkap at ang basura ay inaalis dito.

Conventionally, maaari nating sabihin na ang cell membrane ay isang ultramicroscopic film, na binubuo ng dalawang monomolecular layer ng protina at isang bimolecular layer ng lipids, na matatagpuan sa pagitan ng mga layer na ito.

Mula dito maaari nating tapusin na ang cell lamad ay gumaganap mahalagang papel sa istraktura nito, dahil gumaganap ito ng ilang partikular na function. Ito ay gumaganap ng isang proteksiyon, hadlang at pagkonekta ng function sa pagitan ng iba pang mga cell at para sa komunikasyon sa kapaligiran.

At ngayon tingnan natin ang isang mas detalyadong istraktura ng lamad sa figure:

Cytoplasm

Ang susunod na bahagi ng panloob na kapaligiran ng cell ay ang cytoplasm. Ito ay isang semi-liquid substance kung saan ang ibang mga substance ay gumagalaw at natutunaw. Ang cytoplasm ay binubuo ng mga protina at tubig.

Sa loob ng cell, mayroong patuloy na paggalaw ng cytoplasm, na tinatawag na cyclosis. Ang cyclosis ay pabilog o reticulate.

Bilang karagdagan, ang cytoplasm ay nag-uugnay sa iba't ibang bahagi ng cell. Sa ganitong kapaligiran, matatagpuan ang mga organelles ng cell.

Ang mga organel ay mga permanenteng istruktura ng cellular na may mga tiyak na pag-andar.

Ang mga nasabing organelles ay kinabibilangan ng mga istruktura tulad ng cytoplasmic matrix, endoplasmic reticulum, ribosomes, mitochondria, atbp.

Ngayon ay susubukan naming tingnan ang mga organel na ito at alamin kung anong mga function ang ginagawa nila.

Cytoplasm

cytoplasmic matrix

Ang isa sa mga pangunahing bahagi ng cell ay ang cytoplasmic matrix. Salamat dito, ang mga proseso ng biosynthesis ay nagaganap sa cell, at ang mga bahagi nito ay naglalaman ng mga enzyme na gumagawa ng enerhiya.

cytoplasmic matrix

Endoplasmic reticulum

Sa loob, ang cytoplasmic zone ay binubuo ng maliliit na channel at iba't ibang mga cavity. Ang mga channel na ito, na kumukonekta sa isa't isa, ay bumubuo ng endoplasmic reticulum. Ang nasabing network ay heterogenous sa istraktura nito at maaaring butil-butil o makinis.


Endoplasmic reticulum

cell nucleus

Ang pinakamahalagang bahagi, na naroroon sa halos lahat ng mga selula, ay ang cell nucleus. Ang mga cell na may nucleus ay tinatawag na eukaryotes. Ang bawat cell nucleus ay naglalaman ng DNA. Ito ang sangkap ng pagmamana at ang lahat ng mga katangian ng cell ay naka-encrypt dito.

cell nucleus

Mga Chromosome

Kung titingnan natin ang istruktura ng isang chromosome sa ilalim ng mikroskopyo, makikita natin na ito ay binubuo ng dalawang chromatids. Bilang isang patakaran, pagkatapos ng dibisyon ng nuklear, ang kromosoma ay nagiging solong chromatid. Ngunit sa simula ng susunod na dibisyon, isa pang chromatid ang lilitaw sa chromosome.

Mga Chromosome

Cell Center

Kung isasaalang-alang ang cell center, makikita ng isa na ito ay binubuo ng isang maternal at daughter centrioles. Ang bawat naturang centriole ay isang cylindrical na bagay, ang mga dingding ay nabuo ng siyam na triplets ng mga tubules, at sa gitna ay may isang homogenous na sangkap.

Sa tulong ng naturang cell center, nangyayari ang paghahati ng mga selula ng hayop at mas mababang halaman.

Cell Center

Mga ribosom

Ang mga ribosom ay mga unibersal na organel sa parehong mga selula ng hayop at halaman. Ang kanilang pangunahing tungkulin ay protina synthesis sa functional center.

Mga ribosom

Mitokondria

Ang mitochondria ay mga microscopic organelles din, ngunit hindi tulad ng mga ribosome, mayroon silang dalawang-membrane na istraktura, kung saan ang panlabas na lamad ay makinis, at ang panloob ay may iba't ibang hugis na mga outgrowth na tinatawag na cristae. Ang mitochondria ay gumaganap ng papel ng isang sentro ng paghinga at enerhiya

Mitokondria

golgi apparatus

Ngunit sa tulong ng Golgi apparatus, ang akumulasyon at transportasyon ng mga sangkap ay nangyayari. Gayundin, salamat sa apparatus na ito, ang pagbuo ng mga lysosome at ang synthesis ng mga lipid at carbohydrates ay nangyayari.

Sa istraktura, ang Golgi apparatus ay kahawig ng mga indibidwal na katawan, na hugis gasuklay o hugis ng baras.

golgi apparatus

mga plastid

Ngunit ang mga plastid para sa isang cell ng halaman ay gumaganap ng papel ng isang istasyon ng enerhiya. May posibilidad silang magbago mula sa isang species patungo sa isa pa. Ang mga plastid ay nahahati sa mga uri tulad ng chloroplasts, chromoplasts, leukoplasts.

mga plastid

Mga lysosome

Ang digestive vacuole, na may kakayahang magtunaw ng mga enzyme, ay tinatawag na lysosome. Ang mga ito ay microscopic single-membrane organelles na may isang bilugan na hugis. Ang kanilang numero ay direktang nakasalalay sa kung gaano kabuhay ang cell at kung ano ang pisikal na kondisyon nito.

Sa kaganapan na ang pagkasira ng lysosome membrane ay nangyayari, kung gayon sa kasong ito ang cell ay magagawang digest ang sarili nito.

Mga lysosome

Mga paraan upang pakainin ang cell

Ngayon tingnan natin kung paano pinapakain ang mga cell:

Paano pinapakain ang cell

Dapat pansinin dito na ang mga protina at polysaccharides ay may posibilidad na tumagos sa cell sa pamamagitan ng phagocytosis, ngunit ang mga patak ng likido - sa pamamagitan ng pinocytosis.

Ang paraan ng nutrisyon ng mga selula ng hayop, kung saan ang mga sustansya ay pumapasok dito, ay tinatawag na phagocytosis. At tulad ng isang unibersal na paraan ng pagpapakain ng anumang mga cell, kung saan ang mga nutrients ay pumapasok sa cell na nasa isang dissolved form, ay tinatawag na pinocytosis.

Hinahati ang lahat ng mga cell (o mga buhay na organismo) sa dalawang uri: prokaryotes At mga eukaryote. Ang mga prokaryote ay mga di-nuklear na selula o organismo, na kinabibilangan ng mga virus, prokaryotic bacteria at asul-berdeng algae, kung saan ang cell ay direktang binubuo ng cytoplasm, kung saan matatagpuan ang isang chromosome - Molekyul ng DNA(minsan RNA).

eukaryotic cells may nucleus kung saan mayroong mga nucleoproteins (histone protein + DNA complex), pati na rin ang iba organelles. Kabilang sa mga eukaryote ang karamihan sa mga modernong unicellular at multicellular na buhay na organismo na kilala sa agham (kabilang ang mga halaman).

Ang istraktura ng eukaryotic organoids.

Pangalan ng organoid	Ang istraktura ng organoid	Mga function ng organoid
Cytoplasm	Ang panloob na kapaligiran ng cell, na naglalaman ng nucleus at iba pang mga organelles. Mayroon itong semi-likido, pinong butil na istraktura.	Gumaganap ng function ng transportasyon. Kinokontrol ang rate ng daloy ng mga metabolic biochemical na proseso. Nagbibigay ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga organel.
Mga ribosom	Maliit na spherical o ellipsoidal organelle na may diameter na 15 hanggang 30 nanometer.	Nagbibigay sila ng proseso ng synthesis ng mga molekula ng protina, ang kanilang pagpupulong mula sa mga amino acid.
Mitokondria	Mga organel na may iba't ibang uri ng hugis - mula spherical hanggang filamentous. Sa loob ng mitochondria mayroong mga fold mula 0.2 hanggang 0.7 microns. Ang panlabas na shell ng mitochondria ay may dalawang lamad na istraktura. panlabas na lamad makinis, at sa loob ay may mga lumalabas na cruciform iba't ibang hugis na may mga enzyme sa paghinga.	Tinitiyak ng mga enzyme sa lamad ang synthesis ng ATP (adenosine triphosphoric acid). Pag-andar ng enerhiya. Ang mitochondria ay nagbibigay ng enerhiya sa cell sa pamamagitan ng pagpapakawala nito sa panahon ng pagkasira ng ATP.
Endoplasmic reticulum (ER)	Ang sistema ng lamad sa cytoplasm na bumubuo ng mga channel at cavity. Mayroong dalawang uri: butil-butil, kung saan mayroong mga ribosom at makinis.	Nagbibigay ng mga proseso ng synthesis sustansya(protina, taba, carbohydrates). Ang mga protina ay na-synthesize sa butil-butil na ER, habang ang mga taba at carbohydrates ay na-synthesize sa makinis na ER. Nagbibigay ng sirkulasyon at paghahatid ng mga sustansya sa loob ng cell.
mga plastid(mga organelles na kakaiba lamang sa mga selula ng halaman) ay may tatlong uri:	Mga organelle ng dobleng lamad
Mga leucoplast	Walang kulay na mga plastid na matatagpuan sa mga tubers, ugat at bombilya ng mga halaman.	Ang mga ito ay isang karagdagang reservoir para sa pag-iimbak ng mga sustansya.
Mga chloroplast	Ang mga organel ay hugis-itlog at berde ang kulay. Ang mga ito ay pinaghihiwalay mula sa cytoplasm sa pamamagitan ng dalawang tatlong-layer na lamad. Sa loob ng mga chloroplast ay chlorophyll.	Ibahin ang anyo ng organikong bagay mula sa hindi organikong bagay gamit ang enerhiya ng araw.
Mga Chromoplast	Mga organelles, mula dilaw hanggang kayumanggi, kung saan nag-iipon ang karotina.	Nag-aambag sila sa hitsura ng mga bahagi na may dilaw, orange at pulang kulay sa mga halaman.
Mga lysosome	Mga organel bilog na may diameter na halos 1 micron, pagkakaroon ng lamad sa ibabaw, at sa loob - isang kumplikadong mga enzyme.	Digestive function. Digest nutrient particle at alisin ang mga patay na bahagi ng cell.
Golgi complex	Maaaring may iba't ibang hugis. Binubuo ng mga cavity na pinaghihiwalay ng mga lamad. Ang mga tubular formation na may mga bula sa mga dulo ay umaalis sa mga cavity.	Bumubuo ng mga lysosome. Nangongolekta at nag-aalis ng mga organikong sangkap na na-synthesize sa EPS.
Cell Center	Binubuo ito ng isang centrosphere (isang siksik na lugar ng cytoplasm) at mga centrioles - dalawang maliliit na katawan.	Gumaganap ng isang mahalagang function para sa cell division.
Mga pagsasama ng cell	Carbohydrates, fats at proteins, na mga hindi permanenteng bahagi ng cell.	Mga ekstrang nutrients na ginagamit para sa buhay ng cell.
Mga organel ng paggalaw	Flagella at cilia (outgrowths at cell), myofibrils (filamentous formations) at pseudopodia (o pseudopodia).	Nagsasagawa sila ng pag-andar ng motor, at nagbibigay din ng proseso ng pag-urong ng kalamnan.

cell nucleus ay ang pangunahing at pinaka-kumplikadong organelle ng cell, kaya isasaalang-alang natin ito

Ipadala ang iyong mabuting gawa sa base ng kaalaman ay simple. Gamitin ang form sa ibaba

Ang mga mag-aaral, nagtapos na mga estudyante, mga batang siyentipiko na gumagamit ng base ng kaalaman sa kanilang pag-aaral at trabaho ay lubos na magpapasalamat sa iyo.

Naka-host sa http://www.allbest.ru/

Plano

1. Cell, ang istraktura at mga function nito

2. Tubig sa buhay ng cell

3. Metabolismo at enerhiya sa cell

4. Nutrisyon ng cell. Photosynthesis at chemosynthesis

5. Genetic code. Synthesis ng mga protina sa cell

6. Regulasyon ng transkripsyon at pagsasalin sa cell at organismo

Bibliograpiya

1. Cell, ang istraktura at mga function nito

Ang mga cell ay matatagpuan sa intercellular substance, na nagbibigay ng kanilang mekanikal na lakas, nutrisyon at paghinga. Ang mga pangunahing bahagi ng anumang cell ay ang cytoplasm at ang nucleus.

Ang cell ay natatakpan ng isang lamad na binubuo ng ilang mga layer ng mga molekula, na nagbibigay ng pumipili na pagkamatagusin ng mga sangkap. Ang pinakamaliit na istruktura - organelles - ay matatagpuan sa cytoplasm. Kasama sa mga cell organelle ang: endoplasmic reticulum, ribosomes, mitochondria, lysosomes, Golgi complex, cell center.

Ang cell ay binubuo ng: surface apparatus, cytoplasm, nucleus.

Ang istraktura ng isang selula ng hayop

Panlabas o plasma lamad- nililimitahan ang mga nilalaman ng cell mula sa kapaligiran (iba pang mga cell, intercellular substance), binubuo ng mga molekula ng lipid at protina, nagbibigay ng komunikasyon sa pagitan ng mga cell, transportasyon ng mga sangkap sa cell (pinocytosis, phagocytosis) at palabas ng cell.

Cytoplasm- ang panloob na semi-likido na kapaligiran ng cell, na nagbibigay ng komunikasyon sa pagitan ng nucleus at organelles na matatagpuan dito. Ang mga pangunahing proseso ng mahahalagang aktibidad ay nagaganap sa cytoplasm.

Mga cell organelle:

1) endoplasmic reticulum (ER)- isang sistema ng mga sumasanga na tubules, na kasangkot sa synthesis ng mga protina, lipid at carbohydrates, sa transportasyon ng mga sangkap, sa cell;

2) ribosom- Ang mga katawan na naglalaman ng rRNA ay matatagpuan sa ER at sa cytoplasm, at kasangkot sa synthesis ng protina. Ang EPS at ribosome ay iisang kagamitan para sa synthesis at transportasyon ng protina;

3) mitochondria- "mga istasyon ng kuryente" ng cell, na nililimitahan mula sa cytoplasm ng dalawang lamad. Ang panloob ay bumubuo ng cristae (folds) na nagpapataas sa ibabaw nito. Ang mga enzyme sa cristae ay nagpapabilis sa mga reaksyon ng oksihenasyon ng mga organikong sangkap at ang synthesis ng mga molekulang ATP na mayaman sa enerhiya;

4) Golgi complex- isang pangkat ng mga cavity na nililimitahan ng isang lamad mula sa cytoplasm, na puno ng mga protina, taba at carbohydrates, na ginagamit sa mga proseso ng buhay o inalis mula sa cell. Ang mga lamad ng complex ay nagsasagawa ng synthesis ng mga taba at carbohydrates;

5) mga lysosome- Ang mga katawan na puno ng mga enzyme ay nagpapabilis sa mga reaksyon ng paghahati ng mga protina sa mga amino acid, lipid sa glycerol at fatty acid, polysaccharides sa monosaccharides. Sa lysosomes, ang mga patay na bahagi ng cell, buong mga cell at mga cell ay nawasak.

Mga pagsasama ng cell- Mga akumulasyon ng ekstrang nutrients: mga protina, taba at carbohydrates.

Core- ang pinakamahalagang bahagi ng cell.

Ito ay natatakpan ng isang dalawang-lamad na lamad na may mga pores kung saan ang ilang mga sangkap ay tumagos sa nucleus, habang ang iba ay pumapasok sa cytoplasm.

Chromosome - ang pangunahing istruktura ng nucleus, carrier namamana na impormasyon tungkol sa mga katangian ng organismo. Ito ay ipinadala sa proseso ng paghahati ng selula ng ina sa mga selula ng anak na babae, at may mga selulang mikrobyo - sa mga organismo ng anak na babae.

Ang nucleus ay ang site ng DNA, mRNA, rRNA synthesis.

Ang kemikal na komposisyon ng cell

Ang cell ay ang elementarya na yunit ng buhay sa Earth. Taglay nito ang lahat ng katangian ng isang buhay na organismo: ito ay lumalaki, nagpaparami, nakikipagpalitan ng mga sangkap at enerhiya sa kapaligiran, at tumutugon sa panlabas na stimuli. Ang simula ng biological evolution ay nauugnay sa paglitaw ng mga cellular life form sa Earth. Ang mga unicellular na organismo ay mga selula na hiwalay sa isa't isa. Ang katawan ng lahat ng multicellular na organismo - mga hayop at halaman - ay binuo mula sa mas marami o mas kaunting mga cell, na isang uri ng mga bloke ng gusali na bumubuo sa isang kumplikadong organismo. Hindi alintana kung ang cell ay isang integral living system - isang hiwalay na organismo o bahagi lamang nito, ito ay pinagkalooban ng isang hanay ng mga tampok at katangian na karaniwan sa lahat ng mga cell.

Humigit-kumulang 60 elemento ng periodic system ng Mendeleev ang natagpuan sa mga selula, na matatagpuan din sa walang buhay na kalikasan. Ito ay isa sa mga patunay ng pagkakatulad ng may buhay at walang buhay na kalikasan. Ang hydrogen, oxygen, carbon at nitrogen ay ang pinakakaraniwan sa mga buhay na organismo, na bumubuo ng humigit-kumulang 98% ng masa ng mga selula. Ito ay dahil sa mga kakaibang katangian ng mga kemikal na katangian ng hydrogen, oxygen, carbon at nitrogen, bilang isang resulta kung saan sila ay naging pinaka-angkop para sa pagbuo ng mga molekula na gumaganap. biological function. Ang apat na elementong ito ay nagagawang bumuo ng napakalakas na covalent bond sa pamamagitan ng pagpapares ng mga electron na kabilang sa dalawang atomo. Ang mga covalently bonded na carbon atom ay maaaring bumuo ng mga backbone ng hindi mabilang na iba't ibang mga organikong molekula. Dahil ang mga carbon atom ay madaling bumubuo ng mga covalent bond na may oxygen, hydrogen, nitrogen, at gayundin sa sulfur, ang mga organikong molekula ay nakakamit ng pambihirang kumplikado at iba't ibang istraktura.

Bilang karagdagan sa apat na pangunahing elemento, ang cell ay naglalaman ng iron, potassium, sodium, calcium, magnesium, chlorine, phosphorus at sulfur sa mga kapansin-pansing halaga (ika-10 at ika-100 na bahagi ng isang porsyento). Ang lahat ng iba pang elemento (zinc, copper, yodo, fluorine, cobalt, manganese, atbp.) ay matatagpuan sa cell sa napakaliit na dami at samakatuwid ay tinatawag na microelements.

Ang mga elemento ng kemikal ay bahagi ng mga inorganic at organic compound. Kabilang sa mga inorganikong compound ang tubig, mga mineral na asing-gamot, carbon dioxide, mga acid at mga base. Ang mga organikong compound ay mga protina, nucleic acid, carbohydrates, fats (lipids) at lipoids. Bilang karagdagan sa oxygen, hydrogen, carbon at nitrogen, ang iba pang mga elemento ay maaaring isama sa kanilang komposisyon. Ang ilang mga protina ay naglalaman ng asupre. Mahalaga bahagi ang nucleic acid ay posporus. Ang molekula ng hemoglobin ay may kasamang bakal, ang magnesiyo ay kasangkot sa pagtatayo ng molekula ng chlorophyll. Ang mga elemento ng bakas, sa kabila ng kanilang napakababang nilalaman sa mga buhay na organismo, ay may mahalagang papel sa mga proseso ng buhay. Ang yodo ay bahagi ng thyroid hormone - thyroxine, cobalt - sa komposisyon ng bitamina B 12 hormone ng insular na bahagi ng pancreas - insulin - ay naglalaman ng zinc.

Ang organikong bagay ng cell

Mga ardilya.

Kabilang sa mga organikong sangkap ng cell, ang mga protina ay nasa unang lugar kapwa sa dami (10 - 12% ng kabuuang masa ng cell) at sa halaga. Ang mga protina ay mataas na molekular na timbang na mga polimer (na may molekular na timbang na 6,000 hanggang 1 milyon o higit pa) na ang mga monomer ay mga amino acid. Gumagamit ang mga buhay na organismo ng 20 amino acid, bagama't marami pa. Ang komposisyon ng anumang amino acid ay kinabibilangan ng isang amino group (-NH2), na may mga pangunahing katangian, at isang carboxyl group (-COOH), na mayroong mga katangian ng acid. Ang dalawang amino acid ay pinagsama sa isang molekula sa pamamagitan ng pagtatatag ng isang HN-CO bond na may paglabas ng isang molekula ng tubig. Ang bono sa pagitan ng amino group ng isang amino acid at ng carboxyl group ng isa pa ay tinatawag na peptide bond.

Ang mga protina ay mga polypeptide na naglalaman ng sampu o daan-daang mga amino acid. Ang mga molekula ng iba't ibang mga protina ay naiiba sa bawat isa sa molekular na timbang, bilang, komposisyon ng mga amino acid at ang kanilang pagkakasunud-sunod sa polypeptide chain. Ito ay malinaw, samakatuwid, na ang mga protina ay naiiba malaking uri, ang kanilang bilang sa lahat ng uri ng buhay na organismo ay tinatantya sa 1010 - 1012.

Ang isang kadena ng mga yunit ng amino acid na konektado ng mga covalent peptide bond sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod ay tinatawag na pangunahing istraktura ng isang protina.

Sa mga selula, ang mga protina ay may anyo ng mga hibla o bola (globules). Ito ay dahil sa ang katunayan na sa isang natural na protina ang polypeptide chain ay nakatiklop sa isang mahigpit na tinukoy na paraan, depende sa kemikal na istraktura ang mga constituent amino acid nito.

Una, ang polypeptide chain ay umiikot sa isang helix. Ang pagkahumaling ay lumitaw sa pagitan ng mga atomo ng mga katabing pagliko at ang mga bono ng hydrogen ay nabuo, lalo na, sa pagitan ng mga pangkat ng NH- at CO na matatagpuan sa mga katabing pagliko. Ang isang kadena ng mga amino acid, na pinaikot sa anyo ng isang spiral, ay bumubuo ng pangalawang istraktura ng isang protina. Bilang resulta ng karagdagang pagtiklop ng helix, isang pagsasaayos na tiyak sa bawat protina ang lumitaw, na tinatawag na tertiary na istraktura. Ang istrukturang tersiyaryo ay dahil sa pagkilos ng mga puwersa ng pagkakaisa sa pagitan ng mga hydrophobic radical na naroroon sa ilang mga amino acid at mga covalent bond sa pagitan ng mga pangkat ng SH ng amino acid cysteine ​​​​( Mga koneksyon sa S-S). Ang bilang ng mga amino acid na hydrophobic radical at cysteine, pati na rin ang pagkakasunud-sunod ng kanilang pag-aayos sa polypeptide chain, ay tiyak para sa bawat protina. Dahil dito, ang mga tampok ng tertiary na istraktura ng isang protina ay tinutukoy ng pangunahing istraktura nito. Ang protina ay nagpapakita ng biological na aktibidad lamang sa anyo ng isang tertiary na istraktura. Samakatuwid, ang pagpapalit ng kahit isang amino acid sa polypeptide chain ay maaaring humantong sa pagbabago sa configuration ng protina at sa pagbaba o pagkawala ng biological activity nito.

Sa ilang mga kaso, ang mga molekula ng protina ay pinagsama sa isa't isa at maaari lamang gawin ang kanilang pag-andar sa anyo ng mga complex. Kaya, ang hemoglobin ay isang kumplikado ng apat na molekula at tanging sa ganitong anyo lamang ito may kakayahang mag-attach at maghatid ng oxygen. Ang mga naturang aggregate ay kumakatawan sa quaternary na istraktura ng protina. Ayon sa kanilang komposisyon, ang mga protina ay nahahati sa dalawang pangunahing klase - simple at kumplikado. Mga simpleng protina binubuo lamang ng mga amino acids nucleic acids (nucleotides), lipids (lipoproteins), Me (metal proteins), P (phosphoproteins).

Ang mga pag-andar ng mga protina sa cell ay lubhang magkakaibang..

Ang isa sa pinakamahalaga ay ang pag-andar ng gusali: ang mga protina ay kasangkot sa pagbuo ng lahat ng mga lamad ng cell at mga organel ng cell, pati na rin ang mga istruktura ng intracellular. Eksklusibo kahalagahan ay may enzymatic (catalytic) na papel ng mga protina. Pinapabilis ng mga enzyme ang mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa selula ng 10 o 100 milyong beses. pag-andar ng motor ibinibigay ng mga espesyal na contractile protein. Ang mga protina na ito ay kasangkot sa lahat ng uri ng paggalaw na kayang gawin ng mga selula at organismo: ang pagkutitap ng cilia at ang paghampas ng flagella sa protozoa, pag-urong ng kalamnan sa mga hayop, ang paggalaw ng mga dahon sa mga halaman, atbp.

Ang transport function ng mga protina ay upang ikabit mga elemento ng kemikal(halimbawa, ang hemoglobin ay nakakabit sa O) o biologically aktibong sangkap(hormones) at ilipat ang mga ito sa mga tisyu at organo ng katawan. Ang pag-andar ng proteksiyon ay ipinahayag sa anyo ng paggawa ng mga espesyal na protina, na tinatawag na mga antibodies, bilang tugon sa pagtagos ng mga dayuhang protina o mga selula sa katawan. Ang mga antibodies ay nagbubuklod at nag-neutralize sa mga dayuhang sangkap. Ang mga protina ay may mahalagang papel bilang mga mapagkukunan ng enerhiya. Sa kumpletong paghahati ng 1g. ang mga protina ay inilabas na 17.6 kJ (~ 4.2 kcal). chromosome ng cell membrane

Mga karbohidrat.

Ang mga carbohydrate o saccharides ay mga organikong compound pangkalahatang pormula(CH 2O) n. Karamihan sa mga carbohydrates ay may dobleng bilang ng mga H atomo kaysa mayroong mga O atomo, tulad ng sa mga molekula ng tubig. Samakatuwid, ang mga sangkap na ito ay tinatawag na carbohydrates. Sa isang buhay na cell, ang mga carbohydrate ay matatagpuan sa dami na hindi hihigit sa 1-2, minsan 5% (sa atay, sa mga kalamnan). Ang mga cell ng halaman ay ang pinakamayaman sa carbohydrates, kung saan ang kanilang nilalaman sa ilang mga kaso ay umabot sa 90% ng dry matter mass (mga buto, patatas tubers, atbp.).

Ang mga karbohidrat ay simple at kumplikado.

Ang mga simpleng carbohydrates ay tinatawag na monosaccharides. Depende sa bilang ng mga carbohydrate atom sa molekula, ang mga monosaccharides ay tinatawag na trioses, tetroses, pentoses, o hexoses. Sa anim na carbon monosaccharides, hexoses, glucose, fructose at galactose ang pinakamahalaga. Ang glucose ay nakapaloob sa dugo (0.1-0.12%). Ang pentoses ribose at deoxyribose ay bahagi ng mga nucleic acid at ATP. Kung ang dalawang monosaccharides ay pinagsama sa isang molekula, ang naturang tambalan ay tinatawag na disaccharide. Ang asukal sa pandiyeta, na nakuha mula sa cane o sugar beets, ay binubuo ng isang molekula ng glucose at isang molekula ng fructose, asukal sa gatas - ng glucose at galactose.

Ang mga kumplikadong carbohydrates na nabuo ng maraming monosaccharides ay tinatawag na polysaccharides. Ang monomer ng naturang polysaccharides tulad ng starch, glycogen, cellulose ay glucose. Ang mga karbohidrat ay gumaganap ng dalawang pangunahing pag-andar: pagbuo at enerhiya. Ang selulusa ay bumubuo ng mga pader mga selula ng halaman. Ang kumplikadong polysaccharide chitin ay nagsisilbing pangunahing bahagi ng istruktura exoskeleton ng mga arthropod. Ang chitin ay gumaganap din ng isang function ng pagbuo sa fungi.

Ang mga karbohidrat ay gumaganap ng papel ng pangunahing mapagkukunan ng enerhiya sa cell. Sa proseso ng oksihenasyon ng 1 g ng carbohydrates, 17.6 kJ (~ 4.2 kcal) ang pinakawalan. Ang starch sa mga halaman at glycogen sa mga hayop ay iniimbak sa mga selula at nagsisilbing isang reserbang enerhiya.

Mga nucleic acid.

Ang halaga ng mga nucleic acid sa cell ay napakataas. Ang mga kakaibang katangian ng kanilang kemikal na istraktura ay nagbibigay ng posibilidad ng pag-iimbak, paglilipat at pagpapadala ng impormasyon tungkol sa istraktura ng mga molekula ng protina sa mga cell ng anak na babae, na na-synthesize sa bawat tisyu sa isang tiyak na yugto ng indibidwal na pag-unlad.

Dahil ang karamihan sa mga katangian at katangian ng mga selula ay dahil sa mga protina, malinaw na ang katatagan ng mga nucleic acid ay ang pinakamahalagang kondisyon para sa normal na paggana ng mga selula at buong organismo. Anumang mga pagbabago sa istraktura ng mga cell o ang aktibidad ng mga proseso ng physiological sa kanila, kaya nakakaapekto sa buhay. Ang pag-aaral ng istraktura ng mga nucleic acid ay napakahalaga para sa pag-unawa sa pagmamana ng mga katangian sa mga organismo at ang mga pattern ng paggana, bilang indibidwal na mga cell, at mga sistema ng cell- mga tisyu at organo.

Mayroong 2 uri ng nucleic acid - DNA at RNA.

Ang DNA ay isang polimer na binubuo ng dalawang nucleotide helice, na nakapaloob sa paraang ito ay bumubuo dobleng helix. Ang mga monomer ng mga molekula ng DNA ay mga nucleotide na binubuo ng isang nitrogenous base (adenine, thymine, guanine o cytosine), isang carbohydrate (deoxyribose) at isang residue ng phosphoric acid. Ang mga nitrogenous na base sa molekula ng DNA ay magkakaugnay ng hindi pantay na bilang ng mga H-bond at nakaayos sa mga pares: ang adenine (A) ay palaging laban sa thymine (T), guanine (G) laban sa cytosine (C). Sa eskematiko, ang pag-aayos ng mga nucleotide sa isang molekula ng DNA ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod:

Fig. 1. Pag-aayos ng mga nucleotides sa isang molekula ng DNA

Mula sa Fig.1. Makikita na ang mga nucleotide ay konektado sa isa't isa hindi random, ngunit pili. Ang kakayahang pumili ng interaksyon ng adenine sa thymine at guanine sa cytosine ay tinatawag na complementarity. Ang pantulong na pakikipag-ugnayan ng ilang mga nucleotide ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mga kakaiba ng spatial na pag-aayos ng mga atomo sa kanilang mga molekula, na nagpapahintulot sa kanila na lumapit sa isa't isa at bumuo ng mga H-bond.

Sa isang polynucleotide chain, ang mga katabing nucleotide ay pinagsama-sama sa pamamagitan ng isang asukal (deoxyribose) at isang phosphoric acid residue. Ang RNA, tulad ng DNA, ay isang polimer na ang mga monomer ay mga nucleotides.

Ang mga nitrogenous base ng tatlong nucleotides ay kapareho ng mga bumubuo sa DNA (A, G, C); ang ikaapat - uracil (U) - ay nasa molekula ng RNA sa halip na thymine. Ang RNA nucleotides ay naiiba sa DNA nucleotides sa istraktura ng kanilang carbohydrate (ribose sa halip na deoxyribose).

Sa isang RNA chain, ang mga nucleotide ay pinagsama sa pamamagitan ng pagbuo ng mga covalent bond sa pagitan ng ribose ng isang nucleotide at ang phosphoric acid residue ng isa pa. Ang dalawang-stranded na RNA ay naiiba sa istraktura. Ang mga double-stranded na RNA ay ang mga tagapag-ingat ng genetic na impormasyon sa isang bilang ng mga virus, i.e. gawin ang mga function ng chromosome. Isinasagawa ng mga single-stranded RNA ang paglilipat ng impormasyon tungkol sa istruktura ng mga protina mula sa chromosome patungo sa site ng kanilang synthesis at lumahok sa synthesis ng protina.

Mayroong ilang mga uri ng single-stranded RNA. Ang kanilang mga pangalan ay dahil sa kanilang function o lokasyon sa cell. Karamihan sa cytoplasmic RNA (hanggang 80-90%) ay ribosomal RNA (rRNA) na nakapaloob sa mga ribosome. Ang mga molekula ng rRNA ay medyo maliit at binubuo ng isang average ng 10 nucleotides.

Isa pang uri ng RNA (mRNA) na nagdadala ng impormasyon tungkol sa pagkakasunud-sunod ng mga amino acid sa mga protina na i-synthesize sa mga ribosome. Ang laki ng mga RNA na ito ay nakasalalay sa haba ng bahagi ng DNA kung saan sila na-synthesize.

Ang mga transfer RNA ay gumaganap ng ilang mga function. Naghahatid sila ng mga amino acid sa site ng synthesis ng protina, "kilalanin" (ayon sa prinsipyo ng complementarity) ang triplet at RNA na naaayon sa inilipat na amino acid, at isinasagawa ang eksaktong oryentasyon ng amino acid sa ribosome.

Mga taba at lipoid.

Ang mga taba ay mga compound ng fatty macromolecular acids at ang trihydric alcohol glycerol. Ang mga taba ay hindi natutunaw sa tubig - sila ay hydrophobic.

Palaging may iba pang kumplikadong hydrophobic fat-like substance sa cell, na tinatawag na lipoids. Ang isa sa mga pangunahing pag-andar ng taba ay enerhiya. Sa panahon ng pagkasira ng 1 g ng taba sa CO 2 at H 2 O, ang isang malaking halaga ng enerhiya ay inilabas - 38.9 kJ (~ 9.3 kcal).

Ang pangunahing tungkulin ng mga taba sa mundo ng hayop (at bahagyang halaman) ay imbakan.

Ang mga taba at lipoid ay gumaganap din ng isang function ng gusali: sila ay bahagi ng mga lamad ng cell. Dahil sa mahinang thermal conductivity, ang taba ay may kakayahang proteksiyon. Sa ilang mga hayop (seal, whale), ito ay idineposito sa subcutaneous adipose tissue, na bumubuo ng isang layer hanggang sa 1 m makapal.Ang pagbuo ng ilang lipoid ay nauuna sa synthesis ng isang bilang ng mga hormone. Dahil dito, ang mga sangkap na ito ay mayroon ding pag-andar ng pag-regulate ng mga proseso ng metabolic.

2. Tubig sa buhay ng cell

Mga kemikal na sangkap na bumubuo sa cell: inorganic (tubig, mineral salts)

Tinitiyak ang pagkalastiko ng cell.

Ang mga kahihinatnan ng pagkawala ng tubig ng cell ay ang pagkalanta ng mga dahon, pagkatuyo ng mga prutas.

Pagpapabilis mga reaksiyong kemikal dahil sa pagkatunaw ng mga sangkap sa tubig.

Tinitiyak ang paggalaw ng mga sangkap: ang pagpasok ng karamihan sa mga sangkap sa cell at ang kanilang pag-alis mula sa cell sa anyo ng mga solusyon.

Tinitiyak ang pagkatunaw ng maraming kemikal (isang bilang ng mga asin, asukal).

Pakikilahok sa isang bilang ng mga reaksiyong kemikal.

Pakikilahok sa proseso ng thermoregulation dahil sa kakayahang mapabagal ang pag-init at mabagal na paglamig.

Tubig. H 2TUNGKOL SA - ang pinakakaraniwang tambalan sa mga buhay na organismo. Ang nilalaman nito sa iba't ibang mga cell ay nag-iiba sa loob ng medyo malawak na mga limitasyon.

Ang pambihirang mahalagang papel ng tubig sa pagbibigay ng mahahalagang proseso ay dahil sa mga katangiang physicochemical nito.

Ang polarity ng mga molekula at ang kakayahang bumuo ng mga bono ng hydrogen ay gumagawa ng tubig na isang mahusay na solvent para sa isang malaking bilang ng mga sangkap. Karamihan sa mga kemikal na reaksyon na nagaganap sa isang cell ay maaari lamang mangyari sa isang may tubig na solusyon.

Ang tubig ay kasangkot din sa maraming pagbabagong kemikal.

Ang kabuuang bilang ng mga hydrogen bond sa pagitan ng mga molekula ng tubig ay nag-iiba depende sa t °. Sa t ° ang natutunaw na yelo ay sumisira sa humigit-kumulang 15% ng mga hydrogen bond, sa t ° 40 ° C - kalahati. Sa paglipat sa gas na estado, ang lahat ng mga bono ng hydrogen ay nawasak. Ipinapaliwanag nito ang mataas na tiyak na kapasidad ng init ng tubig. Kapag nagbago ang t ° ng panlabas na kapaligiran, ang tubig ay sumisipsip o naglalabas ng init dahil sa pagkalagot o bagong pagbuo ng mga hydrogen bond.

Sa ganitong paraan, ang mga pagbabago sa t° sa loob ng cell ay lumalabas na mas maliit kaysa sa kapaligiran. Ang mataas na init ng singaw ay pinagbabatayan epektibong mekanismo paglipat ng init sa mga halaman at hayop.

Ang tubig bilang isang solvent ay nakikibahagi sa mga phenomena ng osmosis, na gumaganap ng mahalagang papel sa mahahalagang aktibidad ng mga selula ng katawan. Ang Osmosis ay tumutukoy sa pagtagos ng mga solvent molecule sa pamamagitan ng isang semi-permeable membrane sa isang solusyon ng isang substance.

Ang mga semi-permeable na lamad ay mga lamad na nagpapahintulot sa mga molekula ng solvent na dumaan, ngunit hindi pumasa sa mga molekula (o mga ion) ng solute. Samakatuwid, ang osmosis ay isang one-way na pagsasabog ng mga molekula ng tubig sa direksyon ng isang solusyon.

mga mineral na asing-gamot.

Karamihan ng inorganic ang mga selula ay nasa anyo ng mga asin sa isang dissociated o solid na estado.

Ang konsentrasyon ng mga cation at anion sa cell at sa kapaligiran nito ay hindi pareho. Ang osmotic pressure sa cell at ang mga katangian ng buffer nito ay higit na nakasalalay sa konsentrasyon ng mga asin.

Ang buffering ay ang kakayahan ng isang cell na mapanatili ang isang bahagyang alkaline na reaksyon ng mga nilalaman nito sa isang pare-parehong antas. Ang nilalaman ng mga mineral na asing-gamot sa cell sa anyo ng mga cation (K+, Na+, Ca2+, Mg2+) at anion (--HPO | ~, - H 2RS> 4, - SG, - HCC * s). Ang balanse ng nilalaman ng mga cation at anion sa cell, na tinitiyak ang katatagan ng panloob na kapaligiran ng katawan. Mga halimbawa: sa cell ang kapaligiran ay bahagyang alkalina, sa loob ng cell mataas na konsentrasyon K + ions, at sa kapaligiran ng cell - Na + ions. Pakikilahok ng mga mineral na asing-gamot sa metabolismo.

3 . TUNGKOL SApagpapalitan ng mga sangkap at enerhiya sa cell

Ang metabolismo ng enerhiya sa cell

Adenosine triphosphate (abbr. ATP, Ingles APR) - nucleotide, ay gumaganap ng isang napakahalagang papel sa pagpapalitan ng enerhiya at mga sangkap sa mga organismo; Una sa lahat, ang tambalan ay kilala bilang isang unibersal na pinagmumulan ng enerhiya para sa lahat ng mga prosesong biochemical na nagaganap sa mga buhay na sistema.

Ang ATP ay nagbibigay ng enerhiya para sa lahat ng mga function ng cell: mekanikal na gawain, biosynthesis ng mga sangkap, paghahati, atbp. Sa karaniwan, ang nilalaman ng ATP sa isang cell ay humigit-kumulang 0.05% ng masa nito, ngunit sa mga cell na iyon kung saan mataas ang halaga ng ATP (halimbawa, sa mga selula ng atay, transversely-striated na mga kalamnan), ang nilalaman nito ay maaaring umabot ng hanggang 0.5%. Ang synthesis ng ATP sa mga selula ay nangyayari pangunahin sa mitochondria. Tulad ng naaalala mo (tingnan ang 1.7), kailangan ng 40 kJ upang ma-synthesize ang 1 mole ng ATP mula sa ADP.

Ang metabolismo ng enerhiya sa cell ay nahahati sa tatlong yugto.

Ang unang yugto ay paghahanda.

Sa panahon nito, ang malalaking molekula ng polimer ng pagkain ay nasira sa mas maliliit na fragment. Ang mga polysaccharides ay nahahati sa di- at ​​monosaccharides, mga protina - sa amino acids, fats - sa glycerol at fatty acids. Sa panahon ng mga pagbabagong ito, ang maliit na enerhiya ay inilabas, ito ay nawala sa anyo ng init, at ang ATP ay hindi nabuo.

Ang ikalawang yugto ay hindi kumpleto, walang oxygen, paghahati ng mga sangkap.

Sa yugtong ito, ang mga sangkap na nabuo sa panahon ng yugto ng paghahanda ay nabubulok ng mga enzyme sa kawalan ng oxygen.

Suriin natin ang yugtong ito gamit ang halimbawa ng glycolysis - ang enzymatic breakdown ng glucose. Ang glycolysis ay nangyayari sa mga selula ng hayop at sa ilang mga microorganism. Sa buod, ang prosesong ito ay maaaring katawanin bilang sumusunod na equation:

C 6H 12O 6 + 2H 3P 04 + 2ADP > 2C 3H 603 + 2ATP + 2H 2O

Kaya, sa panahon ng glycolysis, dalawang molekula ang nabuo mula sa isang molekula ng glucose, tatlong - carbon pyruvic acid (C 3H 4O 3), na sa maraming mga cell, halimbawa, mga selula ng kalamnan, ay nagiging lactic acid (C 3H 6O 3), at ang sapat na enerhiya na inilabas sa panahon na ito upang i-convert ang dalawang molekula ng ADP sa dalawang molekula ng ATP.

Sa kabila ng maliwanag na pagiging simple nito, ang glycolysis ay isang multi-stage na proseso na may higit sa sampung yugto na na-catalyze ng iba't ibang mga enzyme. 40% lamang ng inilabas na enerhiya ang iniimbak ng cell sa anyo ng ATP, at ang natitirang 60% ay nawawala sa anyo ng init. Dahil sa maraming yugto ng glycolysis, ang inilabas na maliliit na bahagi ng init ay walang oras upang painitin ang cell sa isang mapanganib na antas.

Ang glycolysis ay nangyayari sa cytoplasm ng mga cell.

Sa karamihan ng mga selula ng halaman at ilang fungi, ang pangalawang yugto ng metabolismo ng enerhiya ay kinakatawan ng alkohol na pagbuburo:

C 6H 12O 6 + 2H 3RO 4 + 2ADP> 2C 2H 5OH + 2C 02 + 2ATP + 2H2O

Ang mga unang produkto ng alcoholic fermentation ay kapareho ng sa glycolysis, ngunit bilang isang resulta, ethanol, carbon dioxide, tubig at dalawang molekulang ATP. Mayroong mga microorganism na nagde-decompose ng glucose sa acetone, acetic acid at iba pang mga sangkap, ngunit sa anumang kaso, ang "kita ng enerhiya" ng cell ay dalawang molekula ng ATP.

Ang ikatlong yugto ng metabolismo ng enerhiya ay kumpletong paghahati ng oxygen, o cellular respiration.

Sa kasong ito, ang mga sangkap na nabuo sa ikalawang yugto ay nawasak sa mga huling produkto - CO 2 at H 2O. Ang yugtong ito ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod:

2C 3H 6O 3 + 6O 2 + 36H 3PO 4 + 36 ADP > 6CO 2 + 42 H 2O + 36ATP.

Kaya, ang oksihenasyon ng dalawang molekula ng tatlong carbonic acid, na nabuo sa panahon ng enzymatic breakdown ng glucose sa CO 2 at H 2 O, ay humahantong sa pagpapakawala ng isang malaking halaga ng enerhiya, na sapat upang bumuo ng 36 ATP molecule.

Ang cellular respiration ay nangyayari sa cristae ng mitochondria. Coefficient kapaki-pakinabang na aksyon ng prosesong ito ay mas mataas kaysa sa glycolysis, at humigit-kumulang 55%. Bilang resulta ng kumpletong pagkasira ng isang molekula ng glucose, 38 mga molekula ng ATP ang nabuo.

Upang makakuha ng enerhiya sa mga selula, bilang karagdagan sa glucose, maaaring gamitin ang iba pang mga sangkap: mga lipid, mga protina. Gayunpaman, ang nangungunang papel sa pagpapalitan ng enerhiya sa karamihan ng mga organismo, ito ay kabilang sa mga asukal.

4 . Pkumakainmga selula. Photosynthesis at chemosynthesis

Ang nutrisyon ng cell ay nangyayari bilang isang resulta ng isang bilang ng mga kumplikadong reaksyon ng kemikal, kung saan ang mga sangkap na pumapasok sa cell mula sa panlabas na kapaligiran (carbon dioxide, mineral salts, tubig) ay pumapasok sa katawan ng cell mismo sa anyo ng mga protina, asukal, taba. , mga langis, nitrogen at phosphorus compound.

Ang lahat ng nabubuhay na organismo na nabubuhay sa Earth ay maaaring hatiin sa dalawang grupo depende sa kung paano nila nakukuha ang mga organikong sangkap na kailangan nila.

Unang pangkat - mga autotroph, na isinalin mula sa Griyego ibig sabihin ay "self-feeding". Nagagawa nilang independiyenteng lumikha ng lahat ng mga organikong sangkap na kailangan nila upang makabuo ng mga selula at proseso ng buhay mula sa mga hindi organiko - tubig, carbon dioxide at iba pa. Tumatanggap sila ng enerhiya para sa mga kumplikadong pagbabago mula sa sikat ng araw at tinatawag na mga phototroph, o mula sa enerhiya mga pagbabagong kemikal mineral compounds at sa kasong ito ay tinatawag na chemotrophs. Ngunit ang parehong phototrophic at chemotrophic na mga organismo ay hindi nangangailangan ng organikong bagay na magmumula sa labas. Kasama sa mga autotroph ang lahat ng berdeng halaman at maraming bakterya.

Isang panimula na naiibang paraan ng pagkuha ng mga kinakailangang organic compound sa heterotrophs. Ang mga heterotroph ay hindi maaaring nakapag-iisa na mag-synthesize ng mga naturang sangkap mula sa mga hindi organikong compound at nangangailangan ng patuloy na pagsipsip ng mga handa na organikong sangkap mula sa labas. Pagkatapos ay "muling ayusin" nila ang mga molekula na natanggap mula sa labas para sa kanilang sariling mga pangangailangan.

mga heterotrophic na organismo ay direktang umaasa sa mga produkto ng photosynthesis na ginawa ng mga berdeng halaman. Halimbawa, ang pagkain ng repolyo o patatas, nakakakuha tayo ng mga substance na na-synthesize sa mga selula ng halaman dahil sa enerhiya ng sikat ng araw. Kung kakainin natin ang karne ng mga alagang hayop, dapat nating tandaan na ang mga hayop na ito ay kumakain ng mga pagkaing halaman: damo, butil, atbp. Kaya, ang kanilang karne ay binuo mula sa mga molekula na nakuha mula sa mga pagkaing halaman.

Kabilang sa mga heterotroph ang fungi, hayop, at maraming bakterya. Ang ilang mga selula ng isang berdeng halaman ay heterotrophic din: mga selula ng cambium, ugat. Ang katotohanan ay ang mga selula ng mga bahaging ito ng halaman ay hindi kaya ng photosynthesis at kumakain ng mga organikong sangkap na na-synthesize ng mga berdeng bahagi ng halaman.

Nutrisyon ng cell: lysosome at intracellular digestion

Ang mga lysosome, ang bilang nito sa isang cell ay umabot sa ilang daan, ay bumubuo ng isang tipikal na espasyo.

May mga lysosome iba't ibang anyo at mga sukat; ang kanilang panloob na istraktura ay naiiba sa isang espesyal na iba't. Ang pagkakaiba-iba na ito ay makikita sa morphological terminology. Mayroong maraming mga termino para sa mga particle na kilala natin ngayon bilang lysosomes. Kabilang sa mga ito: siksik na katawan, natitirang katawan, cytosome, cytosegresome, at marami pang iba.

Mula sa punto ng view ng kimika, ang pagtunaw ng pagkain ay nangangahulugan ng pagpapailalim nito sa hydrolysis, i.e. paggamit ng tubig upang masira ang iba't ibang mga bono kung saan ang mga bloke ng gusali ng natural na mga natural na macromolecule ay konektado. Halimbawa, ang mga peptide bond na nagkokonekta sa mga amino acid sa mga protina, mga glycolysis bond na nagkokonekta sa mga asukal sa polysaccharides, at mga ester bond sa pagitan ng mga acid at alkohol. Para sa karamihan, ang mga bono na ito ay napaka-stable, nasisira lamang sa ilalim ng malubhang kondisyon ng temperatura at mga halaga ng pH (acidic o alkaline na kapaligiran).

Ang mga nabubuhay na organismo ay hindi nakakalikha o makatiis sa mga ganitong kondisyon, gayunpaman sila ay natutunaw ng pagkain nang walang kahirapan. At ginagawa nila ito sa tulong ng mga espesyal na catalyst - hydrolytic enzymes, o hydrolases, na itinago sa digestive system. Ang mga hydrolase ay mga tiyak na katalista. Ang bawat isa sa kanila ay naghahati lamang ng isang mahigpit na tinukoy na uri ng kemikal na bono. Dahil ang pagkain ay kadalasang binubuo ng maraming sangkap na may iba't ibang chemical bond, ang panunaw ay nangangailangan ng sabay-sabay na coordinated o sequential partisipasyon ng iba't ibang enzymes. Sa katunayan, ang mga digestive juice na itinago sa gastrointestinal tract ay naglalaman ng isang malaking bilang ng iba't ibang hydrolases, na nagpapahintulot sa katawan ng tao na sumipsip ng maraming kumplikadong mga produkto ng pagkain na pinagmulan ng halaman at hayop. Gayunpaman, ang kakayahang ito ay limitado at ang katawan ng tao ay hindi kayang digest ang selulusa.

Ang mga pangunahing probisyon na ito ay nalalapat, sa esensya, sa mga lysosome. Sa bawat lysosome makikita natin ang isang buong koleksyon ng iba't ibang hydrolases - higit sa 50 species ang natukoy - na kung magkakasama ay magagawang ganap o halos ganap na matunaw ang marami sa mga pangunahing natural na sangkap, kabilang ang mga protina, polysaccharides, nucleic acid, ang kanilang mga kumbinasyon at mga derivatives. Gayunpaman, tulad ng gastrointestinal tract ng tao, ang mga lysosome ay nailalarawan sa pamamagitan ng ilang mga limitasyon sa kanilang kapasidad ng panunaw.

Sa bituka panghuling produkto natutunaw (natunaw), "na-clear" bilang resulta ng pagsipsip ng bituka: inaalis sila ng mga mucosal cell, kadalasan sa tulong ng mga aktibong bomba, at pumapasok sa daluyan ng dugo. May katulad na nangyayari sa mga lysosome.

Ang iba't ibang maliliit na molekula na nabuo sa panahon ng panunaw ay dinadala sa pamamagitan ng lysosomal membrane sa cytoplasm, kung saan ginagamit ito ng mga metabolic system ng cell.

Ngunit kung minsan ang panunaw ay hindi nangyayari o hindi kumpleto at hindi umabot sa yugto kung saan ang mga produkto nito ay maaaring dalisayin. Sa karamihan ng mga protozoa at mas mababang mga invertebrates, ang mga ganitong sitwasyon ay hindi nagiging sanhi ng anumang mga espesyal na kahihinatnan, dahil ang kanilang mga selula ay may kakayahan na alisin ang mga nilalaman ng kanilang mga lumang lysosome, itatapon lamang ito sa kapaligiran.

Sa mas mataas na mga hayop, maraming mga cell ang hindi maalis ang laman ng kanilang mga lysosome sa ganitong paraan. Nasa estado sila ng talamak na "constipation". Ito ang seryosong pagkukulang na pinagbabatayan ng marami mga kondisyon ng pathological nauugnay sa lysosome overload. Dyspepsia, hyperacidity, paninigas ng dumi at iba pang mga digestive disorder.

Autotrophic na nutrisyon

Ang buhay sa Earth ay nakasalalay sa mga autotrophic na organismo. Halos lahat ng organikong bagay na kailangan ng mga buhay na selula ay ginawa ng photosynthesis.

Photosynthesis(mula sa mga larawang Griyego - liwanag at synthesis - koneksyon, kumbinasyon) - ang pagbabago ng mga di-organikong sangkap (tubig at carbon dioxide) sa mga organikong sangkap ng mga berdeng halaman at photosynthetic microorganism dahil sa solar energy, na binago sa enerhiya ng mga bono ng kemikal sa mga molekula ng mga organikong sangkap.

Mga yugto ng photosynthesis.

Sa proseso ng photosynthesis, ang mahinang enerhiya na tubig at carbon dioxide ay na-convert sa enerhiya-intensive organic matter - glucose. Sa kasong ito, ang solar energy ay naipon sa mga kemikal na bono ng sangkap na ito. Bilang karagdagan, sa panahon ng photosynthesis, ang oxygen ay inilabas sa atmospera, na ginagamit ng mga organismo para sa paghinga.

Ngayon ay itinatag na ang photosynthesis ay nagpapatuloy sa dalawang yugto - liwanag at madilim.

Sa light phase, salamat sa solar energy, nasasabik ang mga molekula ng chlorophyll at na-synthesize ang ATP.

Kasabay ng reaksyong ito, sa ilalim ng pagkilos ng liwanag, ang tubig (H 20) ay nabubulok sa paglabas ng libreng oxygen (02). Ang prosesong ito ay tinatawag na photolysis (mula sa Greek photos - light at lysis - dissolution). Ang mga nagresultang hydrogen ions ay nagbubuklod sa isang espesyal na sangkap - ang carrier ng hydrogen ions (NADP) at ginagamit sa susunod na yugto.

Ang pagkakaroon ng liwanag ay hindi kinakailangan para magpatuloy ang mga reaksyon ng yugto ng temperatura. Ang mga molekula ng ATP na na-synthesize sa light phase ay nagsisilbing mapagkukunan ng enerhiya dito. Sa temp phase, ang carbon dioxide ay na-assimilated mula sa hangin, nababawasan ito ng mga hydrogen ions, at ang glucose ay nabuo dahil sa paggamit ng ATP energy.

Impluwensya ng mga kondisyon sa kapaligiran sa photosynthesis.

Gumagamit lamang ang photosynthesis ng 1% ng solar energy na nahuhulog sa dahon. Ang photosynthesis ay nakasalalay sa isang bilang ng mga kondisyon sa kapaligiran. Una, ang prosesong ito ay nagpapatuloy nang mas matindi sa ilalim ng impluwensya ng mga pulang sinag ng solar spectrum (Larawan 58). Ang antas ng intensity ng photosynthesis ay natutukoy ng dami ng oxygen na inilabas, na nagpapalipat-lipat ng tubig mula sa silindro. Ang rate ng photosynthesis ay nakasalalay din sa antas ng pag-iilaw ng halaman. Ang pagtaas sa haba ng mga oras ng liwanag ng araw ay humahantong sa isang pagtaas sa pagiging produktibo ng photosynthesis, ibig sabihin, ang dami ng mga organikong sangkap na nabuo ng halaman.

Ang kahulugan ng photosynthesis.

Ang mga produkto ng photosynthesis ay ginagamit:

mga organismo bilang mga sustansya, isang mapagkukunan ng enerhiya at oxygen para sa mga proseso ng buhay;

sa paggawa ng pagkain ng tao

bilang isang materyales sa gusali para sa mga konstruksyon ng pabahay, sa paggawa ng mga kasangkapan, atbp.

Utang ng sangkatauhan ang pagkakaroon nito sa photosynthesis.

Ang lahat ng mga reserbang gasolina sa Earth ay mga produkto na nabuo bilang isang resulta ng photosynthesis. Gamit ang karbon at kahoy, nakukuha natin ang enerhiya na nakaimbak sa organikong bagay sa panahon ng photosynthesis. Kasabay nito, ang oxygen ay inilabas sa kapaligiran.

Ayon sa mga siyentipiko, kung walang photosynthesis, ang buong supply ng oxygen ay mauubos sa loob ng 3000 taon.

Chemosynthesis.

Bilang karagdagan sa photosynthesis, ang isa pang paraan ay kilala para sa pagkuha ng enerhiya at synthesizing organic substances mula sa inorganic na mga. Ang ilang mga bakterya ay nakakakuha ng enerhiya sa pamamagitan ng pag-oxidize ng iba't ibang mga inorganikong sangkap. Hindi nila kailangan ng liwanag upang lumikha ng mga organikong sangkap. Ang proseso ng synthesis ng mga organikong sangkap mula sa mga inorganic na sangkap, na nagaganap dahil sa enerhiya ng oksihenasyon ng mga inorganic na sangkap, ay tinatawag na chemosynthesis (mula sa Latin na chemia - chemistry at Greek synthesis - koneksyon, kumbinasyon).

Ang chemosynthetic bacteria ay natuklasan ng Russian scientist na si S.N. Vinogradsky. Ang chemosynthetic iron bacteria, sulfur bacteria, at azotobacteria ay nakikilala depende sa oksihenasyon kung aling sangkap ang naglalabas ng enerhiya.

5 . Geneticscue code. Synthesis ng mga protina sa cell

Genetic code- isang pinag-isang sistema para sa pagtatala ng namamana na impormasyon sa mga molekula ng nucleic acid sa anyo ng isang pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide. Ang genetic code ay batay sa paggamit ng isang alpabeto na binubuo lamang ng apat na letra ng nucleotide na naiiba sa mga nitrogenous base: A, T, G, C.

Ang mga pangunahing katangian ng genetic code ay ang mga sumusunod:

1. Ang genetic code ay triplet. Ang triplet (codon) ay isang sequence ng tatlong nucleotides na nagko-code para sa isang amino acid. Dahil ang mga protina ay naglalaman ng 20 amino acids, malinaw na ang bawat isa sa kanila ay hindi maaaring ma-encode ng isang nucleotide (dahil mayroon lamang apat na uri ng nucleotides sa DNA, sa kasong ito 16 amino acids ay nananatiling uncoded). Ang dalawang nucleotides para sa pag-coding ng mga amino acid ay hindi rin sapat, dahil sa kasong ito, 16 na amino acid lamang ang maaaring ma-encode. Nangangahulugan ito na ang pinakamaliit na bilang ng mga nucleotide na naka-encode ng isang amino acid ay tatlo. (Sa kasong ito, ang bilang ng mga posibleng nucleotide triplets ay 43 = 64).

2. Ang redundancy (degeneracy) ng code ay bunga ng triplet nature nito at nangangahulugan na ang isang amino acid ay maaaring ma-encode ng ilang triplets (dahil mayroong 20 amino acids, at 64 triplets). Ang mga pagbubukod ay methionine at tryptophan, na naka-encode ng isang triplet lamang. Bilang karagdagan, ang ilang mga triplet ay gumaganap ng mga tiyak na function.

Kaya, sa isang molekula ng mRNA, tatlo sa kanila - UAA, UAG, UGA - ay tinatapos ang mga codon, ibig sabihin, mga stop signal na huminto sa synthesis ng polypeptide chain. Ang triplet na katumbas ng methionine (AUG), na nakatayo sa simula ng DNA chain, ay hindi nag-encode ng amino acid, ngunit gumaganap ng function ng pagsisimula (nakakapanabik) na pagbabasa.

3. Kasabay ng redundancy, ang code ay may pag-aari ng hindi malabo, na nangangahulugan na ang bawat codon ay tumutugma lamang sa isang partikular na amino acid.

4. Ang code ay collinear, i.e. Ang pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide sa isang gene ay eksaktong tumutugma sa pagkakasunud-sunod ng mga amino acid sa isang protina.

5. Ang genetic code ay hindi magkakapatong at compact, ibig sabihin, hindi naglalaman ng "punctuation marks". Nangangahulugan ito na ang proseso ng pagbabasa ay hindi nagbibigay-daan para sa posibilidad ng magkakapatong na mga column (triplets), at, simula sa isang partikular na codon, ang pagbabasa ay patuloy na triple by triplet pataas upang huminto ang mga signal (pagwawakas ng mga codon). Halimbawa, sa mRNA ang sumusunod na pagkakasunod-sunod mga nitrogenous na base Ang AUGGUGCUUAAAUGUG ay mababasa lamang sa triplets: AUG, GUG, CUU, AAU, GUG, at hindi AUG, UGG, GGU, GUG, atbp. o AUG, GGU, UGT, CUU, atbp., o sa anumang iba pang paraan (halimbawa , codon AUG, punctuation mark G, codon UGC, punctuation mark Y, atbp.).

6. Ang genetic code ay unibersal, iyon ay, ang nuclear genes ng lahat ng mga organismo ay nag-encode ng impormasyon tungkol sa mga protina sa parehong paraan, anuman ang antas ng organisasyon at ang sistematikong posisyon ng mga organismo na ito.

Synthesis ng mga protina sa cell

Ang biosynthesis ng protina ay nagaganap sa bawat buhay na selula. Ito ay pinaka-aktibo sa mga batang lumalagong mga selula, kung saan ang mga protina ay synthesize para sa pagtatayo ng kanilang mga organelles, pati na rin sa mga secretory cell, kung saan ang mga protina ng enzyme at mga protina ng hormone ay synthesize.

Ang pangunahing papel sa pagtukoy ng istraktura ng mga protina ay kabilang sa DNA. Ang isang piraso ng DNA na naglalaman ng impormasyon tungkol sa istruktura ng isang protina ay tinatawag na gene. Ang isang molekula ng DNA ay naglalaman ng ilang daang mga gene. Ang isang molekula ng DNA ay naglalaman ng isang code para sa pagkakasunud-sunod ng mga amino acid sa isang protina sa anyo ng tiyak na pinagsamang mga nucleotide. Ang DNA code ay halos ganap na na-decipher. Ang kakanyahan nito ay ang mga sumusunod. Ang bawat amino acid ay tumutugma sa isang seksyon ng DNA chain ng tatlong katabing nucleotides.

Halimbawa, ang seksyong T--T--T ay tumutugma sa amino acid lysine, ang segment na A--C--A sa cystine, C--A--A sa valine, atbp. Mayroong 20 iba't ibang amino acid, ang bilang ng mga posibleng kumbinasyon ng 4 na nucleotides 3 ay katumbas ng 64. Samakatuwid, mayroong higit sa sapat na mga triplet upang i-encode ang lahat ng mga amino acid.

Ang synthesis ng protina ay isang kumplikadong multi-stage na proseso na kumakatawan sa isang kadena ng mga sintetikong reaksyon na nagpapatuloy ayon sa prinsipyo ng matrix synthesis.

Dahil ang DNA ay matatagpuan sa cell nucleus, at ang synthesis ng protina ay nangyayari sa cytoplasm, mayroong isang tagapamagitan na nagpapadala ng impormasyon mula sa DNA patungo sa mga ribosom. Ang nasabing tagapamagitan ay mRNA. :

Sa biosynthesis ng protina, ang mga sumusunod na hakbang ay tinutukoy, na pupunta sa iba't ibang parte mga cell:

1. Ang unang yugto - ang synthesis ng i-RNA ay nangyayari sa nucleus, kung saan ang impormasyong nakapaloob sa DNA gene ay muling isinulat sa i-RNA. Ang prosesong ito ay tinatawag na transkripsyon (mula sa Latin na "transcript" - muling pagsulat).

2. Sa ikalawang yugto, ang mga amino acid ay konektado sa mga molekula ng tRNA, na sunud-sunod na binubuo ng tatlong nucleotides - mga anticodon, sa tulong kung saan natutukoy ang kanilang triplet codon.

3. Ang ikatlong yugto ay ang proseso ng direktang synthesis ng polypeptide bond, na tinatawag na pagsasalin. Ito ay nangyayari sa ribosomes.

4. Sa ika-apat na yugto, ang pagbuo ng pangalawang at tersiyaryong istraktura ng protina ay nangyayari, iyon ay, ang pagbuo ng pangwakas na istraktura ng protina.

Kaya, sa proseso ng biosynthesis ng protina, ang mga bagong molekula ng protina ay nabuo alinsunod sa eksaktong impormasyon na naka-embed sa DNA. Tinitiyak ng prosesong ito ang pag-renew ng mga protina, mga proseso ng metabolic, paglago at pag-unlad ng mga selula, iyon ay, lahat ng mga proseso ng aktibidad ng mahahalagang selula.

Mga Chromosome (mula sa Griyegong "chrome" - kulay, "soma" - katawan) - napakahalagang istruktura ng cell nucleus. gumaganap ng malaking papel sa proseso paghahati ng selula, tinitiyak ang paglilipat ng namamana na impormasyon mula sa isang henerasyon patungo sa isa pa. Ang mga ito ay manipis na mga hibla ng DNA na nakakabit sa mga protina. Tinatawag na mga thread mga chromatid , na binubuo ng DNA, mga pangunahing protina (histones) at acidic na protina.

Sa isang cell na hindi naghahati, pinupuno ng mga chromosome ang buong volume ng nucleus at hindi nakikita sa ilalim ng mikroskopyo. Bago magsimula ang paghahati, nangyayari ang spiralization ng DNA at ang bawat chromosome ay makikita sa ilalim ng mikroskopyo.

Sa panahon ng spiralization, ang mga chromosome ay nababawasan ng libu-libong beses. Sa ganitong estado, ang mga chromosome ay mukhang dalawang magkaparehong mga thread (chromatids) na nakahiga nang magkatabi, na konektado sa pamamagitan ng isang karaniwang site - ang centromere.

Ang bawat organismo ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang pare-parehong bilang at istraktura ng mga chromosome. Sa mga somatic cell, ang mga chromosome ay palaging ipinares, iyon ay, sa nucleus mayroong dalawang magkaparehong chromosome na bumubuo sa isang pares. Ang ganitong mga chromosome ay tinatawag na homologous, at ang mga nakapares na set ng mga chromosome sa somatic cells ay tinatawag na diploid.

Kaya, set ng diploid chromosome sa mga tao ay binubuo ng 46 chromosome, na bumubuo ng 23 pares. Ang bawat pares ay binubuo ng dalawang magkaparehong (homologous) chromosome.

Ang mga tampok na istruktura ng mga chromosome ay ginagawang posible na makilala ang kanilang 7 grupo, na tinutukoy ng mga Latin na titik A, B, C, D, E, F, G. Ang lahat ng mga pares ng chromosome ay may mga serial number.

Ang mga lalaki at babae ay may 22 pares ng magkaparehong chromosome. Ang mga ito ay tinatawag na autosomes. Ang mga lalaki at babae ay naiiba sa isang pares ng mga chromosome, na tinatawag na mga sex chromosome. Ang mga ito ay itinalaga ng mga titik - malaking X (pangkat C) at maliit na Y (pangkat C,). Ang katawan ng babae ay may 22 pares ng mga autosome at isang pares (XX) ng mga sex chromosome. Ang mga lalaki ay may 22 pares ng autosome at isang pares (XY) ng sex chromosomes.

Unlike somatic cells, ang mga sex cell ay naglalaman ng kalahating hanay ng mga chromosome, ibig sabihin, naglalaman ang mga ito ng isang chromosome ng bawat pares! Ang nasabing set ay tinatawag na haploid. Ang haploid set ng mga chromosome ay lumitaw sa proseso ng pagkahinog ng cell.

6 . Rregulasyon ng transkripsyon at pagsasalin sa cell atkatawan

Operan at repressor.

Ito ay kilala na ang hanay ng mga chromosome, ibig sabihin, ang hanay ng mga molekula ng DNA, ay pareho sa lahat ng mga selula ng isang organismo.

Samakatuwid, ang bawat cell sa katawan ay may kakayahang mag-synthesize ng anumang halaga ng bawat protina ibinigay na organismo. Sa kabutihang palad, hindi ito nangyayari, dahil ang mga selula ng isang partikular na tisyu ay dapat magkaroon ng isang tiyak na hanay ng mga protina na kinakailangan upang maisagawa ang kanilang pag-andar sa isang multicellular na organismo, at sa anumang kaso ay hindi sila dapat mag-synthesize ng "banyagang" mga protina na katangian ng mga selula ng iba pang mga tisyu.

Kaya, halimbawa, sa mga cell ng ugat kinakailangan upang synthesize ang mga hormone ng halaman, at sa mga cell ng dahon - mga enzyme upang matiyak ang photosynthesis. Bakit, kung gayon, sa isang cell, ang lahat ng mga protina, ang impormasyon tungkol sa kung saan ay magagamit sa mga chromosome nito, ay hindi na-synthesize nang sabay-sabay?

Ang ganitong mga mekanismo ay mas nauunawaan sa mga prokaryotic na selula. Sa kabila ng katotohanan na ang mga prokaryote ay mga single-celled na organismo, ang kanilang transkripsyon at pagsasalin ay kinokontrol din, dahil sa isang sandali ang isang cell ay maaaring mangailangan ng ilang protina, at sa isa pang sandali ang parehong protina ay maaaring maging mapanganib dito.

Ang genetic unit ng mekanismo ng regulasyon ng synthesis ng protina ay dapat isaalang-alang na isang operon, na kinabibilangan ng isa o higit pang mga istrukturang gene, ibig sabihin, mga gene na nagdadala ng impormasyon tungkol sa istraktura ng mRNA, na, naman, ay nagdadala ng impormasyon tungkol sa istraktura ng protina. . Sa harap ng mga gene na ito, sa simula ng operon, mayroong isang promoter - isang "landing pad" para sa RNA polymerase enzyme. Sa pagitan ng promoter at ng structural genes sa operon ay isang piraso ng DNA na tinatawag na operator. Kung ang isang espesyal na protina, isang repressor, ay nauugnay sa operator, kung gayon ang RNA polymerase ay hindi maaaring magsimula ng mRNA synthesis.

Ang mekanismo ng regulasyon ng synthesis ng protina sa mga eukaryotes.

Regulasyon ng mga gene sa eukaryotes, lalo na kung nag-uusap kami tungkol sa isang multicellular na organismo ay mas kumplikado. Una, ang mga protina na kinakailangan upang magbigay ng anumang function ay maaaring ma-encode sa mga gene ng iba't ibang chromosome (tandaan na sa prokaryotes, ang DNA sa isang cell ay kinakatawan ng isang molekula). Pangalawa, sa mga eukaryote, ang mga gene mismo ay mas kumplikado kaysa sa mga prokaryote; mayroon silang "tahimik" na mga rehiyon kung saan hindi binabasa ang mRNA, ngunit may kakayahang umayos sa gawain ng mga kalapit na rehiyon ng DNA. Pangatlo, sa isang multicellular na organismo, kinakailangan upang tumpak na ayusin at i-coordinate ang gawain ng mga gene sa mga selula ng iba't ibang mga tisyu.

Ang koordinasyon na ito ay isinasagawa sa antas ng buong organismo at higit sa lahat sa tulong ng mga hormone. Ang mga ito ay ginawa kapwa sa mga selula ng mga glandula ng endocrine at sa mga selula ng maraming iba pang mga tisyu, tulad ng nerbiyos. Ang mga hormone na ito ay nagbubuklod sa mga espesyal na receptor na matatagpuan alinman sa lamad ng selula o sa loob ng selula. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng receptor sa hormone sa cell, ang ilang mga gene ay isinaaktibo o, sa kabaligtaran, pinipigilan, at ang synthesis ng mga protina sa cell na ito ay nagbabago sa karakter nito. Halimbawa, pinapagana ng adrenal hormone adrenaline ang pagkasira ng glycogen sa glucose sa mga selula ng kalamnan, na humahantong sa isang pagpapabuti sa supply ng mga selulang ito ng enerhiya. Ang isa pang hormone, insulin, na itinago ng pancreas, sa kabaligtaran, ay nagtataguyod ng pagbuo ng glycogen mula sa glucose at ang imbakan nito sa mga selula ng atay.

Dapat ding isaalang-alang na ang 99.9% ng DNA sa lahat ng tao ay pareho at ang natitirang 0.1% lamang ang tumutukoy sa natatanging indibidwalidad ng bawat tao: hitsura, mga tampok ng karakter, metabolismo, pagkamaramdamin sa ilang mga sakit, indibidwal na reaksyon sa mga gamot at marami pang iba.

Maaaring ipagpalagay na ang bahagi ng "hindi gumagana" na mga gene sa ilang mga cell ay nawala, nawasak. Gayunpaman, ipinakita ng ilang mga eksperimento na hindi ito ang kaso. Ang isang buong palaka ay maaaring lumaki mula sa isang tadpole intestinal cell sa ilalim ng ilang mga kundisyon, na posible lamang kung ang lahat ng genetic na impormasyon ay napanatili sa nucleus ng cell na ito, bagaman ang ilan sa mga ito ay hindi ipinahayag sa anyo ng mga protina habang ang cell ay bahagi. ng dingding ng bituka. Dahil dito, sa bawat cell ng isang multicellular organism, isang bahagi lamang ng genetic na impormasyon na nakapaloob sa DNA nito ang ginagamit. Nangangahulugan ito na dapat mayroong mga mekanismo na "nag-on" o "nagpapatay" sa gawain ng isang partikular na gene sa iba't ibang mga cell .

Ang kabuuang haba ng mga molekula ng DNA na nasa 46 na kromosom ng tao ay halos 2 metro. Kung ang mga titik ng alpabeto ay genetically na naka-encode ng isang triplet code, kung gayon ang DNA ng isang cell ng tao ay sapat na upang i-encrypt ang 1000 makapal na volume ng teksto!

Ang lahat ng mga organismo sa Earth ay binubuo ng mga cell. May mga unicellular at multicellular na organismo.

Ang mga organismong walang nucleus ay tinatawag na prokaryotes, at ang mga may nuclei sa kanilang mga selula ay tinatawag na eukaryotes. Sa labas, ang bawat cell ay natatakpan ng isang biological membrane. Sa loob ng cell ay ang cytoplasm, kung saan matatagpuan ang nucleus (sa eukaryotes) at iba pang organelles. Ang nucleus ay puno ng karyoplasm, na naglalaman ng chromatin at nucleoli. Ang Chromatin ay DNA na nauugnay sa mga protina, kung saan nabuo ang mga chromosome sa panahon ng cell division.

Ang chromosome set ng isang cell ay tinatawag na karyotype.

Ang cytoskeleton ay matatagpuan sa cytoplasm ng mga eukaryotic cells - isang kumplikadong sistema na gumaganap ng suporta, motor at transport function. Ang pinakamahalagang organelles ng cell: nucleus, endoplasmic reticulum, Golgi complex, ribosomes, mitochondria, lysosomes, plastids. Ang ilang mga cell ay may mga organelles ng paggalaw: flagella, cilia.

Mayroong mga makabuluhang pagkakaiba sa istruktura sa pagitan ng mga prokaryotic at eukaryotic na mga cell.

Ang mga virus ay mga non-cellular na anyo ng buhay.

Para sa normal na paggana ng cell at ng buong multicellular na organismo, ang pananatili ng panloob na kapaligiran, na tinatawag na homeostasis, ay kinakailangan.

Ang homeostasis ay pinananatili ng mga metabolic reaction, na nahahati sa assimilation (anabolism) at dissimilation (catabolism). Ang lahat ng mga metabolic na reaksyon ay nangyayari sa pakikilahok ng mga biological catalysts - enzymes. Ang bawat enzyme ay tiyak, iyon ay, nakikilahok ito sa regulasyon ng mahigpit na tinukoy na mahahalagang proseso. Samakatuwid, maraming mga enzyme ang "gumagana" sa bawat cell.

Ang lahat ng mga gastos sa enerhiya ng anumang cell ay ibinibigay ng unibersal na sangkap ng enerhiya - ATP. Ang ATP ay nabuo dahil sa enerhiya na inilabas sa panahon ng oksihenasyon ng mga organikong sangkap. Ang prosesong ito ay multi-stage, at ang pinaka-epektibong oxygen splitting ay nangyayari sa mitochondria.

Ayon sa paraan ng pagkuha ng mga organikong sangkap na kinakailangan para sa buhay, ang lahat ng mga selula ay nahahati sa mga autotroph at heterotroph. Ang mga autotroph ay nahahati sa photosynthetics at chemosynthetics, at lahat ng mga ito ay nakapag-iisa na nakapag-synthesize ng mga organikong sangkap na kailangan nila. Ang mga heterotroph ay tumatanggap ng karamihan sa mga organikong compound mula sa labas.

Ang photosynthesis ay ang pinakamahalagang proseso na pinagbabatayan ng paglitaw at pag-iral ng karamihan ng mga organismo sa Earth. Bilang resulta ng photosynthesis, ang synthesis ng mga kumplikadong organic compound ay nangyayari dahil sa enerhiya ng radiation ng Araw. Maliban sa chemosynthetics, ang lahat ng organismo sa Earth ay nakadepende nang direkta o hindi direkta sa photosynthetics.

Ang pinakamahalagang proseso na nangyayari sa lahat ng mga selula (maliban sa mga selula na nawalan ng DNA sa panahon ng pag-unlad) ay ang synthesis ng protina. Ang impormasyon tungkol sa pagkakasunud-sunod ng mga amino acid na bumubuo sa pangunahing istraktura ng isang protina ay nakapaloob sa pagkakasunud-sunod ng mga triplet na kumbinasyon ng mga nucleotide ng DNA. Ang gene ay isang seksyon ng DNA na nag-encode ng impormasyon tungkol sa istruktura ng isang protina. Ang transkripsyon ay ang proseso ng synthesis ng mRNA na naka-encode sa pagkakasunud-sunod ng amino acid ng isang protina. Iniiwan ng mRNA ang nucleus (sa mga eukaryotes) sa cytoplasm, kung saan ang chain ng amino acid ng protina ay nabuo sa mga ribosome. Ang prosesong ito ay tinatawag na pagsasalin. Ang bawat cell ay naglalaman ng maraming mga gene, ngunit ang cell ay gumagamit lamang ng isang mahigpit na tinukoy na bahagi ng genetic na impormasyon, na kung saan ay sinisiguro ng presensya sa mga gene ng mga espesyal na mekanismo na i-on o off ang synthesis ng isang partikular na protina sa cell.

Bibliograpiya

1. Darevsky, I.S.; Orlov, N.L. Bihira at endangered na hayop. Mga amphibian at reptilya; M.: Mas mataas na paaralan, 1988. - 463 p.

2. Linnaeus, Carl Pilosopiya ng Botany; M.: Nauka, 1989. - 456 p.

3. Oparin, A.I. bagay. Buhay. Katalinuhan; M.: Nauka, 1977. - 208 p.

5. Attenborough, David Living Planet; M.: Mir, 1988. - 328 p.

Naka-host sa Allbest.ru

...

Mga Katulad na Dokumento

Mga pangunahing organel ng cell. Ang cytoplasm ay isang semi-liquid medium kung saan matatagpuan ang cell nucleus at lahat ng organelles, ang komposisyon nito. Diagram ng istraktura ng Golgi complex. Mga organel ng paggalaw ng pagsasama (cilia at flagella). Ang hugis at sukat ng nucleus, ang mga pangunahing pag-andar nito.

pagtatanghal, idinagdag noong 11/13/2014


Isang solong plano ng istraktura ng mga selula ng katawan. Mahigpit na pag-order ng istraktura ng nucleus at cytoplasm. Cell nucleus (imbakan ng lahat ng genetic na impormasyon). Ang mga nilalaman ng cell nucleus (chromatin). Golgi apparatus, endoplasmic reticulum, mga istruktura ng cell.

abstract, idinagdag 07/28/2009


Kakanyahan ng mga organelles, pag-uuri ng mga cytoplasmic inclusions ayon sa kanilang functional na layunin. Mga natatanging tampok ng mga selula ng halaman at hayop, ang papel ng nucleus sa kanilang paggana. Ang pangunahing organelles ng cell: ang Golgi complex, mitochondria, lysosomes, plastids.

pagtatanghal, idinagdag noong 12/27/2011


Ang ebolusyonaryong kahalagahan ng cell nucleus - isang bahagi ng isang eukaryotic cell na naglalaman ng genetic na impormasyon. Ang istraktura ng nucleus: chromatin, nucleolus, karyoplasm at nuclear envelope. Mga function ng kernel: imbakan, paghahatid at pagpapatupad ng namamana na impormasyon.

pagtatanghal, idinagdag noong 02/21/2014


Mga palatandaan at antas ng organisasyon ng mga buhay na organismo. Ang kemikal na organisasyon ng cell. Mga di-organikong sangkap at bitamina. Ang istraktura at pag-andar ng mga lipid, carbohydrates at protina. Mga nucleic acid at ang kanilang mga uri. Molecules ng DNA at RNA, ang kanilang istraktura at pag-andar.

abstract, idinagdag 07/06/2010


Mga elemento ng istraktura ng cell at ang kanilang mga katangian. Mga function ng lamad, nucleus, cytoplasm, cell center, ribosome, endoplasmic reticulum, Golgi complex, lysosomes, mitochondria at plastids. Mga pagkakaiba sa istraktura ng mga cell ng mga kinatawan iba't ibang kaharian mga organismo.

pagtatanghal, idinagdag noong 11/26/2013


Ang kasaysayan ng pag-unlad ng teorya ng cell, ang ebolusyon nito. Ang istraktura at pag-andar ng lamad ng cell, mga katangian ng lamad, cytoplasm, nucleus. Ang papel ng plasma membrane at ang Golgi apparatus sa mahahalagang aktibidad ng mga selula. Ribosomes at mitochondria, ang kanilang mga function at komposisyon.

abstract, idinagdag 08/16/2009


Ang kasaysayan ng cell research, ang pinaka kapansin-pansing mga gawa sa lahat ng panahon, nakasulat sa paksa at modernong kaalaman. Ang elementarya na istraktura ng cell, ang mga pangunahing bahagi nito at ang kanilang mga pag-andar. Cytoplasm at mga organelles nito, ang layunin ng Golgi complex at mga inklusyon.

abstract, idinagdag noong 10/07/2009


Ang istraktura at pag-andar ng cell nucleus. Ang anyo nito, komposisyon, istraktura. Ang deoxyribonucleic acid ay isang carrier ng namamana na impormasyon. mekanismo ng pagtitiklop ng DNA. Ang proseso ng pagpapanumbalik ng natural na istruktura ng DNA na nasira sa panahon ng normal na biosynthesis nito.

abstract, idinagdag 09/07/2015


Ang cytoplasm ay isang mahalagang bahagi ng cell, na nakapaloob sa pagitan ng plasma membrane at ng nucleus. Ang reaksyon ng kapaligiran at ang mga tampok ng paggalaw ng cytoplasm. Kahulugan, pag-andar at istraktura ng hyaloplasm. Mga uri at papel ng isa at dalawang lamad na organelle ng isang buhay na selula.

ISTRUKTURA AT MGA TUNGKULIN NG CELL

Ang isang cell ay isang elementarya na yunit ng istraktura at mahahalagang aktibidad ng lahat ng mga organismo (maliban sa mga virus, na madalas na tinutukoy bilang mga non-cellular na anyo ng buhay), na may sariling metabolismo, ay may kakayahang mag-independiyenteng pag-iral, pagpaparami ng sarili at pag-unlad. . Ang lahat ng nabubuhay na organismo ay maaaring binubuo ng maraming selula (multicellular na hayop, halaman at fungi), o mga single-celled na organismo (maraming protozoa at bacteria). Ang sangay ng biology na nag-aaral sa istraktura at aktibidad ng mga cell ay tinatawag na cytology. SA Kamakailan lamang kaugalian din na pag-usapan ang tungkol sa biology ng cell, o cell biology.

Karaniwan, ang mga sukat ng mga selula ng halaman at hayop ay mula 5 hanggang 20 microns ang lapad. Ang karaniwang bacterial cell ay mas maliit - approx. 2 µm, at ang pinakamaliit na kilala ay 0.2 µm.

Ang ilang mga cell na malayang nabubuhay, tulad ng protozoa tulad ng foraminifera, ay maaaring ilang sentimetro ang haba; lagi silang maraming nuclei. Ang mga selula ng manipis na mga hibla ng halaman ay umabot sa haba ng isang metro, at mga proseso mga selula ng nerbiyos umabot ng ilang metro sa malalaking hayop. Sa ganoong haba, ang dami ng mga selulang ito ay maliit, at ang ibabaw ay napakalaki.

Ang pinakamalaking mga cell ay hindi na-fertilized na mga itlog ng ibon na puno ng pula ng itlog. Ang pinakamalaking itlog (at, samakatuwid, ang pinakamalaking cell) ay kabilang sa isang patay na malaking ibon - epiornis (Aepyornis). Marahil ay humigit-kumulang ang bigat ng yolk nito. 3.5 kg. Ang pinakamalaking itlog sa mga nabubuhay na species ay kabilang sa ostrich, ang yolk nito ay humigit-kumulang na tumitimbang. 0.5 kg

Sa isang pagkakataon, ang cell ay itinuturing bilang isang mas marami o hindi gaanong homogenous droplet ng organikong bagay, na tinatawag na protoplasm o buhay na sangkap. Ang terminong ito ay naging lipas na pagkatapos na maging malinaw na ang cell ay binubuo ng maraming malinaw na pinaghihiwalay na istruktura, na tinatawag na cellular organelles ("maliit na organo").

Ang unang taong nakakita ng mga cell ay ang Ingles na siyentipiko na si Robert Hooke (kilala sa amin salamat sa batas ni Hooke). Noong 1665, sinusubukang unawain kung bakit napakahusay na lumulutang ang puno ng cork, sinimulan ni Hooke na suriin ang manipis na mga seksyon ng cork na may pinahusay na immicroscope. Nalaman niya na ang cork ay nahahati sa maraming maliliit na selula, na nagpapaalala sa kanya ng mga pulot-pukyutan sa honey bee hives, at tinawag niya ang mga cell na ito na mga cell (sa Ingles, ang cell ay nangangahulugang "cell, cell").

Noong 1675, ang Italyano na doktor na si M. Malpighi, at noong 1682 - isang Ingles na botanista na si N. Kinumpirma ni Gru ang cellular na istraktura ng mga halaman. Nagsimula silang magsalita tungkol sa cell bilang isang "bubble na puno ng masustansyang juice." Noong 1674 isang Dutch master Anthony van Leeuwenhoek(Anton van Leeuwenhoek, 1632-1723) gamit ang isang mikroskopyo sa unang pagkakataon na nakita sa isang patak ng tubig "mga hayop" - gumagalaw na mga nabubuhay na organismo (ciliates, amoeba, bacteria). Si Leeuwenhoek din ang unang nag-obserba ng mga selula ng hayop - erythrocytes at spermatozoa. Kaya, na maagang XVIII Sa loob ng maraming siglo, alam ng mga siyentipiko na sa ilalim ng mataas na pagpapalaki ng mga halaman ay may cellular na istraktura, at nakakita ng ilang mga organismo na kalaunan ay tinawag na unicellular. Noong 1802-1808, itinatag ng French explorer na si Charles-Francois Mirbel na ang lahat ng halaman ay binubuo ng mga tissue na nabuo ng mga cell. B. Lamarck noong 1809

kumalat ang ideya ni Mirbel ng cellular na istraktura at sa mga organismo ng hayop. Noong 1825, ang Czech scientist na si J. Natuklasan ni Purkyne ang nucleus ng egg cell ng mga ibon, at noong 1839 ipinakilala ang terminong "protoplasm". Noong 1831, ang Ingles na botanista na si R. Unang inilarawan ni Brown ang nucleus ng isang cell ng halaman, at noong 1833 ay itinatag na ang nucleus ay isang mahalagang organelle ng isang cell ng halaman. Simula noon, ang pangunahing bagay sa organisasyon ng mga cell ay hindi ang lamad, ngunit ang nilalaman.

Mga pamamaraan ng pananaliksik sa cell

Sa kauna-unahang pagkakataon, ang mga cell ay makikita lamang pagkatapos ng paglikha ng mga light microscope, mula noon at hanggang ngayon, ang microscopy ay nanatiling isa sa mga mahahalagang pamamaraan pananaliksik sa selula. Ang light (optical) microscopy, sa kabila ng medyo mababang resolution nito, ay naging posible upang obserbahan ang mga buhay na selula. Noong ikadalawampu siglo, naimbento ang electron microscopy, na naging posible na pag-aralan ang ultrastructure ng mga cell.

Sa pag-aaral ng hugis at istraktura ng cell, ang unang instrumento ay ang light microscope. Ang resolution nito ay nililimitahan ng mga sukat na maihahambing sa wavelength ng liwanag (0.4–0.7 µm para sa nakikitang liwanag). Gayunpaman, maraming mga elemento ng istraktura ng cellular ay mas maliit sa laki.

Ang isa pang kahirapan ay ang karamihan sa mga bahagi ng cellular ay transparent at ang kanilang refractive index ay halos kapareho ng sa tubig. Upang pahusayin ang visibility, kadalasang ginagamit ang mga tina na may iba't ibang affinity para sa iba't ibang bahagi ng cellular. Ginagamit din ang paglamlam upang pag-aralan ang kimika ng selula. Halimbawa, ang ilang mga tina ay nagbubuklod nang nakararami sa mga nucleic acid at sa gayon ay ipinapakita ang kanilang lokalisasyon sa cell. Isang maliit na halaga ng mga tina

- ang mga ito ay tinatawag na in vivo - maaaring magamit upang mantsang buhay na mga selula, ngunit kadalasan ang mga selula ay dapat na naayos na (gumagamit ng mga sangkap na nag-coagulate sa protina) at pagkatapos lamang na maaari silang mabahiran.

Bago ang pagsusuri, ang mga cell o piraso ng tissue ay karaniwang naka-embed sa paraffin o plastic at pagkatapos ay pinuputol sa napakanipis na mga seksyon gamit ang isang microtome. Ang pamamaraang ito ay malawakang ginagamit sa mga klinikal na laboratoryo upang matukoy mga selula ng tumor. Bilang karagdagan sa maginoo na light microscopy, ang iba pang mga optical na pamamaraan para sa pag-aaral ng mga cell ay binuo din: fluorescence microscopy, phase-contrast microscopy, spectroscopy, at X-ray diffraction analysis.

optical mikroskopya

Sa isang optical microscope, ang pagpapalaki ng isang bagay ay nakakamit sa pamamagitan ng isang serye ng mga lente kung saan ang liwanag ay dumadaan. Ang pinakamataas na magnification na maaaring makamit gamit ang isang optical mikroskopyo ay tungkol sa 1000. Ang isa pang mahalagang katangian ay

ang mga resolusyon ay halos 200 nm lamang; ang naturang pahintulot ay nakuha sa dulo

XIX na siglo. Kaya, ang pinakamaliit na mga istraktura na maaaring maobserbahan sa ilalim ng isang optical mikroskopyo ay mitochondria at bakterya, ang linear na sukat nito ay humigit-kumulang 500 nm. Gayunpaman, ang mga bagay na mas maliit sa 200 nm ay makikita lamang sa isang light microscope kung sila mismo ay naglalabas ng liwanag. Ang tampok na ito ay ginagamit sa mikroskopya ng fluorescence kapag ang mga cellular structure o indibidwal na protina ay nagbubuklod sa mga espesyal na fluorescent na protina o antibodies na may mga fluorescent na label. Ang kalidad ng imahe na nakuha gamit ang isang optical mikroskopyo ay apektado din ng kaibahan - maaari itong tumaas gamit ang iba't ibang mga paraan ng paglamlam ng cell. Ang phase-contrast, differential interference-contrast, at dark-field microscopy ay ginagamit upang pag-aralan ang mga buhay na selula. Maaaring pahusayin ng mga confocal microscope ang kalidad ng mga fluorescent na larawan.

mikroskopya ng elektron

Noong 1930s, isang electron microscope ang ginawa kung saan, sa halip na liwanag, isang sinag ng mga electron ang dumaan sa isang bagay. Ang limitasyon ng teoretikal na resolusyon para sa modernong mga mikroskopyo ng elektron ay humigit-kumulang 0.002 nm, gayunpaman, para sa mga praktikal na kadahilanan, halos 2 nm na resolusyon lamang ang nakakamit para sa mga biyolohikal na bagay. Ang isang electron microscope ay maaaring gamitin upang pag-aralan ang ultrastructure ng mga cell. Mayroong dalawang pangunahing uri ng electron microscopy:

pag-scan at paghahatid.

Ang pag-scan (raster) ng electron microscopy (SEM) ay ginagamit upang pag-aralan ang ibabaw ng isang bagay. Ang mga sample ay madalas na pinahiran ng isang manipis na pelikula ng ginto. REM

nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng mga 3D na larawan. Transmission (transmission) electron microscopy (TEM) - ginagamit upang pag-aralan ang panloob

mga istruktura ng cell. Ang isang electron beam ay ipinapasa sa isang bagay na nauna nang ginagamot ng mga mabibigat na metal na naipon sa ilang partikular na istruktura, na nagpapataas ng kanilang density ng elektron. Ang mga electron ay nakakalat sa mga lugar ng cell na may mas mataas na densidad ng elektron, na nagiging sanhi ng mga lugar na ito na lumilitaw na mas madilim sa mga imahe.

Fractionation ng mga cell. Upang maitaguyod ang mga pag-andar ng mga indibidwal na bahagi ng cell, mahalaga na ihiwalay ang mga ito sa kanilang dalisay na anyo, kadalasan ito ay ginagawa gamit ang paraan ng kaugalian. sentripugasyon. Ang mga pamamaraan ay binuo upang makakuha ng mga purong fraction ng anumang mga organel ng cell. Ang paggawa ng mga fraction ay nagsisimula sa pagkasira ng lamad ng plasma at pagbuo ng isang homogenate ng cell. Ang homogenate ay sunud-sunod na centrifuged sa iba't ibang bilis, sa unang yugto, apat na fraction ang maaaring makuha: (1) nuclei at malalaking fragment ng mga cell, (2) mitochondria, plastids, lysosomes at peroxisomes, (3) microsomes - Golgi vesicle at endoplasmic reticulum, (4) ribosome, protina at mas maliliit na molekula ay mananatili sa supernatant. Ang karagdagang pagkakaiba-iba ng sentripugasyon ng bawat isa sa mga pinaghalong fraction ay ginagawang posible upang makakuha ng mga dalisay na paghahanda ng mga organelles, kung saan maaaring mailapat ang iba't ibang biochemical at microscopic na pamamaraan.

istraktura ng cell

Ang lahat ng mga cellular life form sa Earth ay maaaring hatiin sa dalawang kaharian batay sa istruktura ng kanilang mga constituent cells:

prokaryotes (pre-nuclear) - mas simple sa istraktura;

eukaryotes (nuclear) ay mas kumplikado. Ang mga selula na bumubuo sa katawan ng tao ay eukaryotic.

Sa kabila ng iba't ibang mga anyo, ang organisasyon ng mga selula ng lahat ng nabubuhay na organismo ay napapailalim sa pare-parehong mga prinsipyo ng istruktura.

prokaryotic cell

Prokaryotes (lat. pro - bago, bago ang Greek κάρῠον - core, nut) - mga organismo na, hindi katulad ng mga eukaryote, ay walang nabuong nucleus ng cell at iba pang mga panloob na organel ng lamad (maliban sa mga flat cisterns sa photosynthetic species, halimbawa, ucyanobacteria ). Ang tanging malaking pabilog (sa ilang mga species - linear) na double-stranded na molekula ng DNA, na naglalaman ng pangunahing bahagi ng genetic material ng cell (ang tinatawag na nucleoid) ay hindi bumubuo ng isang kumplikadong may mga histone na protina (ang tinatawag na chromatin). Kabilang sa mga prokaryote ang bakterya, kabilang ang cyanobacteria (asul-berdeng algae), at archaea. Ang pangunahing nilalaman ng cell, na pumupuno sa buong volume nito, ay malapot na butil

cytoplasm.

eukaryotic cell

Eukaryotes (Eukaryotes) (Greek ευ - mabuti, ganap at κάρῠον - core, nut)

Ang mga organismo na, hindi katulad ng mga prokaryote, ay may mahusay na hugis na nucleus ng cell, na natanggal mula sa cytoplasm ng nuclear membrane. Ang genetic na materyal ay nakapaloob sa ilang mga linear na double-stranded na molekula ng DNA (depende sa uri ng mga organismo, ang kanilang bilang sa bawat nucleus ay maaaring mag-iba mula dalawa hanggang ilang daang), nakakabit mula sa loob hanggang sa lamad ng cell nucleus at nabubuo sa malawak. karamihan sa mga ito ay isang kumplikadong may mga histone na protina, na tinatawag na chromatin.

Ang istraktura ng isang eukaryotic cell. Schematic na representasyon ng isang selula ng hayop.

Ang ilang mga cell, pangunahing halaman at bacterial, ay may panlabas pader ng cell. Sa mas mataas na mga halaman, ito ay binubuo ng selulusa. Ang cell wall ay gumaganap ng isang napakahalagang papel: ito ay isang panlabas na frame, isang proteksiyon na shell, na nagbibigay ng turgor ng mga cell ng halaman: tubig, asin, at mga molekula ng maraming mga organikong sangkap ay dumadaan sa cell wall. Ang mga selula ng hayop ay karaniwang walang mga cell wall.

Matatagpuan sa ilalim ng cell wall ng mga halaman lamad ng plasma o plasmalemma. Ang kapal ng lamad ng plasma ay halos 10 nm, ang pag-aaral ng istraktura at pag-andar nito ay posible lamang sa tulong ng isang mikroskopyo ng elektron.

Sa loob ng cell ay puno ng cytoplasm, kung saan matatagpuan ang iba't ibang mga organelles at cell inclusions, pati na rin ang genetic na materyal sa anyo ng isang molekula ng DNA. Ang bawat isa sa mga organoids ng cell ay gumaganap ng sarili nitong espesyal na pag-andar, at sama-sama nilang tinutukoy ang mahahalagang aktibidad ng cell sa kabuuan.

Ang plasma membrane ay pangunahing nagbibigay ng isang delimiting function na may kaugnayan sa panlabas na para sa

mga selula sa kapaligiran. Ito ay isang dobleng layer ng mga molekula (bimolecular layer, o bilayer). Karaniwan, ito ay mga molekula ng phospholipid at iba pang mga sangkap na malapit sa kanila. Ang mga molekula ng lipid ay may dalawahang katangian, na ipinakita sa paraan ng kanilang pag-uugali na may kaugnayan sa tubig. Ang mga ulo ng mga molekula ay hydrophilic, i.e. ay may kaugnayan sa tubig, at ang kanilang mga hydrocarbon tails ay hydrophobic. Samakatuwid, kapag inihalo sa tubig, ang mga lipid ay bumubuo ng isang pelikula sa ibabaw nito, katulad ng isang pelikula ng langis; sa parehong oras, ang lahat ng kanilang mga molekula ay nakatuon sa parehong paraan: ang mga ulo ng mga molekula ay nasa tubig, at ang mga buntot ng hydrocarbon ay nasa ibabaw nito.

SA ang cell lamad ay may dalawang tulad na mga layer, at sa bawat isa sa kanila ang mga ulo ng mga molekula ay nakabukas palabas, at ang mga buntot ay nakabukas sa loob ng lamad, isa sa isa, kaya hindi nakikipag-ugnay sa tubig.

Bilang karagdagan sa mga pangunahing sangkap ng lipid, naglalaman ito ng malalaking molekula ng protina na "lumulutang" sa lipid bilayer at matatagpuan upang ang isa sa kanilang mga gilid ay nakabukas sa loob ng cell, at ang isa ay nakikipag-ugnay sa panlabas na kapaligiran. Ang ilang mga protina ay matatagpuan lamang sa labas o lamang sa loobang bahagi lamad o bahagyang naka-embed lamang sa lipid bilayer.

Ang pangunahing pag-andar ng lamad ng cell ay upang ayusin ang transportasyon ng mga sangkap sa loob at labas ng cell.

Mayroong ilang mga mekanismo para sa transportasyon ng mga sangkap sa buong lamad:

Pagsasabog - ang pagtagos ng mga sangkap sa pamamagitan ng lamad kasama ang gradient ng konsentrasyon (mula sa lugar kung saan mas mataas ang kanilang konsentrasyon hanggang sa lugar kung saan mas mababa ang kanilang konsentrasyon). Ang nagkakalat na transportasyon ng mga sangkap ay isinasagawa kasama ang pakikilahok ng mga protina ng lamad, kung saan mayroong mga molekular na pores (tubig, mga ion), o kasama ang bahagi ng lipid (para sa mga sangkap na natutunaw sa taba).

Pinadali ang pagsasabog- Ang mga espesyal na protina ng carrier ng lamad ay piling nagbubuklod sa isa o ibang ion o molekula at inililipat ang mga ito sa pamamagitan ng lamad.

aktibong transportasyon. Ang mekanismong ito ay nauugnay sa mga gastos sa enerhiya at nagsisilbing transportasyon ng mga sangkap laban sa kanilang gradient ng konsentrasyon. Ito ay isinasagawa ng espesyal

carrier proteins na bumubuo sa tinatawag na ion pumps. Ang pinaka-pinag-aralan ay ang Na+ /K+ pump sa mga selula ng hayop, na aktibong nagpapalabas ng Na+ ions habang sumisipsip ng K+ ions.

SA Sa kumbinasyon ng aktibong transportasyon ng mga ions sa cell, ang iba't ibang mga asukal, nucleotides, at amino acid ay tumagos sa pamamagitan ng cytoplasmic membrane.

Ang ganitong pumipili na pagkamatagusin ay napakahalaga sa physiologically, at ang kawalan nito

– unang ebidensya ng cell death. Madali itong mailarawan sa halimbawa ng mga beet. Kung ang isang live na ugat ng beet ay nahuhulog sa malamig na tubig, pinapanatili nito ang pigment nito; kung ang mga beets ay pinakuluan, kung gayon ang mga selula ay namamatay, nagiging madaling natatagusan at nawawala ang pigment, na nagiging pula ang tubig.

Ang mga malalaking molekula tulad ng mga selulang protina ay maaaring "lunok". Sa ilalim ng impluwensya ng ilang mga protina, kung naroroon sila sa likido na nakapalibot sa cell, ang isang invagination ay nangyayari sa lamad ng cell, na pagkatapos ay magsasara, na bumubuo ng isang bubble - isang maliit na vacuole na naglalaman ng mga molekula ng tubig at protina; pagkatapos nito, ang lamad sa paligid ng vacuole ay nasira, at ang mga nilalaman ay pumapasok sa cell. Ang prosesong ito ay tinatawag na pinocytosis (literal na "pag-inom ng cell"), o endocytosis.

Ang mga malalaking particle, tulad ng mga particle ng pagkain, ay maaaring masipsip sa katulad na paraan sa panahon ng tinatawag na. phagocytosis. Bilang isang patakaran, ang vacuole na nabuo sa panahon ng phagocytosis ay mas malaki, at ang pagkain ay natutunaw ng mga enzyme ng mga lysosome sa loob ng vacuole hanggang sa mapunit ang lamad na nakapalibot dito. Ang ganitong uri ng nutrisyon ay tipikal para sa protozoa, halimbawa, para sa mga amoeba na kumakain ng bakterya.

Exocytosis (exo - out), salamat dito, inaalis ng cell ang mga intracellular na produkto o hindi natutunaw na mga residu na nakapaloob sa mga vacuole, o mga vesicle. Ang vesicle ay lumalapit sa cytoplasmic membrane, sumasama dito, at ang mga nilalaman nito ay inilabas sa kapaligiran. Ito ay kung paano ang digestive enzymes, hormones, hemicellulose, atbp.

Ang istraktura ng cytoplasm.

Ang likidong bahagi ng cytoplasm ay tinatawag ding cytosol. Sa ilalim ng isang magaan na mikroskopyo, tila ang selula ay napuno ng isang bagay tulad ng isang likidong plasma o sol, kung saan ang nucleus at iba pang mga organel ay "lumulutang". Actually hindi naman. Ang panloob na espasyo ng isang eukaryotic cell ay mahigpit na iniutos. Ang paggalaw ng mga organelles ay pinag-ugnay sa tulong ng mga dalubhasang sistema ng transportasyon, ang tinatawag na microtubule, na nagsisilbing intracellular na "mga kalsada", at mga espesyal na protina, dynein at kinesins, na gumaganap ng papel na "mga makina". Ang mga hiwalay na molekula ng protina ay hindi rin malayang nagkakalat sa buong intracellular space, ngunit nakadirekta sa mga kinakailangang compartment gamit ang mga espesyal na signal sa kanilang ibabaw, na kinikilala ng mga sistema ng transportasyon ng cell.

Endoplasmic reticulum

Sa isang eukaryotic cell, mayroong isang sistema ng mga compartment ng lamad (mga tubo at mga tangke) na pumapasok sa isa't isa,

na tinatawag na endoplasmic reticulum(o endoplasmic reticulum, EPR o EPS). Ang bahaging iyon ng EPR, sa mga lamad kung saan nakakabit ang mga ribosom, ay tinutukoy bilang butil-butil (o magaspang) na endoplasmic

reticulum, sa mga lamad nito ang synthesis ng protina ay nangyayari. Ang mga compartment na iyon, sa mga dingding kung saan walang mga ribosom, ay inuri bilang makinis na ER, na nakikibahagi sa synthesis ng mga lipid. Ang mga panloob na espasyo ng makinis at butil-butil na ER ay hindi nakahiwalay, ngunit pumasa sa isa't isa at nakikipag-usap sa luminal membrane. Ang mga tubules ay nagbubukas din sa ibabaw ng cell, at ang endoplasmic reticulum sa gayon ay gumaganap ng papel ng isang apparatus kung saan ang panlabas na kapaligiran ay maaaring direktang makipag-ugnayan sa lahat ng mga nilalaman ng cell.

Ang mga maliliit na katawan na tinatawag na ribosome ay sumasakop sa ibabaw ng magaspang na endoplasmic reticulum, lalo na malapit sa nucleus. Ang diameter ng ribosome ay humigit-kumulang 15 nm. Ang bawat ribosome ay binubuo ng dalawang particle na may iba't ibang laki, maliit at malaki.Ang kanilang pangunahing tungkulin ay ang synthesis ng mga protina; matrix (impormasyon) Ang RNA at mga amino acid na nauugnay sa paglilipat ng RNA ay nakakabit sa kanilang ibabaw. Ang mga synthesized na protina ay unang naipon sa mga channel at cavity ng endoplasmic reticulum at pagkatapos ay dinadala sa mga organelles at cell site kung saan sila natupok.

golgi apparatus

Golgi apparatus (Golgi complex)

ay isang stack ng flat membrane sacs, medyo pinalawak na mas malapit sa mga gilid. Sa mga tangke ng Golgi apparatus, ang ilang mga protina ay na-synthesize sa mga lamad ng butil na ER at nilayon para sa pagtatago o pagbuo ng mga lysosome na mature. Ang Golgi apparatus ay asymmetric - ang mga tangke na matatagpuan mas malapit sa cell nucleus (cis-Golgi) ay naglalaman ng hindi bababa sa mga mature na protina, lamad vesicles, vesicle, namumuko mula sa endoplasmic reticulum, patuloy na sumasali sa mga tangke na ito. Tila, sa tulong ng parehong mga vesicle, ang karagdagang paggalaw ng mga pagkahinog na protina mula sa isang tangke patungo sa isa pa ay nagaganap. Sa wakas mula sa tapat na dulo ng organelle

(trans-Golgi) vesicles na naglalaman ng ganap na mature na mga protina ay namumulaklak.

Mga lysosome

Lysosomes (Griyego "Liseo" - dissolve, "Soma" - katawan) ay maliit na bilog na katawan. Ang mga membranous cell organelle na ito ay hugis-itlog at 0.5 µm ang diyametro. Sila ay umusbong mula sa Golgi apparatus at posibleng mula sa endoplasmic reticulum. Ang mga lysosome ay naglalaman ng iba't ibang mga enzyme na sumisira sa malalaking molekula: mga protina, taba, carbohydrates, nucleic acid. Dahil sa kanilang mapanirang pagkilos, ang mga enzyme na ito ay, kumbaga, "naka-lock" sa mga lysosome at inilalabas lamang kung kinakailangan. Ngunit kung ang lysosome

nasira ng sinuman panlabas na impluwensya, pagkatapos ay masisira ang buong cell o bahagi nito.

Sa panahon ng intracellular digestion, ang mga enzyme ay inilalabas mula sa mga lysosome sa mga digestive vacuole.

Sa panahon ng gutom, hinuhukay ng mga lysosome cell ang ilang organelles nang hindi pinapatay ang cell. Ang ganitong bahagyang pantunaw ay nagbibigay sa selula ng kinakailangang pinakamababang sustansya sa loob ng ilang sandali.

Ang pagkakaroon ng kakayahang aktibong digest sustansya, ang mga lysosome ay kasangkot sa pag-alis ng mga namamatay na bahagi ng mga selula, buong mga selula at mga organo sa proseso ng mahahalagang aktibidad. Halimbawa, ang pagkawala ng buntot sa isang palaka tadpole ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng lysosome enzymes. kasong ito ito ay normal at kapaki-pakinabang para sa katawan, ngunit kung minsan ang gayong pagkasira ng cell ay pathological. Halimbawa, kapag ang alikabok ng asbestos ay nalalanghap, maaari itong makapasok sa mga selula ng baga, at pagkatapos ay pumutok ang mga lysosome, nawasak ang mga selula, at nagkakaroon ng sakit sa baga.

Ang sentro ng impormasyon ng cell, ang lugar ng imbakan at pagpaparami ng namamana na impormasyon na tumutukoy sa lahat ng mga palatandaan ng isang naibigay na cell at ang organismo sa kabuuan, ay ang nucleus. Ang pag-alis ng nucleus mula sa cell, bilang panuntunan, ay humahantong sa mabilis na pagkamatay nito. Ang hugis at sukat ng cell nucleus ay napaka-variable depende sa uri ng organismo, gayundin sa uri, edad at functional na estado mga selula. Pangkalahatang plano

Ang istraktura ng nucleus ay pareho sa lahat ng eukaryotic cells. Ang cell nucleus ay binubuo ng nuclear membrane, ang nuclear matrix (nucleoplasm), chromatin at ang nucleolus (isa o higit pa). Ang mga nilalaman ng nucleus ay pinaghihiwalay mula sa cytoplasm sa pamamagitan ng isang dobleng lamad o ang tinatawag na nuklear na sobre. Ang panlabas na lamad sa ilang mga lugar ay pumasa sa mga channel ng endoplasmic reticulum; ang mga ribosom ay nakakabit dito.Ang cell nucleus ay naglalaman ng mga molekula ng DNA kung saan nakatala ang genetic na impormasyon ng organismo. . Tinutukoy nito ang nangungunang papel ng cell nucleus sa pagmamana. Sa nucleus, nangyayari ang pagtitiklop - ang pagdoble ng mga molekula ng DNA, pati na rin ang transkripsyon - ang synthesis ng mga molekula ng RNA sa template ng DNA. Ang pagpupulong ng mga caribosome ay nagaganap din sa nucleus, sa mga espesyal na pormasyon na tinatawag na nucleoli. Ang nuclear envelope ay natatakpan ng maraming pores, ang diameter nito ay mga 90 nm. Dahil sa pagkakaroon ng mga pores na nagbibigay ng selective permeability, kinokontrol ng nuclear envelope ang pagpapalitan ng mga substance sa pagitan ng nucleus at cytoplasm.

fibrillar structures na matatagpuan sa cytoplasm ng cell: microtubule, actin at intermediate filament. Ang mga microtubule ay kasangkot sa transportasyon ng mga organelles, ay bahagi ng flagella, at ang mitotic spindle ay binuo mula sa microtubule. Ang mga filament ng actin ay mahalaga para sa pagpapanatili

hugis ng cell, pseudopodial reaksyon. Ang papel na ginagampanan ng mga intermediate filament ay tila upang mapanatili ang istraktura ng cell. Ang mga protina ng cytoskeleton ay bumubuo ng ilang sampu-sampung porsyento ng masa ng cellular protein.

Centrioles

Ang mga centriole ay mga cylindrical na istruktura ng protina na matatagpuan malapit sa nucleus ng mga selula ng hayop (ang mga halaman ay walang mga centriole, maliban sa mas mababang algae). Ang centriole ay isang silindro, ang lateral surface nito ay nabuo ng siyam na set ng microtubule. Ang bilang ng mga microtubule sa isang set

mag-alinlangan para sa iba't ibang organismo mula 1 hanggang 3.

Sa paligid ng mga centrioles ay ang tinatawag na sentro ng organisasyon ng cytoskeleton, ang lugar kung saan ang mga minus na dulo ng microtubule ng cell ay pinagsama-sama.

Bago hatiin, ang cell ay naglalaman ng dalawang centriole na matatagpuan sa tamang mga anggulo sa bawat isa. Sa panahon ng mitosis, lumilihis sila sa iba't ibang dulo ng cell, na bumubuo ng mga spindle pole ng dibisyon. Pagkatapos ng cytokinesis, ang bawat cell ng anak na babae ay tumatanggap ng isang centriole, na doble para sa susunod na dibisyon. Ang pagdodoble ng mga centriole ay nangyayari hindi sa pamamagitan ng paghahati, ngunit sa pamamagitan ng synthesis ng isang bagong istraktura na patayo sa umiiral na isa.

Mitokondria

Mitokondria - mga espesyal na organelles ng cell, ang pangunahing pag-andar kung saan ay ang synthesis ATP - unibersal na carrier ng enerhiya. Sa mitochondria, nangyayari ang oksihenasyon ng mga organikong sangkap, kasama ang synthesis

adenosine triphosphate (ATP). Ang pagkasira ng ATP na may pagbuo ng adenosine diphosphate (ADP) ay sinamahan ng pagpapalabas ng enerhiya, na ginugol sa iba't ibang mga proseso ng buhay, tulad ng synthesis ng mga protina at nucleic acid, ang transportasyon ng mga sangkap sa loob at labas ng cell, ang paglipat mga impulses ng nerve o pag-urong ng kalamnan.

Ang mitochondria, samakatuwid, ay mga istasyon ng enerhiya na nagpoproseso ng "gasolina" - taba at carbohydrates - sa isang anyo ng enerhiya na maaaring magamit ng cell, at samakatuwid ang katawan sa kabuuan.

Ang lahat ng nabubuhay na bagay ay binubuo ng mga selula - maliliit, nababalot ng lamad na mga lukab na puno ng puro may tubig na solusyon mga kemikal na sangkap. Cell- isang elementarya na yunit ng istraktura at mahahalagang aktibidad ng lahat ng mga nabubuhay na organismo (maliban sa mga virus, na madalas na tinutukoy bilang mga non-cellular na anyo ng buhay), na may sariling metabolismo, na may kakayahang malayang pag-iral, pagpaparami ng sarili at pag-unlad. Ang lahat ng buhay na organismo, tulad ng mga multicellular na hayop, halaman at fungi, ay binubuo ng maraming selula, o, tulad ng maraming protozoa at bacteria, ay mga unicellular na organismo. Ang sangay ng biology na tumatalakay sa pag-aaral ng istraktura at aktibidad ng mga selula ay tinatawag na cytology. Ito ay pinaniniwalaan na ang lahat ng mga organismo at ang lahat ng kanilang mga constituent cell ay nag-evolve mula sa isang karaniwang pre-DNA cell.

Tinatayang kasaysayan ng cell

Sa una, sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang natural na mga salik(init, ultraviolet radiation, electric discharges), lumitaw ang unang mga organikong compound, na nagsilbing materyal para sa pagbuo ng mga buhay na selula.

Ang paglitaw ng mga unang molekula ng replicator ay tila isang mahalagang sandali sa kasaysayan ng pag-unlad ng buhay. Ang isang replicator ay isang uri ng molekula na isang katalista para sa synthesis ng sarili nitong mga kopya o mga template, na isang primitive na analogue ng pagpaparami sa mundo ng hayop. Sa mga pinakakaraniwang molekula sa kasalukuyan, ang DNA at RNA ay mga replicator. Halimbawa, ang isang molekula ng DNA na inilagay sa isang baso na may mga kinakailangang sangkap ay kusang nagsimulang lumikha ng sarili nitong mga kopya (bagaman mas mabagal kaysa sa isang cell sa ilalim ng pagkilos ng mga espesyal na enzyme).

Ang hitsura ng mga molekula ng replicator ay naglunsad ng mekanismo ng ebolusyon ng kemikal (prebiological). Ang unang paksa ng ebolusyon ay malamang na primitive, na binubuo lamang ng ilang mga nucleotide, mga molekula ng RNA. Ang yugtong ito ay nailalarawan (bagaman sa isang napaka-primitive na anyo) ng lahat ng mga pangunahing tampok ng biyolohikal na ebolusyon: pagpaparami, mutation, kamatayan, pakikibaka para sa kaligtasan at natural na pagpili.

Ang ebolusyon ng kemikal ay pinadali ng katotohanan na ang RNA ay isang unibersal na molekula. Bilang karagdagan sa pagiging isang replicator (iyon ay, isang carrier ng namamana na impormasyon), maaari itong kumilos bilang mga enzyme (halimbawa, mga enzyme na nagpapabilis sa pagtitiklop o mga enzyme na nagde-decompose ng mga nakikipagkumpitensyang molekula).

Sa ilang mga punto sa ebolusyon, lumitaw ang mga enzyme ng RNA na nagpapagana sa synthesis ng mga molekula ng lipid (i.e., mga taba). Ang mga molekula ng lipid ay may isang kapansin-pansing katangian: sila ay polar at may linear na istraktura, at ang kapal ng isa sa mga dulo ng molekula ay mas malaki kaysa sa isa. Samakatuwid, ang mga molekulang lipid sa pagsususpinde ay kusang nagsasama-sama sa mga shell na malapit sa hugis sa spherical. Kaya, ang mga lipid-synthesizing RNA ay nagawang palibutan ang kanilang mga sarili ng isang lipid shell, na makabuluhang napabuti ang paglaban ng RNA sa mga panlabas na kadahilanan.

Ang isang unti-unting pagtaas sa haba ng RNA ay humantong sa paglitaw ng mga multifunctional na RNA, mga indibidwal na mga fragment na kung saan ay gumanap ng iba't ibang mga function.

Ang mga unang paghahati ng cell ay tila naganap sa ilalim ng pagkilos ng panlabas na mga kadahilanan. Ang synthesis ng mga lipid sa loob ng cell ay humantong sa isang pagtaas sa laki nito at sa pagkawala ng lakas, kaya na ang isang malaking amorphous shell ay nahahati sa mga bahagi sa ilalim ng impluwensya ng mga mekanikal na impluwensya. Kasunod nito, lumitaw ang isang enzyme na kumokontrol sa prosesong ito.

istraktura ng cell

Ang lahat ng cellular life forms sa mundo ay maaaring hatiin sa dalawang kaharian batay sa istruktura ng kanilang mga constituent cells - prokaryotes (pre-nuclear) at eukaryotes (nuclear). Ang mga prokaryotic cell ay mas simple sa istraktura, tila, sila ay bumangon nang mas maaga sa proseso ng ebolusyon. Eukaryotic cells - mas kumplikado, lumitaw mamaya. Ang mga selula na bumubuo sa katawan ng tao ay eukaryotic. Sa kabila ng iba't ibang mga anyo, ang organisasyon ng mga selula ng lahat ng nabubuhay na organismo ay napapailalim sa pare-parehong mga prinsipyo ng istruktura.

Ang mga buhay na nilalaman ng cell - ang protoplast - ay pinaghihiwalay mula sa kapaligiran sa pamamagitan ng plasma membrane, o plasmalemma. Sa loob ng cell ay puno ng cytoplasm, na naglalaman ng iba't ibang mga organelles at cellular inclusions, pati na rin ang genetic na materyal sa anyo ng isang molekula ng DNA. Ang bawat isa sa mga organelles ng cell ay gumaganap ng sarili nitong espesyal na pag-andar, at sama-sama nilang tinutukoy ang mahahalagang aktibidad ng cell sa kabuuan.

prokaryotic cell

prokaryotes(mula sa Latin na pro - bago, hanggang at Greek κάρῠον - core, nut) - mga organismo na, hindi katulad ng mga eukaryote, ay walang nabuong nucleus ng cell at iba pang panloob na organel ng lamad (maliban sa mga flat tank sa photosynthetic species, halimbawa, sa cyanobacteria). Ang tanging malaking pabilog (sa ilang mga species - linear) na double-stranded na molekula ng DNA, na naglalaman ng pangunahing bahagi ng genetic material ng cell (ang tinatawag na nucleoid) ay hindi bumubuo ng isang kumplikadong may mga histone na protina (ang tinatawag na chromatin). Kabilang sa mga prokaryote ang bakterya, kabilang ang cyanobacteria (asul-berdeng algae), at archaea. Ang mga inapo ng prokaryotic cells ay ang mga organelles ng eukaryotic cells - mitochondria at plastids.

Ang mga prokaryotic cell ay may cytoplasmic membrane, tulad ng mga eukaryotic cells. Sa bakterya, ang lamad ay bilayered (lipid bilayer), sa archaea, ang lamad ay madalas na single-layered. Ang archaeal membrane ay binubuo ng mga sangkap na naiiba sa mga bumubuo sa bacterial membrane. Ang ibabaw ng mga selula ay maaaring natatakpan ng isang kapsula, kaluban, o uhog. Maaaring mayroon silang flagella at villi.

Fig.1. Ang istraktura ng isang tipikal na prokaryotic cell

Ang cell nucleus, tulad ng sa eukaryotes, ay wala sa prokaryotes. Ang DNA ay nasa loob ng cell, nakaayos at nakatiklop at sinusuportahan ng mga protina. Ang DNA-protein complex na ito ay tinatawag na nucleoid. Sa eubacteria, ang mga protina na sumusuporta sa DNA ay iba sa mga histone na bumubuo ng mga nucleosome (sa eukaryotes). At ang archibacteria ay may mga histone, at dito sila ay katulad ng mga eukaryotes. Ang mga proseso ng enerhiya sa mga prokaryote ay nagaganap sa cytoplasm at sa mga espesyal na istruktura - mga mesosome (mga paglaki ng lamad ng cell na pinaikot sa isang spiral upang madagdagan ang lugar sa ibabaw kung saan nangyayari ang ATP synthesis). Sa loob ng cell ay maaaring may mga bula ng gas, mga reserbang sangkap sa anyo ng polyphosphate granules, carbohydrate granules, fat drops. Ang mga pagsasama ng asupre (nabuo, halimbawa, bilang resulta ng anoxic photosynthesis) ay maaaring naroroon. Ang Photosynthetic bacteria ay may mga nakatiklop na istruktura na tinatawag na thylakoids kung saan nagaganap ang photosynthesis. Kaya, sa prinsipyo, ang mga prokaryote ay may parehong mga elemento, ngunit walang mga partisyon, walang mga panloob na lamad. Ang mga partisyon na naroroon ay mga outgrowth ng cell membrane.

Ang hugis ng mga prokaryotic na selula ay hindi gaanong magkakaibang. Ang mga bilog na selula ay tinatawag na cocci. Parehong archaea at eubacteria ay maaaring magkaroon ng ganitong anyo. Ang Streptococci ay cocci na nakaayos sa isang kadena. Ang staphylococci ay mga kumpol ng cocci, ang diplococci ay cocci na nagkakaisa sa dalawang selula, ang mga tetrad ay apat, at ang mga sarcins ay walo. Ang bacilli ay tinatawag na bacilli. Dalawang stick - diplobacilli, nakaunat sa isang kadena - streptobacilli. Mayroon ding mga coryneform bacteria (na may extension sa mga dulo, katulad ng isang club), spirilla (mahabang kulot na mga cell), vibrios (maiikling kurbadong mga cell) at spirochetes (kulot na naiiba sa spirilla). Ang lahat ng nasa itaas ay inilalarawan sa ibaba at dalawang kinatawan ng archaebacteria ang ibinigay. Kahit na ang archaea at bacteria ay mga prokaryotic (non-nuclear) na organismo, ang istraktura ng kanilang mga cell ay may ilang makabuluhang pagkakaiba. Tulad ng nabanggit sa itaas, ang bakterya ay may isang lipid bilayer (kapag ang mga hydrophobic na dulo ay nahuhulog sa lamad, at ang mga sisingilin na ulo ay lumalabas mula sa magkabilang panig), habang ang archaea ay maaaring magkaroon ng isang monolayer na lamad (may mga sisingilin na ulo sa magkabilang panig, at sa loob doon. ay isang solong buong molekula; ang istrukturang ito ay maaaring mas matigas kaysa sa bilayer). Nasa ibaba ang istraktura ng cell membrane ng archaebacteria.

mga eukaryote(eukaryotes) (mula sa Greek na ευ - mabuti, ganap at κάρῠον - core, nut) - mga organismo na, hindi katulad ng mga prokaryote, ay may mahusay na hugis na cell nucleus, na natanggal sa cytoplasm ng nuclear membrane. Ang genetic na materyal ay nakapaloob sa ilang mga linear na double-stranded na molekula ng DNA (depende sa uri ng mga organismo, ang kanilang bilang sa bawat nucleus ay maaaring mag-iba mula dalawa hanggang ilang daang), nakakabit mula sa loob hanggang sa lamad ng cell nucleus at nabubuo sa malawak. karamihan (maliban sa dinoflagellate) isang complex na may mga histone na protina, na tinatawag na chromatin. Ang mga eukaryotic cell ay may sistema ng mga panloob na lamad na bumubuo, bilang karagdagan sa nucleus, isang bilang ng iba pang mga organelles (endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, atbp.). Bilang karagdagan, ang karamihan ay may permanenteng intracellular symbionts - prokaryotes - mitochondria, at ang mga algae at halaman ay mayroon ding mga plastid.

selula ng hayop

Ang istraktura ng isang selula ng hayop ay batay sa tatlong pangunahing bahagi - ang nucleus, cytoplasm at cell wall. Kasama ng nucleus, ang cytoplasm ay bumubuo ng protoplasm. Ang cell wall ay biological na lamad(partition), na naghihiwalay sa cell mula sa panlabas na kapaligiran, ay nagsisilbing shell para sa mga organel ng cell at nuclei, ay bumubuo ng mga cytoplasmic compartment. Kung ilalagay mo ang paghahanda sa ilalim ng mikroskopyo, kung gayon ang istraktura ng selula ng hayop ay madaling makita. Ang cell wall ay naglalaman ng tatlong layer. Ang panlabas at panloob na mga layer ay protina, at ang intermediate na layer ay lipid. Sa kasong ito, ang lipid layer ay nahahati sa dalawang higit pang mga layer - isang layer ng hydrophobic molecule at isang layer ng hydrophilic molecule, na nakaayos sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod. Sa ibabaw ng lamad ng cell mayroong isang espesyal na istraktura - ang glycocalyx, na nagbibigay ng pumipili na kakayahan ng lamad. Ipinapasa ng shell ang mga kinakailangang sangkap at inaantala ang mga nakakapinsala.

Fig.2. Ang istraktura ng isang selula ng hayop

Ang istraktura ng selula ng hayop ay naglalayong magbigay ng proteksiyon na function na sa antas na ito. Ang pagtagos ng mga sangkap sa pamamagitan ng lamad ay nangyayari sa direktang pakikilahok ng cytoplasmic membrane. Ang ibabaw ng lamad na ito ay medyo makabuluhan dahil sa mga bends, outgrowths, folds at villi. Pinapayagan ng cytoplasmic membrane maliliit na particle, pati na rin ang mga mas malaki. Ang istraktura ng isang selula ng hayop ay nailalarawan sa pagkakaroon ng cytoplasm, karamihan ay binubuo ng tubig. Ang cytoplasm ay isang sisidlan para sa mga organelles at inclusions.

Bilang karagdagan, ang cytoplasm ay naglalaman din ng cytoskeleton - mga filament ng protina na kasangkot sa proseso ng paghahati ng cell, nililimitahan ang intracellular space at pinapanatili ang hugis ng cellular, ang kakayahang magkontrata. Ang isang mahalagang bahagi ng cytoplasm ay hyaloplasm, na tumutukoy sa lagkit at pagkalastiko ng istraktura ng cell. Depende sa panlabas at panloob na mga kadahilanan, maaaring baguhin ng hyaloplasm ang lagkit nito - maging likido o parang gel. Ang pag-aaral ng istraktura ng isang selula ng hayop, hindi maaaring hindi bigyang-pansin ang cellular apparatus - ang mga organelles na nasa cell. Ang lahat ng mga organelles ay may sariling tiyak na istraktura, na tinutukoy ng mga pag-andar na isinagawa.

Ang nucleus ay ang central cell unit na naglalaman ng namamana na impormasyon at kasangkot sa metabolismo sa cell mismo. Kabilang sa mga cellular organelle ang endoplasmic reticulum, cell center, mitochondria, ribosome, ang Golgi complex, plastids, lysosomes, at vacuoles. Mayroong mga katulad na organel sa anumang cell, ngunit, depende sa pag-andar, ang istraktura ng isang selula ng hayop ay maaaring magkakaiba sa pagkakaroon ng mga tiyak na istruktura.

Mga function ng cellular organelles: - Ang mitochondria ay nag-oxidize ng mga organikong compound at nag-iipon ng kemikal na enerhiya; - ang endoplasmic reticulum, dahil sa pagkakaroon ng mga espesyal na enzyme, synthesizes taba at carbohydrates, ang mga channel nito ay nag-aambag sa transportasyon ng mga sangkap sa loob ng cell; - ang mga ribosom ay nag-synthesize ng protina; - ang Golgi complex ay nagko-concentrate sa protina, pinapadikit ang mga synthesized na taba, polysaccharides, bumubuo ng mga lysosome at naghahanda ng mga sangkap para sa kanilang pag-alis mula sa cell o direktang paggamit sa loob nito; - Ang mga lysosome ay sumisira sa mga carbohydrate, protina, nucleic acid at taba, sa katunayan, tinutunaw ang mga sustansya na pumapasok sa cell; - ang cell center ay kasangkot sa proseso ng cell division; - mga vacuole, dahil sa nilalaman katas ng cell, mapanatili ang cell turgor (panloob na presyon).

Ang istraktura ng isang buhay na cell ay lubhang kumplikado - sa antas ng cellular, maraming mga biochemical na proseso ang nagaganap, na magkasamang tinitiyak ang mahahalagang aktibidad ng organismo.