Ang kemikal na komposisyon ng mga buhay na organismo

Ang kemikal na komposisyon ng mga buhay na organismo ay maaaring ipahayag sa dalawang anyo: atomic at molekular. Ang atomic (elemental) na komposisyon ay nagpapakita ng ratio ng mga atomo ng mga elemento na bumubuo sa mga buhay na organismo. Ang komposisyon ng molekular (materyal) ay sumasalamin sa ratio ng mga molekula ng mga sangkap.

Ang mga elemento ng kemikal ay bahagi ng mga selula sa anyo ng mga ion at molekula ng mga di-organikong at organikong sangkap. Ang pinakamahalagang inorganic na sangkap sa cell ay tubig at mineral na mga asing-gamot, ang pinakamahalagang organikong sangkap ay carbohydrates, lipids, protina at nucleic acid.

Ang tubig ang pangunahing bahagi ng lahat ng nabubuhay na organismo. Ang average na nilalaman ng tubig sa mga selula ng karamihan sa mga nabubuhay na organismo ay halos 70%.

Ang mga mineral na asing-gamot sa isang may tubig na solusyon ng cell ay naghihiwalay sa mga cation at anion. Ang pinakamahalagang cation ay K+, Ca2+, Mg2+, Na+, NHJ, anion - Cl-, SO2-, HPO2-, H2PO-, HCO-, NO-.

Mga karbohidrat - mga organikong compound na binubuo ng isa o higit pang mga molekula ng mga simpleng asukal. Ang nilalaman ng carbohydrates sa mga selula ng hayop ay 1-5%, at sa ilang mga selula ng halaman umabot ito sa 70%.

Mga lipid - mga taba at tulad ng taba na mga organikong compound, halos hindi matutunaw sa tubig. Ang kanilang nilalaman sa iba't ibang mga selula ay lubhang nag-iiba: mula 2-3 hanggang 50-90% sa mga selula ng mga buto ng halaman at adipose tissue ng mga hayop.

Mga ardilya ay mga biological heteropolymer na ang mga monomer ay mga amino acid. 20 amino acids lamang ang kasangkot sa pagbuo ng mga protina. Ang mga ito ay tinatawag na pundamental, o pangunahing. Ang ilan sa mga amino acid ay hindi na-synthesize sa mga organismo ng mga hayop at tao at dapat ibigay sa mga pagkaing halaman (tinatawag silang mahalaga).

Mga nucleic acid. Mayroong dalawang uri ng mga nucleic acid: DNA at RNA. Ang mga nucleic acid ay mga polimer na ang mga monomer ay mga nucleotides.

Istraktura ng cell

Ang pagbuo ng teorya ng cell

• Si Robert Hooke noong 1665 ay nakatuklas ng mga cell sa isang seksyon ng cork at siya ang unang gumamit ng terminong "cell".
• Natuklasan ni Anthony van Leeuwenhoek ang mga unicellular na organismo.
• Si Matthias Schleiden noong 1838 at Thomas Schwann noong 1839 ay bumalangkas ng mga pangunahing probisyon ng teorya ng cell. Gayunpaman, mali ang kanilang paniniwala na ang mga cell ay nagmumula sa pangunahing non-cellular substance.
• Pinatunayan ni Rudolf Virchow noong 1858 na ang lahat ng mga cell ay nabuo mula sa iba pang mga cell sa pamamagitan ng cell division.

Mga pangunahing probisyon ng teorya ng cell

1. Ang cell ay ang istrukturang yunit ng lahat ng nabubuhay na bagay. Ang lahat ng nabubuhay na organismo ay binubuo ng mga selula (ang mga virus ay isang eksepsiyon).
2. Ang cell ay ang functional unit ng lahat ng nabubuhay na bagay. Ipinapakita ng cell ang buong hanay ng mahahalagang function.
3. Ang cell ay ang yunit ng pag-unlad ng lahat ng nabubuhay na bagay. Ang mga bagong selula ay nabuo lamang bilang resulta ng paghahati ng orihinal (ina) na selula.
4. Ang cell ay ang genetic unit ng lahat ng nabubuhay na bagay. Ang mga chromosome ng isang cell ay naglalaman ng impormasyon tungkol sa pag-unlad ng buong organismo.
5. Ang mga selula ng lahat ng mga organismo ay magkatulad sa kemikal na komposisyon, istraktura at paggana.

Mga uri ng organisasyon ng cell

Sa mga buhay na organismo, ang mga virus lamang ang walang cellular na istraktura. Ang lahat ng iba pang mga organismo ay kinakatawan ng mga cellular life form. Mayroong dalawang uri ng cellular organization: prokaryotic at eukaryotic. Ang mga bakterya ay mga prokaryote, at ang mga halaman, fungi, at mga hayop ay mga eukaryote.

Ang mga prokaryotic na selula ay medyo simple. Wala silang nucleus, ang lokasyon ng DNA sa cytoplasm ay tinatawag na nucleoid, ang tanging molekula ng DNA ay bilog at hindi nauugnay sa mga protina, ang mga cell ay mas maliit kaysa sa eukaryotic cells, ang cell wall ay naglalaman ng isang glycopeptide - murein, walang mga organelles ng lamad, ang kanilang mga pag-andar ay ginagampanan ng mga invaginations ng lamad ng plasma, ang mga ribosom ay maliit, ang mga microtubule ay wala, kaya ang cytoplasm ay hindi kumikibo, at ang cilia at flagella ay may isang espesyal na istraktura.

Ang mga eukaryotic cell ay may nucleus kung saan matatagpuan ang mga chromosome - mga linear na molekula ng DNA na nauugnay sa mga protina; ang iba't ibang mga organelle ng lamad ay matatagpuan sa cytoplasm.

Ang mga cell ng halaman ay nakikilala sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang makapal na cellulose cell wall, mga plastid, at isang malaking gitnang vacuole na naglilipat ng nucleus sa paligid. Ang cell center ng mas matataas na halaman ay hindi naglalaman ng mga centrioles. Ang imbakan ng carbohydrate ay almirol.

Ang mga fungal cell ay may cell membrane na naglalaman ng chitin, mayroong central vacuole sa cytoplasm, at walang mga plastid. Ang ilang fungi lamang ang may centriole sa cell center. Ang pangunahing reserbang karbohidrat ay glycogen.

Ang mga selula ng hayop, bilang panuntunan, ay may manipis na pader ng selula, ay hindi naglalaman ng mga plastid at isang sentral na vacuole; ang isang centriole ay katangian ng sentro ng selula. Ang imbakan ng carbohydrate ay glycogen.

Ang istraktura ng isang eukaryotic cell

Ang isang tipikal na eukaryotic cell ay binubuo ng tatlong bahagi: isang lamad, isang cytoplasm, at isang nucleus.

Cell wall

Sa labas, ang cell ay napapalibutan ng isang shell, ang batayan nito ay ang plasma membrane, o plasmalemma, na may tipikal na istraktura at may kapal na 7.5 nm.

Ang cell lamad ay gumaganap ng mahalaga at napaka-magkakaibang mga function: ito ay tumutukoy at nagpapanatili ng hugis ng cell; pinoprotektahan ang cell mula sa mga mekanikal na epekto ng pagtagos ng mga nakakapinsalang biological agent; nagsasagawa ng pagtanggap ng maraming mga signal ng molekular (halimbawa, mga hormone); nililimitahan ang mga panloob na nilalaman ng cell; kinokontrol ang metabolismo sa pagitan ng cell at ng kapaligiran, tinitiyak ang patuloy na komposisyon ng intracellular; nakikilahok sa pagbuo ng mga intercellular contact at iba't ibang uri ng mga tiyak na protrusions ng cytoplasm (microvilli, cilia, flagella).

Ang bahagi ng carbon sa lamad ng mga selula ng hayop ay tinatawag na glycocalyx.

Ang pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng cell at ng kapaligiran nito ay patuloy na nangyayari. Ang mga mekanismo ng transportasyon ng mga sangkap sa loob at labas ng cell ay nakasalalay sa laki ng mga transported particle. Ang mga maliliit na molekula at ion ay dinadala ng cell nang direkta sa buong lamad sa anyo ng aktibo at passive na transportasyon.

Depende sa uri at direksyon, ang endocytosis at exocytosis ay nakikilala.

Ang pagsipsip at pagpapalabas ng solid at malalaking particle ay tinatawag na phagocytosis at reverse phagocytosis, ayon sa pagkakabanggit, likido o dissolved particle - pinocytosis at reverse pinocytosis.

Cytoplasm

Ang cytoplasm ay ang panloob na nilalaman ng cell at binubuo ng hyaloplasm at iba't ibang mga intracellular na istruktura na matatagpuan dito.

Ang Hyaloplasm (matrix) ay isang may tubig na solusyon ng inorganic at organic na mga sangkap na maaaring magbago ng lagkit nito at patuloy na gumagalaw. Ang kakayahang gumalaw o dumaloy ng cytoplasm ay tinatawag na cyclosis.

Ang matrix ay isang aktibong daluyan kung saan maraming prosesong pisikal at kemikal ang nagaganap at pinag-iisa ang lahat ng elemento ng selula sa iisang sistema.

Ang mga cytoplasmic na istruktura ng cell ay kinakatawan ng mga inklusyon at organelles. Ang mga pagsasama ay medyo hindi permanente, na nangyayari sa ilang uri ng mga cell sa ilang sandali ng buhay, halimbawa, bilang isang supply ng nutrients (mga butil ng starch, protina, glycogen drop) o mga produkto na ilalabas mula sa cell. Ang mga organelle ay permanente at kailangang-kailangan na mga bahagi ng karamihan sa mga cell na may isang tiyak na istraktura at gumaganap ng isang mahalagang function.

Ang mga organelle ng lamad ng isang eukaryotic cell ay kinabibilangan ng endoplasmic reticulum, ang Golgi apparatus, mitochondria, lysosomes, at plastids.

Endoplasmic reticulum. Ang buong panloob na zone ng cytoplasm ay puno ng maraming maliliit na channel at cavity, ang mga dingding nito ay mga lamad na katulad ng istraktura sa lamad ng plasma. Ang mga channel na ito ay nagsasanga, kumonekta sa isa't isa at bumubuo ng isang network na tinatawag na endoplasmic reticulum.

Ang endoplasmic reticulum ay heterogenous sa istraktura nito. Dalawang uri nito ang kilala - butil-butil at makinis. Sa mga lamad ng mga channel at cavity ng butil-butil na network mayroong maraming maliliit na bilog na katawan - ribosome, na nagbibigay sa mga lamad ng isang magaspang na hitsura. Ang mga lamad ng makinis na endoplasmic reticulum ay hindi nagdadala ng mga ribosom sa kanilang ibabaw.

Ang endoplasmic reticulum ay gumaganap ng maraming iba't ibang mga pag-andar. Ang pangunahing pag-andar ng butil na endoplasmic reticulum ay ang pakikilahok sa synthesis ng protina, na isinasagawa sa mga ribosome.

Sa mga lamad ng makinis na endoplasmic reticulum, ang mga lipid at carbohydrates ay synthesized. Ang lahat ng mga produktong ito ng synthesis ay naipon sa mga channel at cavity, at pagkatapos ay dinadala sa iba't ibang mga organelle ng cell, kung saan sila ay natupok o naipon sa cytoplasm bilang mga pagsasama ng cell. Ang endoplasmic reticulum ay nag-uugnay sa mga pangunahing organelles ng cell.

golgi apparatus

Sa maraming mga selula ng hayop, tulad ng mga selula ng nerbiyos, ito ay nasa anyo ng isang kumplikadong network na matatagpuan sa paligid ng nucleus. Sa mga selula ng mga halaman at protozoa, ang Golgi apparatus ay kinakatawan ng mga indibidwal na hugis karit o hugis baras na katawan. Ang istraktura ng organoid na ito ay katulad sa mga selula ng mga organismo ng halaman at hayop, sa kabila ng pagkakaiba-iba ng hugis nito.

Ang komposisyon ng Golgi apparatus ay kinabibilangan ng: mga cavity na limitado ng mga lamad at matatagpuan sa mga grupo (5-10 bawat isa); malaki at maliliit na bula na matatagpuan sa mga dulo ng mga cavity. Ang lahat ng mga elementong ito ay bumubuo ng isang solong kumplikado.

Ang Golgi apparatus ay gumaganap ng maraming mahahalagang tungkulin. Sa pamamagitan ng mga channel ng endoplasmic reticulum, ang mga produkto ng sintetikong aktibidad ng cell - mga protina, karbohidrat at taba - ay dinadala dito. Ang lahat ng mga sangkap na ito ay unang naipon, at pagkatapos ay pumasok sa cytoplasm sa anyo ng malaki at maliit na mga bula at alinman ay ginagamit sa cell mismo sa panahon ng aktibidad ng buhay nito, o inalis mula dito at ginagamit sa katawan. Halimbawa, sa mga selula ng pancreas ng mga mammal, ang mga digestive enzymes ay synthesize, na naipon sa mga cavity ng organoid. Pagkatapos ay nabuo ang mga vesicle na puno ng mga enzyme. Ang mga ito ay pinalabas mula sa mga selula patungo sa pancreatic duct, mula sa kung saan sila dumadaloy sa lukab ng bituka. Ang isa pang mahalagang function ng organoid na ito ay ang mga taba at carbohydrates (polysaccharides) ay na-synthesize sa mga lamad nito, na ginagamit sa cell at bahagi ng mga lamad. Salamat sa aktibidad ng Golgi apparatus, nangyayari ang pag-renew at paglaki ng lamad ng plasma.

Mitokondria

Ang cytoplasm ng karamihan sa mga selula ng hayop at halaman ay naglalaman ng maliliit na katawan (0.2-7 microns) - mitochondria (Greek "mitos" - thread, "chondrion" - butil, butil).

Ang mitochondria ay malinaw na nakikita sa isang light mikroskopyo, kung saan makikita mo ang kanilang hugis, lokasyon, bilangin ang numero. Ang panloob na istraktura ng mitochondria ay pinag-aralan gamit ang isang electron microscope. Ang shell ng mitochondrion ay binubuo ng dalawang lamad - panlabas at panloob. Ang panlabas na lamad ay makinis, hindi ito bumubuo ng anumang mga fold at outgrowth. Ang panloob na lamad, sa kabaligtaran, ay bumubuo ng maraming mga fold na nakadirekta sa lukab ng mitochondria. Ang mga fold ng panloob na lamad ay tinatawag na cristae (lat. "crista" - suklay, paglaki). Ang bilang ng cristae ay hindi pareho sa mitochondria ng iba't ibang mga selula. Maaaring mayroong mula sa ilang sampu hanggang ilang daan, at lalo na maraming mga cristae sa mitochondria ng mga aktibong gumaganang selula, halimbawa, mga selula ng kalamnan.

Ang mitochondria ay tinatawag na "mga istasyon ng kuryente" ng mga cell" dahil ang kanilang pangunahing tungkulin ay ang synthesis ng adenosine triphosphate (ATP). Ang acid na ito ay synthesize sa mitochondria ng mga cell ng lahat ng mga organismo at ito ay isang unibersal na mapagkukunan ng enerhiya na kinakailangan para sa pagpapatupad ng mga mahahalagang proseso ng cell at ng buong organismo.

Ang bagong mitochondria ay nabuo sa pamamagitan ng paghahati ng umiiral nang mitochondria sa cell.

Mga lysosome

Sila ay maliliit na bilog na katawan. Ang bawat lysosome ay pinaghihiwalay mula sa cytoplasm ng isang lamad. Sa loob ng lysosome ay mga enzyme na nagsisira ng mga protina, taba, carbohydrates, nucleic acid.

Ang mga lysosome ay lumalapit sa butil ng pagkain na pumasok sa cytoplasm, sumanib dito, at nabuo ang isang digestive vacuole, sa loob nito ay mayroong isang particle ng pagkain na napapalibutan ng lysosome enzymes. Ang mga sangkap na nabuo bilang isang resulta ng panunaw ng isang particle ng pagkain ay pumapasok sa cytoplasm at ginagamit ng cell.

Ang pagkakaroon ng kakayahang aktibong matunaw ang mga sustansya, ang mga lysosome ay kasangkot sa pag-alis ng mga bahagi ng mga selula, buong selula at mga organo na namamatay sa proseso ng mahahalagang aktibidad. Ang pagbuo ng mga bagong lysosome ay nangyayari sa cell palagi. Ang mga enzyme na nakapaloob sa mga lysosome, tulad ng anumang iba pang mga protina, ay na-synthesize sa mga ribosome ng cytoplasm. Pagkatapos ang mga enzyme na ito ay pumasok sa pamamagitan ng mga channel ng endoplasmic reticulum sa Golgi apparatus, sa mga cavity kung saan nabuo ang mga lysosome. Sa form na ito, ang mga lysosome ay pumapasok sa cytoplasm.

mga plastid

Ang mga plastid ay matatagpuan sa cytoplasm ng lahat ng mga selula ng halaman. Walang mga plastid sa mga selula ng hayop. Mayroong tatlong pangunahing uri ng plastids: berde - chloroplasts; pula, orange at dilaw - chromoplasts; walang kulay - leukoplasts.

Ang ipinag-uutos para sa karamihan ng mga cell ay mga organel din na walang istraktura ng lamad. Kabilang dito ang mga ribosome, microfilament, microtubule, at cell center.

Mga ribosom. Ang mga ribosome ay matatagpuan sa mga selula ng lahat ng mga organismo. Ang mga ito ay mga mikroskopikong katawan ng bilugan na hugis na may diameter na 15-20 nm. Ang bawat ribosome ay binubuo ng dalawang particle na may iba't ibang laki, maliit at malaki.

Ang isang cell ay naglalaman ng maraming libu-libong ribosome, matatagpuan ang mga ito sa mga lamad ng butil na endoplasmic reticulum, o malayang nakahiga sa cytoplasm. Ang mga ribosom ay binubuo ng mga protina at RNA. Ang function ng ribosomes ay protina synthesis. Ang synthesis ng protina ay isang kumplikadong proseso na isinasagawa hindi ng isang ribosome, ngunit ng isang buong grupo, kabilang ang hanggang sa ilang dosenang pinagsamang ribosome. Ang pangkat na ito ng mga ribosom ay tinatawag na polysome. 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. Ang endoplasmic reticulum at ang mga ribosom na matatagpuan sa mga lamad nito ay isang solong kagamitan para sa biosynthesis at transportasyon ng mga protina.

Microtubule at microfilament

Filamentous structures, na binubuo ng iba't ibang contractile proteins at nagiging sanhi ng motor functions ng cell. Ang mga microtubule ay may anyo ng mga guwang na cylinder, ang mga dingding nito ay binubuo ng mga protina - tubulin. Ang mga microfilament ay napaka manipis, mahaba, filamentous na istruktura na binubuo ng actin at myosin.

Ang mga microtubule at microfilament ay tumagos sa buong cytoplasm ng cell, na bumubuo ng cytoskeleton nito, na nagiging sanhi ng cyclosis, intracellular na paggalaw ng mga organelles, paghihiwalay ng mga chromosome sa panahon ng dibisyon ng nuclear material, atbp.

Cell center (centrosome). Sa mga selula ng hayop, ang isang organoid ay matatagpuan malapit sa nucleus, na tinatawag na cell center. Ang pangunahing bahagi ng cell center ay binubuo ng dalawang maliliit na katawan - mga centriole na matatagpuan sa isang maliit na lugar ng ​densified cytoplasm. Ang bawat centriole ay may hugis ng isang silindro hanggang sa 1 µm ang haba. Ang mga centriole ay may mahalagang papel sa paghahati ng selula; sila ay kasangkot sa pagbuo ng fission spindle.

Sa proseso ng ebolusyon, ang iba't ibang mga cell ay umangkop sa pamumuhay sa iba't ibang mga kondisyon at gumaganap ng mga partikular na function. Nangangailangan ito ng pagkakaroon sa kanila ng mga espesyal na organoid, na tinatawag na dalubhasa, sa kaibahan sa mga pangkalahatang layunin na organelle na tinalakay sa itaas. Kabilang dito ang contractile vacuoles ng protozoa, myofibrils ng muscle fibers, neurofibrils at synaptic vesicles ng nerve cells, microvilli ng epithelial cells, cilia at flagella ng ilang protozoa.

Nucleus

Ang nucleus ay ang pinakamahalagang bahagi ng eukaryotic cells. Karamihan sa mga cell ay may isang solong nucleus, ngunit mayroon ding mga multinucleated na mga cell (sa isang bilang ng mga protozoa, sa mga skeletal na kalamnan ng mga vertebrates). Ang ilang mga highly specialized na mga cell ay nawawalan ng nuclei (mga mammalian erythrocytes, halimbawa).

Ang nucleus, bilang panuntunan, ay may isang spherical o hugis-itlog na hugis, mas madalas na maaari itong i-segment o fusiform. Ang nucleus ay binubuo ng nuclear membrane at karyoplasm na naglalaman ng chromatin (chromosome) at nucleoli.

Ang nuclear membrane ay nabuo sa pamamagitan ng dalawang lamad (panlabas at panloob) at naglalaman ng maraming pores kung saan ang iba't ibang mga sangkap ay ipinagpapalit sa pagitan ng nucleus at ng cytoplasm.

Ang Karyoplasm (nucleoplasm) ay isang mala-jelly na solusyon na naglalaman ng iba't ibang mga protina, nucleotides, ions, pati na rin ang mga chromosome at nucleolus.

Ang nucleolus ay isang maliit na bilugan na katawan, masidhing nabahiran at matatagpuan sa nuclei ng mga hindi naghahati na mga selula. Ang function ng nucleolus ay ang synthesis ng rRNA at ang kanilang koneksyon sa mga protina, i.e. pagpupulong ng ribosome subunits.

Chromatin - mga bukol, butil at filamentous na mga istraktura na partikular na nabahiran ng ilang mga tina, na nabuo ng mga molekula ng DNA kasama ng mga protina. Ang iba't ibang bahagi ng mga molekula ng DNA sa komposisyon ng chromatin ay may iba't ibang antas ng helicity, at samakatuwid ay naiiba sa intensity ng kulay at ang likas na katangian ng genetic na aktibidad. Ang Chromatin ay isang anyo ng pagkakaroon ng genetic na materyal sa mga hindi naghahati na mga selula at nagbibigay ng posibilidad na madoble at mapagtanto ang impormasyong nakapaloob dito. Sa proseso ng paghahati ng cell, nangyayari ang spiralization ng DNA at ang mga istruktura ng chromatin ay bumubuo ng mga chromosome.

Ang mga kromosom ay siksik, matinding paglamlam ng mga istruktura na mga yunit ng morphological na organisasyon ng genetic na materyal at tinitiyak ang tumpak na pamamahagi nito sa panahon ng cell division.

Ang bilang ng mga chromosome sa mga cell ng bawat biological species ay pare-pareho. Karaniwan sa nuclei ng mga selula ng katawan (somatic) ang mga chromosome ay ipinakita sa mga pares, sa mga cell ng mikrobyo ay hindi sila ipinares. Ang isang set ng chromosome sa mga cell ng mikrobyo ay tinatawag na haploid (n), ang isang set ng mga chromosome sa mga somatic cell ay tinatawag na diploid (2n). Ang mga chromosome ng iba't ibang organismo ay naiiba sa laki at hugis.

Ang isang diploid na hanay ng mga chromosome sa mga cell ng isang partikular na uri ng mga buhay na organismo, na nailalarawan sa bilang, laki at hugis ng mga chromosome, ay tinatawag na karyotype. Sa chromosome set ng mga somatic cells, ang magkapares na chromosome ay tinatawag na homologous, ang mga chromosome mula sa iba't ibang pares ay tinatawag na non-homologous. Ang mga homologous chromosome ay pareho sa laki, hugis, komposisyon (ang isa ay minana mula sa ina, ang isa ay mula sa paternal na organismo). Ang mga chromosome sa karyotype ay nahahati din sa mga autosome, o non-sex chromosome, na pareho sa lalaki at babae na indibidwal, at heterochromosome, o sex chromosome na kasangkot sa pagpapasiya ng kasarian at pagkakaiba-iba sa mga lalaki at babae. Ang karyotype ng tao ay kinakatawan ng 46 chromosome (23 pares): 44 autosome at 2 sex chromosomes (ang babae ay may dalawang magkaparehong X chromosome, ang lalaki ay may X at Y chromosomes).

Ang nucleus ay nag-iimbak at nagpapatupad ng genetic na impormasyon, kinokontrol ang proseso ng biosynthesis ng protina, at sa pamamagitan ng mga protina - lahat ng iba pang proseso ng buhay. Ang nucleus ay kasangkot sa pagtitiklop at pamamahagi ng namamana na impormasyon sa pagitan ng mga cell ng anak na babae, at, dahil dito, sa regulasyon ng cell division at pag-unlad ng katawan.

Ang Cytology ay ang agham ng cell. Ang agham ng cell ay tinatawag na cytology (Greek "cytos" - cell, "logos" - science). Ang paksa ng cytology ay ang mga selula ng mga multicellular na hayop at halaman, pati na rin ang mga unicellular na organismo, na kinabibilangan ng bacteria, protozoa at unicellular algae. Pinag-aaralan ng Cytology ang istraktura at kemikal na komposisyon ng mga selula, ang mga pag-andar ng mga istrukturang intracellular, ang mga pag-andar ng mga selula sa katawan ng mga hayop at halaman, ang pagpaparami at pag-unlad ng mga selula, at ang pagbagay ng mga selula sa mga kondisyon sa kapaligiran. Ang modernong cytology ay isang kumplikadong agham. Ito ay may pinakamalapit na ugnayan sa iba pang biyolohikal na agham, tulad ng botany, zoology, physiology, ang teorya ng ebolusyon ng organikong mundo, gayundin sa molecular biology, chemistry, physics, at matematika. Ang Cytology ay isa sa mga medyo batang biological science, ang edad nito ay halos 100 taon. Ang edad ng terminong "cell" ay higit sa 300 taong gulang. Sa kauna-unahang pagkakataon ang pangalang "cell" sa kalagitnaan ng siglo XVII. inilapat ni R. Hooke. Sinusuri ang isang manipis na seksyon ng cork na may isang mikroskopyo, nakita ni Hooke na ang cork ay binubuo ng mga cell - mga cell.

Cell- isang elementarya na yunit ng lahat ng nabubuhay na bagay, samakatuwid, mayroon itong mga katangian ng mga buhay na organismo: isang mataas na kaayusan, metabolismo, pagkamayamutin, paglaki, pag-unlad, pagpaparami, pagbabagong-buhay at iba pang mga katangian.

Sa labas, ang selula ay natatakpan ng isang lamad ng selula na naghihiwalay sa selula mula sa panlabas na kapaligiran. Ginagawa nito ang mga sumusunod na function: proteksiyon, delimiting, receptor (pang-unawa ng mga signal sa kapaligiran), transportasyon.

Ang cytoplasm ay bumubuo ng isang bilang ng mga tiyak na istruktura. Ito ay mga intercellular na koneksyon, microvilli, cilia, mga proseso ng cell. Ang mga intercellular na koneksyon (mga contact) ay nahahati sa simple at kumplikado. Sa isang simpleng koneksyon ng cytoplasm ng mga kalapit na selula, nabuo ang mga outgrowth na kumokonekta sa mga cell. Palaging may intercellular gap sa pagitan ng mga cytoplasms. Sa kumplikadong mga junction, ang mga cell ay konektado gamit ang mga hibla, at halos walang distansya sa pagitan ng mga cell. Ang Microvilli ay tulad-daliri na mga pag-usbong ng mga selula na walang mga organel. Ang Cilia at flagella ay gumaganap ng function ng paggalaw.

Ang mitochondria ay naglalaman ng mga sangkap na mayaman sa enerhiya, nakikilahok sa mga proseso ng cellular respiration at ang conversion ng enerhiya sa isang form na magagamit para sa paggamit ng cell. Ang bilang, laki at lokasyon ng mitochondria ay nakasalalay sa pag-andar ng cell, ang mga pangangailangan nito sa enerhiya. Ang mitochondria ay naglalaman ng kanilang sariling DNA. Mga 2% ng DNA ng isang cell ay matatagpuan sa mitochondria. Ang mga ribosom ay bumubuo ng mga cellular protein. Ang mga ribosom ay kasangkot sa synthesis ng protina at naroroon sa lahat ng mga selula ng tao, maliban sa mga mature na erythrocytes. Ang mga ribosome ay maaaring malayang matatagpuan sa cytoplasm. Sila ay synthesize ang protina na kinakailangan para sa buhay ng cell mismo. Ang synthesis ng protina ay nauugnay sa proseso mga transkripsyon- muling pagsusulat ng impormasyon na nakaimbak sa DNA.

Ang nucleus ay ang pinakamahalagang organelle ng cell: naglalaman ito ng isang espesyal na sangkap na chromatin, kung saan, bago ang paghahati ng cell, nabuo ang mga filamentous chromosome - mga carrier ng mga namamana na katangian at katangian ng tao. Ang Chromatin ay binubuo ng DNA at isang maliit na halaga ng RNA. Sa dividing nucleus, ang chromatin ay umiikot, bilang isang resulta kung saan ang mga chromosome ay nakikita. Ang nucleolus (isa o higit pa) ay isang siksik na bilugan na katawan, mas malaki ang sukat, mas matindi ang synthesis ng protina. Ang mga ribosom ay nabuo sa nucleolus.

Ang cell ng anumang organismo ay isang mahalagang sistema ng pamumuhay. Binubuo ito ng tatlong magkakaugnay na bahagi: lamad, cytoplasm at nucleus. Ang cell shell ay direktang nakikipag-ugnayan sa panlabas na kapaligiran at nakikipag-ugnayan sa mga kalapit na selula (sa mga multicellular na organismo).

Mga biophysical na proseso sa mga cell tiyakin ang pagpapatupad ng mga mekanismo ng regulasyon ng nerbiyos, ang regulasyon ng mga parameter ng physicochemical ng panloob na kapaligiran (osmotic pressure, pH), ang paglikha ng mga electric charge ng mga cell, ang paglitaw at pagkalat ng paggulo, ang paglabas ng mga lihim (mga hormone, enzymes at iba pang biologically active substances), ang pagpapatupad ng pagkilos ng mga pharmacological na paghahanda. Ang mga prosesong ito ay posible dahil sa paggana pamamaraang Transportasyon . Ang mga proseso ng metabolismo ng cell, kabilang ang bioenergy at marami pang iba, ay nauugnay din sa paglipat ng mga sangkap sa pamamagitan ng mga lamad. Ang pagkilos ng pharmacological ng halos anumang gamot ay dahil din sa pagtagos nito sa mga lamad ng cell, at ang pagiging epektibo ay higit sa lahat ay nakasalalay sa pagkamatagusin nito.

Mga Pag-andar ng Cell

Ang katawan ng tao ay may cellular na istraktura. Ang mga cell ay matatagpuan sa intercellular substance, na nagbibigay sa kanila ng mekanikal na lakas, nutrisyon at paghinga. Ang mga cell ay nag-iiba sa laki, hugis, at pag-andar. Ang pag-aaral ng istraktura at pag-andar ng mga cell ay nakikibahagi sa cytology (Greek "cytos" - cell).

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 puwang sa pagitan ng mga lamad ng mga kalapit na selula ay puno ng likidong intercellular substance. Ang pangunahing pag-andar ng lamad ay ang pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng cell at ng intercellular substance.

Ang cytoplasm ay isang malapot na semi-likidong substance. Ang cytoplasm ay naglalaman ng isang bilang ng mga maliliit na istruktura ng cell - mga organel na gumaganap ng iba't ibang mga function: ang endoplasmic reticulum, ribosomes, mitochondria, lysosomes, ang Golgi complex, ang cell center, ang nucleus.

Endoplasmic reticulum - isang sistema ng mga tubules at cavity na tumatagos sa buong cytoplasm. Ang pangunahing pag-andar ay ang pakikilahok sa synthesis, akumulasyon at paggalaw ng mga pangunahing organikong sangkap na ginawa ng cell, synthesis ng protina.

Ang mga ribosom ay mga siksik na katawan na naglalaman ng protina at ribonucleic acid (RNA). Sila ang lugar ng synthesis ng protina. Golgi complex Mga lukab na nalilimitahan ng mga lamad na may mga tubule na umaabot mula sa kanila at mga vesicle na matatagpuan sa kanilang mga dulo. Ang pangunahing pag-andar ay ang akumulasyon ng mga organikong sangkap, ang pagbuo ng mga lysosome.

Ang cell center ay nabuo ng dalawang katawan na kasangkot sa cell division. Ang mga katawan na ito ay matatagpuan malapit sa nucleus.

Ang nucleus ay ang pinakamahalagang istraktura ng cell. Ang lukab ng nucleus ay puno ng nuclear juice. Naglalaman ito ng nucleolus, nucleic acid, protina, taba, carbohydrates, chromosome. Ang mga chromosome ay naglalaman ng namamana na impormasyon. Ang mga cell ay may pare-parehong bilang ng mga chromosome. Ang mga selula ng katawan ng tao ay naglalaman ng 46 chromosome, at ang mga selula ng mikrobyo - 23.

Ang mga lysosome ay mga bilog na katawan na may isang kumplikadong mga enzyme sa loob. Ang kanilang pangunahing tungkulin ay upang matunaw ang mga particle ng pagkain at alisin ang mga patay na organelles.

Kasama sa komposisyon ng mga selula ang mga inorganikong at organikong compound.

Mga di-organikong sangkap - tubig at asin. Ang tubig ay bumubuo ng hanggang 80% ng cell mass. Tinutunaw nito ang mga sangkap na kasangkot sa mga reaksiyong kemikal: nagdadala ito ng mga sustansya, nag-aalis ng mga dumi at nakakapinsalang compound mula sa selula.

Ang mga mineral na asing-gamot - sodium chloride, potassium chloride, atbp., ay may mahalagang papel sa pamamahagi ng tubig sa pagitan ng mga cell at intercellular substance. Ang mga hiwalay na elemento ng kemikal: oxygen, hydrogen, nitrogen, sulfur, iron, magnesium, zinc, yodo, phosphorus ay kasangkot sa paglikha ng mga mahahalagang organikong compound.

Ang mga organikong compound ay bumubuo ng hanggang 20-30% ng masa ng bawat cell. Kabilang sa mga ito, ang mga protina, taba, carbohydrates at nucleic acid ang pinakamahalaga.

Ang mga protina ay ang pangunahing at pinaka-kumplikadong mga organikong sangkap na matatagpuan sa kalikasan. Ang molekula ng protina ay malaki at binubuo ng mga amino acid. Ang mga protina ay nagsisilbing mga bloke ng gusali ng cell. Ang mga ito ay kasangkot sa pagbuo ng mga lamad ng cell, nuclei, cytoplasm, organelles. Ang mga protina ng enzyme ay mga accelerator ng mga reaksiyong kemikal. Sa isang cell lamang mayroong hanggang 1000 iba't ibang mga protina. Binubuo ng carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, sulfur, phosphorus.

Ang mga carbohydrate ay binubuo ng carbon, hydrogen at oxygen. Kasama sa carbohydrates ang glucose, animal starch glycogen. Ang pagkabulok ng 1 g ay naglalabas ng 17.2 kJ ng enerhiya.

Ang mga taba ay binubuo ng parehong mga elemento ng kemikal tulad ng carbohydrates. Ang mga taba ay hindi matutunaw sa tubig. Ang mga ito ay bahagi ng mga lamad ng cell, nagsisilbing isang reserbang mapagkukunan ng enerhiya sa katawan. Kapag naghahati ng 1 g ng taba, 39.1 kJ ng enerhiya ang inilalabas.

Ang mga nucleic acid ay may dalawang uri - DNA at RNA.

Ang DNA ay matatagpuan sa nucleus, ay bahagi ng mga chromosome, tinutukoy ang komposisyon ng mga protina ng cell at ang paglipat ng mga namamana na katangian at katangian mula sa mga magulang hanggang sa mga supling. Ang mga pag-andar ng RNA ay nauugnay sa pagbuo ng mga protina na katangian ng cell na ito.

Ang pangunahing mahahalagang ari-arian ng cell ay metabolismo. Mula sa intercellular substance, ang mga nutrients at oxygen ay patuloy na pumapasok sa mga cell at ang mga produkto ng pagkabulok ay inilabas.

Ang mga sangkap na pumapasok sa cell ay kasangkot sa mga proseso ng biosynthesis.

Ang biosynthesis ay ang pagbuo ng mga protina, taba, carbohydrates at ang kanilang mga compound mula sa mas simpleng mga sangkap. Kasabay ng biosynthesis sa mga selula, nangyayari ang pagkasira ng mga organikong compound. Karamihan sa mga reaksyon ng agnas ay nagsasangkot ng oxygen at naglalabas ng enerhiya. Bilang resulta ng metabolismo, ang komposisyon ng mga selula ay patuloy na na-update: ang ilang mga sangkap ay nabuo, habang ang iba ay nawasak.

Ang ari-arian ng mga buhay na selula, mga tisyu, ang buong organismo upang tumugon sa panlabas o panloob na mga impluwensya - stimuli ay tinatawag na pagkamayamutin. Bilang tugon sa kemikal at pisikal na stimuli, ang mga partikular na pagbabago sa kanilang mahahalagang aktibidad ay nangyayari sa mga selula.

Ang mga cell ay may kakayahang paglaki at pagpaparami. Ang bawat isa sa mga nagresultang selula ng anak na babae ay lumalaki at umabot sa laki ng ina. Ginagawa ng mga bagong cell ang function ng mother cell. Ang haba ng buhay ng mga selula ay nag-iiba mula sa ilang oras hanggang sampu-sampung taon.

Ang isang buhay na cell ay may isang bilang ng mga mahahalagang katangian: metabolismo, pagkamayamutin, paglaki at pagpaparami, kadaliang kumilos, batay sa kung saan ang mga pag-andar ng buong organismo ay isinasagawa.

Kaluban ng mga selula.

Ang lamad ng cell ay may isang kumplikadong istraktura. Binubuo ito ng isang panlabas na layer at isang plasma membrane na matatagpuan sa ilalim. Ang mga selula ng hayop at halaman ay naiiba sa istraktura ng kanilang panlabas na layer. Sa mga halaman, gayundin sa bakterya, ang asul-berdeng algae at fungi, isang siksik na lamad, o pader ng cell, ay matatagpuan sa ibabaw ng mga selula. Sa karamihan ng mga halaman, ito ay binubuo ng hibla. Ang pader ng cell ay gumaganap ng isang napakahalagang papel: ito ay isang panlabas na frame, isang proteksiyon na shell, na nagbibigay ng turgor ng mga selula ng halaman: tubig, mga asing-gamot, mga molekula ng maraming mga organikong sangkap ay dumadaan sa dingding ng cell.

Ang panlabas na layer ng ibabaw ng mga selula ng hayop, hindi katulad ng mga cell wall ng mga halaman, ay napaka manipis at nababanat. Hindi ito nakikita sa ilalim ng isang light microscope at binubuo ng iba't ibang polysaccharides at protina. Ang ibabaw na layer ng mga selula ng hayop ay tinatawag na glycocalyx.

Pangunahing ginagampanan ng Glycocalyx ang pag-andar ng direktang koneksyon ng mga selula ng hayop sa panlabas na kapaligiran, kasama ang lahat ng mga sangkap na nakapalibot dito. Ang pagkakaroon ng hindi gaanong kapal (mas mababa sa 1 micron), ang panlabas na layer ng selula ng hayop ay hindi gumaganap ng isang sumusuportang papel, na katangian ng mga pader ng selula ng halaman. Ang pagbuo ng glycocalyx, pati na rin ang mga cell wall ng mga halaman, ay nangyayari dahil sa mahahalagang aktibidad ng mga cell mismo.

Plasma lamad.

Sa ilalim ng glycocalyx at ang cell wall ng mga halaman ay may isang plasma membrane (lat. "membrane" - balat, pelikula), na direktang hangganan sa cytoplasm. 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.

Ang lamad ng plasma ay naglalaman ng mga protina at lipid. Ang mga ito ay nakaayos sa isang maayos na paraan at konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng kemikal. Ayon sa mga modernong konsepto, ang mga molekula ng lipid sa lamad ng plasma ay nakaayos sa dalawang hanay at bumubuo ng isang tuluy-tuloy na layer. Ang mga molekula ng protina ay hindi bumubuo ng isang tuluy-tuloy na layer, sila ay matatagpuan sa lipid layer, na bumubulusok dito sa iba't ibang kalaliman.

Ang mga molekula ng protina at lipid ay mobile, na nagsisiguro sa dynamism ng plasma membrane.

Ang lamad ng plasma ay gumaganap ng maraming mahahalagang pag-andar kung saan naiinggit ang mahahalagang aktibidad ng mga selula. Ang isa sa mga pag-andar na ito ay ang bumubuo ng isang hadlang na naghihiwalay sa mga panloob na nilalaman ng cell mula sa panlabas na kapaligiran. Ngunit mayroong patuloy na pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng mga selula at panlabas na kapaligiran. Ang tubig, iba't ibang mga asing-gamot sa anyo ng mga indibidwal na ions, inorganic at organic na mga molekula ay pumapasok sa cell mula sa panlabas na kapaligiran. Pumasok sila sa cell sa pamamagitan ng napakanipis na mga channel ng plasma membrane. Ang mga produktong nabuo sa cell ay inilabas sa panlabas na kapaligiran. Ang transportasyon ng bagay ay isa sa mga pangunahing pag-andar ng lamad ng plasma. Ang mga produktong metaboliko, pati na rin ang mga sangkap na na-synthesize sa cell, ay inalis mula sa cell sa pamamagitan ng plasma membrane. Kabilang dito ang iba't ibang mga protina, carbohydrates, mga hormone na ginawa sa mga selula ng iba't ibang mga glandula at pinalabas sa extracellular na kapaligiran sa anyo ng mga maliliit na patak.

Ang mga cell na bumubuo ng iba't ibang mga tisyu (epithelial, kalamnan, atbp.) sa mga multicellular na hayop ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng isang plasma membrane. Sa junction ng dalawang cell, ang lamad ng bawat isa sa kanila ay maaaring bumuo ng mga fold o outgrowths, na nagbibigay sa mga koneksyon ng isang espesyal na lakas.

Ang koneksyon ng mga selula ng halaman ay ibinibigay sa pamamagitan ng pagbuo ng mga manipis na channel na puno ng cytoplasm at limitado ng lamad ng plasma. Ang mga sustansya, ions, carbohydrates at iba pang mga compound ay nagmumula sa isang cell patungo sa isa pa sa pamamagitan ng mga channel na dumadaan sa mga lamad ng cell.

Sa ibabaw ng maraming mga selula ng hayop, halimbawa, iba't ibang epithelia, mayroong napakaliit na manipis na mga paglabas ng cytoplasm na natatakpan ng isang lamad ng plasma - microvilli. Ang pinakamalaking bilang ng microvilli ay matatagpuan sa ibabaw ng mga selula ng bituka, kung saan nagaganap ang masinsinang panunaw at pagsipsip ng natutunaw na pagkain.

Phagocytosis.

Ang malalaking molekula ng mga organikong sangkap, tulad ng mga protina at polysaccharides, mga particle ng pagkain, bakterya ay pumapasok sa cell sa pamamagitan ng phagocyte (Griyego "phageo" - upang lumamon). Ang lamad ng plasma ay direktang kasangkot sa phagocyte. Sa lugar kung saan ang ibabaw ng cell ay nakikipag-ugnay sa isang particle ng ilang siksik na sangkap, ang lamad ay lumulubog, bumubuo ng isang depresyon at pumapalibot sa particle, na, sa isang "membrane package", lumubog sa cell. Ang isang digestive vacuole ay nabuo at ang mga organikong sangkap na nakapasok sa cell ay natutunaw dito.

Cytoplasm.

Tinatanggal mula sa panlabas na kapaligiran ng lamad ng plasma, ang cytoplasm ay ang panloob na semi-likidong kapaligiran ng mga selula. Ang cytoplasm ng mga eukaryotic cell ay naglalaman ng nucleus at iba't ibang organelles. Ang nucleus ay matatagpuan sa gitnang bahagi ng cytoplasm. Naglalaman din ito ng iba't ibang mga inklusyon - mga produkto ng aktibidad ng cellular, mga vacuole, pati na rin ang pinakamaliit na mga tubo at filament na bumubuo sa balangkas ng cell. Ang mga protina ay nangingibabaw sa komposisyon ng pangunahing sangkap ng cytoplasm. Ang mga pangunahing proseso ng metabolic ay nagaganap sa cytoplasm, pinagsasama nito ang nucleus at lahat ng mga organelles sa isang buo, tinitiyak ang kanilang pakikipag-ugnayan, ang aktibidad ng cell bilang isang solong integral na sistema ng pamumuhay.

Endoplasmic reticulum.

Ang buong panloob na zone ng cytoplasm ay puno ng maraming maliliit na channel at cavity, ang mga dingding nito ay mga lamad na katulad ng istraktura sa lamad ng plasma. Ang mga channel na ito ay nagsasanga, kumonekta sa isa't isa at bumubuo ng isang network na tinatawag na endoplasmic reticulum.

Ang endoplasmic reticulum ay heterogenous sa istraktura nito. Dalawang uri nito ang kilala - butil-butil at makinis. Sa mga lamad ng mga channel at cavity ng butil-butil na network mayroong maraming maliliit na bilog na katawan - ribosome, na nagbibigay sa mga lamad ng isang magaspang na hitsura. Ang mga lamad ng makinis na endoplasmic reticulum ay hindi nagdadala ng mga ribosom sa kanilang ibabaw.

Ang endoplasmic reticulum ay gumaganap ng maraming iba't ibang mga pag-andar. Ang pangunahing pag-andar ng butil na endoplasmic reticulum ay ang pakikilahok sa synthesis ng protina, na isinasagawa sa mga ribosome.

Sa mga lamad ng makinis na endoplasmic reticulum, ang mga lipid at carbohydrates ay synthesized. Ang lahat ng mga produktong ito ng synthesis ay naipon sa mga channel at cavity, at pagkatapos ay dinadala sa iba't ibang mga organelle ng cell, kung saan sila ay natupok o naipon sa cytoplasm bilang mga pagsasama ng cell. Ang endoplasmic reticulum ay nag-uugnay sa mga pangunahing organelles ng cell.

Mga ribosom.

Ang mga ribosome ay matatagpuan sa mga selula ng lahat ng mga organismo. Ang mga ito ay mga mikroskopikong katawan ng bilugan na hugis na may diameter na 15-20 nm. Ang bawat ribosome ay binubuo ng dalawang particle na may iba't ibang laki, maliit at malaki.

Ang isang cell ay naglalaman ng maraming libu-libong ribosome, matatagpuan ang mga ito sa mga lamad ng butil na endoplasmic reticulum, o malayang nakahiga sa cytoplasm. Ang mga ribosom ay binubuo ng mga protina at RNA. Ang function ng ribosomes ay protina synthesis. Ang synthesis ng protina ay isang kumplikadong proseso na isinasagawa hindi ng isang ribosome, ngunit ng isang buong grupo, kabilang ang hanggang sa ilang dosenang pinagsamang ribosome. Ang pangkat na ito ng mga ribosom ay tinatawag na polysome. Ang mga synthesized na protina ay unang naipon sa mga channel at cavity ng endoplasmic reticulum, at pagkatapos ay dinadala sa mga organelles at mga lugar ng cell kung saan sila natupok. Ang endoplasmic reticulum at ang mga ribosom na matatagpuan sa mga lamad nito ay isang solong kagamitan para sa biosynthesis at transportasyon ng mga protina.

Mitokondria.

Ang cytoplasm ng karamihan sa mga selula ng hayop at halaman ay naglalaman ng maliliit na katawan (0.2-7 microns) - mitochondria (Greek "mitos" - thread, "chondrion" - butil, butil).

Ang mitochondria ay malinaw na nakikita sa isang light mikroskopyo, kung saan makikita mo ang kanilang hugis, lokasyon, bilangin ang numero. Ang panloob na istraktura ng mitochondria ay pinag-aralan gamit ang isang electron microscope. Ang shell ng mitochondria ay binubuo ng dalawang lamad - panlabas at panloob. Ang panlabas na lamad ay makinis, hindi ito bumubuo ng anumang mga fold at outgrowth. Ang panloob na lamad, sa kabaligtaran, ay bumubuo ng maraming mga fold na nakadirekta sa lukab ng mitochondria. Ang mga fold ng panloob na lamad ay tinatawag na cristae (lat. "crista" - crest, outgrowth). Ang bilang ng cristae ay hindi pareho sa mitochondria ng iba't ibang mga cell. Maaaring mayroong mula sa ilang sampu hanggang ilang daan, at lalo na maraming mga cristae sa mitochondria ng mga aktibong gumaganang selula, halimbawa, mga selula ng kalamnan.

Ang mitochondria ay tinatawag na "mga istasyon ng kuryente" ng mga cell "dahil ang kanilang pangunahing tungkulin ay ang synthesis ng adenosine triphosphate (ATP). mga proseso ng cell at ng buong organismo.

Ang bagong mitochondria ay nabuo sa pamamagitan ng paghahati ng umiiral nang mitochondria sa cell.

Mga plastid.

Ang mga plastid ay matatagpuan sa cytoplasm ng lahat ng mga selula ng halaman. Walang mga plastid sa mga selula ng hayop. Mayroong tatlong pangunahing uri ng plastids: berde - chloroplasts; pula, orange at dilaw - chromoplasts; walang kulay - leukoplasts.

Chloroplast.

Ang mga organel na ito ay matatagpuan sa mga selula ng mga dahon at iba pang mga berdeng organo ng halaman, gayundin sa iba't ibang algae. Ang laki ng mga chloroplast ay 4-6 microns, kadalasan mayroon silang hugis-itlog na hugis. Sa mas matataas na halaman, ang isang cell ay karaniwang may ilang dosenang chloroplast. Ang berdeng kulay ng mga chloroplast ay nakasalalay sa nilalaman ng pigment chlorophyll sa kanila. Ang Chloroplast ay ang pangunahing organelle ng mga selula ng halaman kung saan nagaganap ang photosynthesis, ibig sabihin, ang pagbuo ng mga organikong sangkap (carbohydrates) mula sa mga inorganic na sangkap (CO2 at H2O) gamit ang enerhiya ng sikat ng araw.

Ang mga chloroplast ay structurally katulad ng mitochondria. Ang chloroplast ay tinatanggal mula sa cytoplasm ng dalawang lamad - panlabas at panloob. Ang panlabas na lamad ay makinis, walang mga fold at outgrowth, at ang panloob ay bumubuo ng maraming nakatiklop na outgrowth na nakadirekta sa loob ng chloroplast. Samakatuwid, ang isang malaking bilang ng mga lamad ay puro sa loob ng chloroplast, na bumubuo ng mga espesyal na istruktura - grana. Ang mga ito ay nakasalansan na parang salansan ng mga barya.

Ang mga molekula ng chlorophyll ay matatagpuan sa mga lamad ng gran, dahil dito nagaganap ang photosynthesis. Ang ATP ay na-synthesize din sa mga chloroplast. Sa pagitan ng mga panloob na lamad ng chloroplast ay naglalaman ng DNA, RNA. at ribosom. Dahil dito, sa mga chloroplast, pati na rin sa mitochondria, mayroong isang synthesis ng protina na kinakailangan para sa aktibidad ng mga organelles na ito. Ang mga chloroplast ay nagpaparami sa pamamagitan ng paghahati.

Ang mga Chromoplast ay matatagpuan sa cytoplasm ng mga cell ng iba't ibang bahagi ng mga halaman: sa mga bulaklak, prutas, tangkay, dahon. Ang pagkakaroon ng mga chromoplast ay nagpapaliwanag sa dilaw, orange at pulang kulay ng mga talutot ng mga bulaklak, prutas, dahon ng taglagas.

Mga leukoplast.

Ang mga ito ay matatagpuan sa cytoplasm ng mga selula ng hindi nabahiran na mga bahagi ng mga halaman, halimbawa, sa mga tangkay, ugat, tubers. Ang hugis ng mga leukoplast ay iba-iba.

Ang mga chloroplast, chromoplast at leukoplast ay may kakayahang magpalitan ng cell. Kaya, kapag ang mga prutas ay hinog o ang mga dahon ay nagbabago ng kulay sa taglagas, ang mga chloroplast ay nagiging mga chromoplast, at ang mga leukoplast ay maaaring maging mga chloroplast, halimbawa, kapag ang mga tubers ng patatas ay nagiging berde.

Golgi apparatus.

Sa maraming mga selula ng hayop, tulad ng mga selula ng nerbiyos, ito ay nasa anyo ng isang kumplikadong network na matatagpuan sa paligid ng nucleus. Sa mga selula ng mga halaman at protozoa, ang Golgi apparatus ay kinakatawan ng mga indibidwal na hugis karit o hugis baras na katawan. Ang istraktura ng organoid na ito ay katulad sa mga selula ng mga organismo ng halaman at hayop, sa kabila ng pagkakaiba-iba ng hugis nito.

Ang komposisyon ng Golgi apparatus ay kinabibilangan ng: mga cavity na limitado ng mga lamad at matatagpuan sa mga grupo (5-10 bawat isa); malaki at maliliit na bula na matatagpuan sa mga dulo ng mga cavity. Ang lahat ng mga elementong ito ay bumubuo ng isang solong kumplikado.

Ang Golgi apparatus ay gumaganap ng maraming mahahalagang tungkulin. Sa pamamagitan ng mga channel ng endoplasmic reticulum, ang mga produkto ng sintetikong aktibidad ng cell - mga protina, karbohidrat at taba - ay dinadala dito. Ang lahat ng mga sangkap na ito ay unang naipon, at pagkatapos ay pumasok sa cytoplasm sa anyo ng malaki at maliit na mga bula at alinman ay ginagamit sa cell mismo sa panahon ng aktibidad ng buhay nito, o inalis mula dito at ginagamit sa katawan. Halimbawa, sa mga selula ng pancreas ng mga mammal, ang mga digestive enzymes ay synthesize, na naipon sa mga cavity ng organoid. Pagkatapos ay nabuo ang mga vesicle na puno ng mga enzyme. Ang mga ito ay pinalabas mula sa mga selula patungo sa pancreatic duct, mula sa kung saan sila dumadaloy sa lukab ng bituka. Ang isa pang mahalagang function ng organoid na ito ay ang mga taba at carbohydrates (polysaccharides) ay na-synthesize sa mga lamad nito, na ginagamit sa cell at bahagi ng mga lamad. Salamat sa aktibidad ng Golgi apparatus, nangyayari ang pag-renew at paglaki ng lamad ng plasma.

Mga lysosome.

Sila ay maliliit na bilog na katawan. Ang bawat lysosome ay pinaghihiwalay mula sa cytoplasm ng isang lamad. Sa loob ng lysosome ay mga enzyme na nagsisira ng mga protina, taba, carbohydrates, nucleic acid.

Ang mga lysosome ay lumalapit sa butil ng pagkain na pumasok sa cytoplasm, sumanib dito, at nabuo ang isang digestive vacuole, sa loob nito ay mayroong isang particle ng pagkain na napapalibutan ng lysosome enzymes. Ang mga sangkap na nabuo bilang isang resulta ng panunaw ng isang particle ng pagkain ay pumapasok sa cytoplasm at ginagamit ng cell.

Ang pagkakaroon ng kakayahang aktibong matunaw ang mga sustansya, ang mga lysosome ay kasangkot sa pag-alis ng mga bahagi ng mga selula, buong selula at mga organo na namamatay sa proseso ng mahahalagang aktibidad. Ang pagbuo ng mga bagong lysosome ay nangyayari sa cell palagi. Ang mga enzyme na nakapaloob sa mga lysosome, tulad ng anumang iba pang mga protina, ay na-synthesize sa mga ribosome ng cytoplasm. Pagkatapos ang mga enzyme na ito ay pumasok sa pamamagitan ng mga channel ng endoplasmic reticulum sa Golgi apparatus, sa mga cavity kung saan nabuo ang mga lysosome. Sa form na ito, ang mga lysosome ay pumapasok sa cytoplasm.

Sentro ng cell.

Sa mga selula ng hayop, ang isang organoid ay matatagpuan malapit sa nucleus, na tinatawag na cell center. Ang pangunahing bahagi ng cell center ay binubuo ng dalawang maliliit na katawan - centrioles, na matatagpuan sa isang maliit na lugar ng densified cytoplasm. Ang bawat centriole ay may hugis ng isang silindro hanggang sa 1 µm ang haba. Ang mga centriole ay may mahalagang papel sa paghahati ng selula; sila ay kasangkot sa pagbuo ng fission spindle.

Mga pagsasama ng cell.

Kasama sa mga cellular inclusion ang carbohydrates, fats at proteins. Ang lahat ng mga sangkap na ito ay naipon sa cytoplasm ng cell sa anyo ng mga patak at butil ng iba't ibang laki at hugis. Ang mga ito ay pana-panahong na-synthesize sa cell at ginagamit sa metabolic process.

Nucleus.

Ang bawat cell ng unicellular at multicellular na hayop, pati na rin ang mga halaman, ay naglalaman ng nucleus. Ang hugis at sukat ng nucleus ay nakasalalay sa hugis at sukat ng mga selula. Karamihan sa mga cell ay may isang nucleus, at ang mga naturang cell ay tinatawag na mononuclear. Mayroon ding mga cell na may dalawa, tatlo, ilang sampu at kahit daan-daang nuclei. Ito ay mga multinucleated na selula.

Ang nuclear sap ay isang semi-liquid substance, na matatagpuan sa ilalim ng nuclear shell at kumakatawan sa panloob na kapaligiran ng kernel.

Cell- ang elementarya na yunit ng isang buhay na sistema. Ang iba't ibang mga istraktura ng isang buhay na cell, na responsable para sa pagganap ng isang partikular na function, ay tinatawag na mga organelles, tulad ng mga organo ng buong organismo. Ang mga partikular na function sa cell ay ipinamamahagi sa mga organelles, intracellular na istruktura na may isang tiyak na hugis, tulad ng cell nucleus, mitochondria, atbp.

Mga istruktura ng cell:

Cytoplasm. Ang ipinag-uutos na bahagi ng cell, na nakapaloob sa pagitan ng plasma membrane at ng nucleus. Cytosol ay isang malapot na may tubig na solusyon ng iba't ibang mga asing-gamot at mga organikong sangkap, na pinalamanan ng isang sistema ng mga filament ng protina - mga cytoskeleton. Karamihan sa mga kemikal at pisyolohikal na proseso ng cell ay nagaganap sa cytoplasm. Istraktura: Cytosol, cytoskeleton. Mga Pag-andar: kabilang ang iba't ibang organelles, ang panloob na kapaligiran ng cell
lamad ng plasma. Ang bawat cell ng mga hayop, halaman, ay limitado mula sa kapaligiran o iba pang mga cell ng plasma membrane. Ang kapal ng lamad na ito ay napakaliit (mga 10 nm) na ito ay makikita lamang gamit ang isang electron microscope.

Mga lipid bumubuo sila ng isang dobleng layer sa lamad, at ang mga protina ay tumagos sa buong kapal nito, ay inilulubog sa iba't ibang kalaliman sa layer ng lipid, o matatagpuan sa panlabas at panloob na mga ibabaw ng lamad. Ang istraktura ng mga lamad ng lahat ng iba pang mga organel ay katulad ng lamad ng plasma. Istraktura: isang dobleng layer ng lipid, protina, carbohydrates. Mga Pag-andar: paghihigpit, pagpapanatili ng hugis ng cell, proteksyon laban sa pinsala, regulator ng paggamit at pag-alis ng mga sangkap.

Mga lysosome. Ang mga lysosome ay mga may lamad na organel. Mayroon silang hugis-itlog na hugis at diameter na 0.5 microns. Naglalaman ang mga ito ng isang hanay ng mga enzyme na sumisira sa organikong bagay. Ang lamad ng mga lysosome ay napakalakas at pinipigilan ang pagtagos ng sarili nitong mga enzyme sa cytoplasm ng cell, ngunit kung ang lysosome ay nasira ng anumang panlabas na impluwensya, kung gayon ang buong cell o bahagi nito ay nawasak.
Ang mga lysosome ay matatagpuan sa lahat ng mga selula ng halaman, hayop at fungi.

Isinasagawa ang panunaw ng iba't ibang mga organikong particle, ang mga lysosome ay nagbibigay ng karagdagang "mga hilaw na materyales" para sa mga proseso ng kemikal at enerhiya sa cell. 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. Minsan tinutunaw ng mga lysosome ang buong mga selula at mga grupo ng mga selula, na gumaganap ng mahalagang papel sa mga proseso ng pag-unlad sa mga hayop. Ang isang halimbawa ay ang pagkawala ng buntot sa panahon ng pagbabago ng isang tadpole sa isang palaka. Istraktura: hugis-itlog na mga vesicle, lamad sa labas, mga enzyme sa loob. Mga Pag-andar: pagkasira ng mga organikong sangkap, pagkasira ng mga patay na organel, pagkasira ng mga ginugol na selula.

Golgi complex. Ang mga produkto ng biosynthesis na pumapasok sa lumens ng mga cavity at tubules ng endoplasmic reticulum ay puro at dinadala sa Golgi apparatus. Ang organelle na ito ay 5–10 µm ang laki.

Istruktura: mga cavity na napapalibutan ng mga lamad (vesicles). Mga Pag-andar: akumulasyon, packaging, paglabas ng mga organikong sangkap, pagbuo ng mga lysosome

Endoplasmic reticulum. Ang endoplasmic reticulum ay isang sistema para sa synthesis at transportasyon ng mga organikong sangkap sa cytoplasm ng isang cell, na isang openwork na istraktura ng mga konektadong cavity.
Ang isang malaking bilang ng mga ribosome ay nakakabit sa mga lamad ng endoplasmic reticulum - ang pinakamaliit na mga organelle ng cell na mukhang isang globo na may diameter na 20 nm. at binubuo ng RNA at protina. Ang mga ribosome ay kung saan nagaganap ang synthesis ng protina. Pagkatapos ang mga bagong synthesize na protina ay pumasok sa sistema ng mga cavity at tubules, kung saan sila ay gumagalaw sa loob ng cell. Mga cavity, tubules, tubules mula sa mga lamad, sa ibabaw ng ribosome membranes. Mga Pag-andar: synthesis ng mga organikong sangkap sa tulong ng mga ribosom, transportasyon ng mga sangkap.

Mga ribosom. Ang mga ribosome ay nakakabit sa mga lamad ng endoplasmic reticulum o malayang matatagpuan sa cytoplasm, sila ay nakaayos sa mga grupo, at ang mga protina ay na-synthesize sa kanila. Komposisyon ng protina, ribosomal RNA Functions: nagbibigay ng biosynthesis ng protina (pagpupulong ng isang molekula ng protina mula sa).
Mitokondria. Ang mitochondria ay mga organelle ng enerhiya. Ang hugis ng mitochondria ay naiiba, maaari silang maging ang natitira, hugis ng baras, filamentous na may average na diameter ng 1 micron. at 7 µm ang haba. Ang bilang ng mitochondria ay nakasalalay sa functional na aktibidad ng cell at maaaring umabot sa libu-libo sa mga lumilipad na kalamnan ng mga insekto. Ang Mitochondria ay panlabas na hangganan ng isang panlabas na lamad, sa ilalim nito ay isang panloob na lamad na bumubuo ng maraming mga outgrowth - cristae.

Sa loob ng mitochondria ay RNA, DNA at ribosomes. Ang mga partikular na enzyme ay itinayo sa mga lamad nito, sa tulong kung saan ang enerhiya ng mga sangkap ng pagkain ay na-convert sa enerhiya ng ATP sa mitochondria, na kinakailangan para sa buhay ng cell at ng organismo sa kabuuan.

Lamad, matrix, outgrowths - cristae. Mga Pag-andar: synthesis ng isang molekula ng ATP, synthesis ng sarili nitong mga protina, nucleic acid, carbohydrates, lipids, pagbuo ng sarili nitong mga ribosome.

mga plastid. Lamang sa cell ng halaman: leukoplasts, chloroplasts, chromoplasts. Mga Pag-andar: akumulasyon ng mga reserbang organikong sangkap, pang-akit ng mga pollinating na insekto, synthesis ng ATP at carbohydrates. Ang mga chloroplast ay hugis ng isang disc o isang bola na may diameter na 4-6 microns. Na may dobleng lamad - panlabas at panloob. Sa loob ng chloroplast mayroong mga ribosom ng DNA at mga espesyal na istruktura ng lamad - grana, na konektado sa bawat isa at sa panloob na lamad ng chloroplast. Ang bawat chloroplast ay naglalaman ng humigit-kumulang 50 butil, staggered para sa mas mahusay na liwanag na pagkuha. Ang chlorophyll ay matatagpuan sa mga gran membrane, salamat sa kung saan ang enerhiya ng sikat ng araw ay na-convert sa kemikal na enerhiya ng ATP. Ang enerhiya ng ATP ay ginagamit sa mga chloroplast para sa synthesis ng mga organikong compound, pangunahin ang carbohydrates.
Mga Chromoplast. Ang mga pula at dilaw na pigment na matatagpuan sa mga chromoplast ay nagbibigay sa iba't ibang bahagi ng halaman ng kanilang pula at dilaw na kulay. karot, prutas ng kamatis.

Ang mga leukoplast ay ang lugar ng akumulasyon ng isang reserbang nutrient - starch. Mayroong maraming mga leukoplast lalo na sa mga selula ng mga tubers ng patatas. Sa liwanag, ang mga leukoplast ay maaaring maging mga chloroplast (bilang resulta kung saan ang mga selula ng patatas ay nagiging berde). Sa taglagas, ang mga chloroplast ay nagiging chromoplast at ang mga berdeng dahon at prutas ay nagiging dilaw at pula.

Cell Center. Binubuo ito ng dalawang cylinders, centrioles, na matatagpuan patayo sa bawat isa. Mga Pag-andar: suporta para sa mga spindle thread

Ang mga pagsasama ng cellular ay maaaring lumitaw sa cytoplasm o mawala sa panahon ng buhay ng cell.

Ang mga siksik na inklusyon sa anyo ng mga butil ay naglalaman ng mga reserbang sustansya (starch, protina, asukal, taba) o mga produktong basura ng cell na hindi pa maalis. Ang lahat ng mga plastid ng mga selula ng halaman ay may kakayahang mag-synthesize at mag-ipon ng mga reserbang nutrients. Sa mga selula ng halaman, ang akumulasyon ng mga reserbang sustansya ay nangyayari sa mga vacuole.

Mga butil, butil, patak Mga Pag-andar: mga di-permanenteng pormasyon na nag-iimbak ng mga organikong bagay at enerhiya

Nucleus. Nuclear envelope ng dalawang lamad, nuclear juice, nucleolus. Mga Pag-andar: imbakan ng namamana na impormasyon sa cell at pagpaparami nito, RNA synthesis - impormasyon, transportasyon, ribosomal. Ang mga spores ay matatagpuan sa nuclear membrane, kung saan ang isang aktibong pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng nucleus at cytoplasm ay isinasagawa. Ang nucleus ay nag-iimbak ng namamana na impormasyon hindi lamang tungkol sa lahat ng mga tampok at katangian ng isang naibigay na cell, tungkol sa mga proseso na dapat magpatuloy dito (halimbawa, synthesis ng protina), kundi pati na rin tungkol sa mga katangian ng organismo sa kabuuan. Ang impormasyon ay naitala sa mga molekula ng DNA, na siyang pangunahing bahagi ng mga kromosom. Ang nucleus ay naglalaman ng isang nucleolus. Ang nucleus, dahil sa pagkakaroon nito ng mga chromosome na naglalaman ng namamana na impormasyon, ay gumaganap ng mga function ng isang sentro na kumokontrol sa lahat ng mahahalagang aktibidad at pag-unlad ng cell.

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 buhay 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. Kamakailan, naging 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 umaabot sa haba ng isang metro, at ang mga proseso ng mga selula ng nerbiyos ay umaabot 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, sa simula ng ika-18 siglo, alam ng mga siyentipiko na sa ilalim ng mataas na pagpapalaki ng mga halaman ay may cellular na istraktura, at nakita nila ang 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

pinalawak ang ideya ni Mirbel tungkol sa istruktura ng cellular 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 hanggang sa kasalukuyan, ang mikroskopya ay nanatiling isa sa pinakamahalagang pamamaraan para sa pag-aaral ng mga 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 limitado sa 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 makita ang 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 sa 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 imahe. 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 nagkakalat 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 panloob na mga 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. Eskematiko 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.

AT 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 panlabas o lamang sa panloob na ibabaw ng lamad, o bahagyang nalulubog 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.

AT Sa kumbinasyon ng aktibong transportasyon ng mga ion sa cell, ang iba't ibang mga asukal, nucleotides, at mga 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 "lulon". Sa ilalim ng impluwensya ng ilang mga protina, kung sila ay naroroon sa likido na nakapalibot sa cell, ang isang invagination ay nangyayari sa cell lamad, 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 na dumadaan sa isa't isa (mga tubo at mga tangke),

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 tubule 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 mula sa anumang panlabas na impluwensya, pagkatapos ay ang buong cell o bahagi nito ay nawasak.

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 matunaw ang mga sustansya, ang mga lysosome ay kasangkot sa pag-alis ng mga bahagi ng mga selula, buong selula at mga organo na namamatay sa proseso ng mahahalagang aktibidad. Halimbawa, ang pagkawala ng buntot ng isang palaka tadpole ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng lysosome enzymes. Sa kasong ito, ito ay normal at kapaki-pakinabang para sa katawan, ngunit kung minsan ang naturang 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 ng cell. 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

nagbabago 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 paghahatid ng mga nerve impulses, 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.

Cell ay ang pinakamaliit at pangunahing yunit ng istruktura ng mga buhay na organismo, na may kakayahang mag-renew ng sarili, self-regulation at self-reproduction.

Mga karaniwang laki ng cell: bacterial cell - mula 0.1 hanggang 15 microns, mga cell ng iba pang mga organismo - mula 1 hanggang 100 microns, kung minsan ay umaabot sa 1-10 mm; mga itlog ng malalaking ibon - hanggang sa 10-20 cm, mga proseso ng mga cell ng nerve - hanggang sa 1 m.

hugis ng cell napaka-magkakaibang: may mga spherical cell (cocci), kadena (streptococci), pinahaba (mga pamalo o bacilli), hubog (vibrios), baluktot (spirilla), multifaceted, may motor flagella, atbp.

Mga uri ng cell: prokaryotic(non-nuclear) at eukaryotic (pagkakaroon ng pormal na nucleus).

eukaryotic ang mga cell ay higit na nahahati sa mga cell hayop, halaman at fungi.

Structural na organisasyon ng eukaryotic cell

Protoplast ay ang lahat ng buhay na nilalaman ng cell. Ang protoplast ng lahat ng eukaryotic cells ay binubuo ng cytoplasm (kasama ang lahat ng organelles) at ang nucleus.

Cytoplasm- ito ang panloob na nilalaman ng cell, maliban sa nucleus, na binubuo ng hyaloplasm, organelles na nahuhulog dito at (sa ilang mga uri ng mga cell) intracellular inclusions (reserve nutrients at / o end products of metabolism).

Hyaloplasm- ang pangunahing plasma, ang matrix ng cytoplasm, ang pangunahing sangkap, na kung saan ay ang panloob na kapaligiran ng cell at isang malapot na walang kulay na koloidal na solusyon (nilalaman ng tubig hanggang sa 85%) ng iba't ibang mga sangkap: protina (10%), asukal, organic at inorganic acids, amino acids, polysaccharides, RNA, lipids, mineral salts, atbp.

■ Ang Hyaloplasm ay isang daluyan para sa intracellular exchange reactions at isang link sa pagitan ng mga cell organelles; ito ay may kakayahang baligtarin ang mga transition mula sa sol hanggang gel, ang komposisyon nito ay tumutukoy sa buffer at osmotic na mga katangian ng cell. Ang cytoplasm ay naglalaman ng isang cytoskeleton na binubuo ng mga microtubule at mga filament ng protina na may kakayahang kumontra.

■ Tinutukoy ng cytoskeleton ang hugis ng cell at kasangkot sa intracellular na paggalaw ng mga organelles at indibidwal na mga sangkap. Ang nucleus ay ang pinakamalaking organelle ng isang eukaryotic cell, na naglalaman ng mga chromosome na nag-iimbak ng lahat ng namamana na impormasyon (tingnan sa ibaba para sa higit pang mga detalye).

Mga istrukturang bahagi ng isang eukaryotic cell:

■ plasmalemma (plasma membrane),
■ cell wall (lamang sa mga halaman at fungal cells),
■ biological (elementarya) lamad,
■ core,
■ endoplasmic reticulum (endoplasmic reticulum),
■ mitochondria,
■ Golgi complex,
■ mga chloroplast (sa mga selula lamang ng halaman),
■ lysosomes, s
■ ribosom,
■ cell center,
■ mga vacuoles (lamang sa mga cell ng halaman at fungal),
■ microtubule,
■ cilia, flagella.

Ang mga istrukturang diagram ng mga selula ng hayop at halaman ay ibinigay sa ibaba:

Biological (elementarya) lamad ay mga aktibong molecular complex na naghihiwalay sa mga intracellular organelle at cell. Ang lahat ng mga lamad ay may katulad na istraktura.

Istraktura at komposisyon ng mga lamad: kapal 6-10 nm; pangunahing binubuo ng mga protina at phospholipid.

■Phospholipids bumuo ng isang double (bimolecular) layer, kung saan ang kanilang mga molekula ay nakabukas na ang kanilang hydrophilic (nalulusaw sa tubig) ay nagtatapos palabas, at hydrophobic (water-insoluble) ay nagtatapos - sa loob ng lamad.

■ mga molekula ng protina matatagpuan sa magkabilang ibabaw ng lipid bilayer mga peripheral na protina), tumagos sa parehong mga layer ng lipid molecules ( integral protina, karamihan sa mga ito ay mga enzyme) o isa lamang sa kanilang mga layer (semi-integral na protina).

Mga katangian ng lamad: kaplastikan, kawalaan ng simetrya(ang komposisyon ng panlabas at panloob na mga layer ng parehong mga lipid at protina ay naiiba), polarity (ang panlabas na layer ay positibong sisingilin, ang panloob ay negatibo), ang kakayahang isara ang sarili, pumipili ng pagkamatagusin (sa kasong ito, ang mga hydrophobic na sangkap ay pumasa. sa pamamagitan ng dobleng layer ng lipid, at ang mga hydrophilic na sangkap ay dumadaan sa mga pores sa mga integral na protina).

Mga function ng lamad: hadlang (naghihiwalay sa mga nilalaman ng organoid o cell mula sa kapaligiran), istruktura (nagbibigay ng isang tiyak na hugis, sukat at katatagan ng organoid o cell), transportasyon (nagbibigay ng transportasyon ng mga sangkap papasok at palabas ng organoid o cell), catalytic (nagbibigay ng mga prosesong biochemical malapit sa lamad), regulatory (nakikilahok sa regulasyon ng metabolismo at enerhiya sa pagitan ng organoid o cell at panlabas na kapaligiran), nakikilahok sa conversion ng enerhiya at pagpapanatili ng potensyal na elektrikal ng transmembrane.

Plasma membrane (plasmalemma)

lamad ng plasma, o plasmalemma, ay isang biological membrane o isang complex ng biological membranes na mahigpit na magkatabi, na sumasakop sa cell mula sa labas.

Ang istraktura, mga katangian at pag-andar ng plasmalemma ay karaniwang pareho sa mga elementarya na biological membrane.

❖ Mga tampok ng gusali:

■ ang panlabas na ibabaw ng plasmalemma ay naglalaman ng glycocalyx - isang polysaccharide layer ng glycolipoid at glycoprotein molecules na nagsisilbing mga receptor para sa "pagkilala" ng ilang mga kemikal; sa mga selula ng hayop, maaari itong matakpan ng uhog o chitin, at sa mga selula ng halaman, na may mga sangkap na selulusa o pectin;

■ Ang Plasmalemma ay kadalasang bumubuo ng mga outgrowth, invaginations, folds, microvilli, atbp., na nagpapataas sa ibabaw ng cell.

■ Mga karagdagang function: receptor (nakikilahok sa "pagkilala" ng mga sangkap at sa pang-unawa ng mga signal mula sa kapaligiran at ang kanilang paghahatid sa cell), na nagbibigay ng komunikasyon sa pagitan ng mga cell sa mga tisyu ng isang multicellular na organismo, nakikilahok sa pagtatayo ng mga espesyal na istruktura ng cell (flagella, cilia, atbp.).

Cell wall (shell)

pader ng cell- Ito ay isang matibay na istraktura na matatagpuan sa labas ng plasmalemma at kumakatawan sa panlabas na takip ng cell. Ito ay naroroon sa mga prokaryotic na selula at mga selula ng fungi at halaman.

❖Komposisyon ng pader ng cell: selulusa sa mga selula ng halaman at chitin sa mga selulang fungal (mga sangkap sa istruktura), mga protina, mga pectins (na kasangkot sa pagbuo ng mga plato na nagpapatibay sa mga dingding ng dalawang katabing mga selula), lignin (na nagpapatibay sa mga hibla ng selulusa sa isang napakalakas na frame), suberin (ay idineposito sa shell mula sa loob at ginagawa itong halos hindi natatagusan ng tubig at mga solusyon), atbp. Ang panlabas na ibabaw ng cell wall ng epidermal cells ng mga halaman ay naglalaman ng malaking halaga ng calcium carbonate at silica (mineralization) at natatakpan ng mga hydrophobic substance, waxes at cuticles (isang layer ng cutin substance na natagos ng cellulose at pectins).

❖ Mga function ng cell wall: nagsisilbing panlabas na frame, sumusuporta sa turgor ng cell, nagsasagawa ng mga proteksiyon at transport function.

mga organel ng cell

Organelles (o organelles)- Ito ay mga permanenteng mataas na dalubhasang intracellular na istruktura na may isang tiyak na istraktura at gumaganap ng kaukulang mga function.

❖ Sa pamamagitan ng appointment Ang mga organel ay nahahati sa:
■ general purpose organelles (mitochondria, Golgi complex, endoplasmic reticulum, ribosomes, centrioles, lysosomes, plastids) at
■ mga organelle na may espesyal na layunin (myofibrils, flagella, cilia, vacuoles).
❖ Sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang lamad Ang mga organel ay nahahati sa:
■ dalawang lamad (mitochondria, plastids, cell nucleus),
■ single-membrane (endoplasmic reticulum, Golgi complex, lysosomes, vacuoles) at
■ hindi lamad (ribosome, cell center).
Ang panloob na nilalaman ng mga organelle ng lamad ay palaging naiiba mula sa hyaloplasma na nakapalibot sa kanila.

Mitokondria- dalawang-membrane organelles ng mga eukaryotic cells na nagsasagawa ng oksihenasyon ng mga organikong sangkap sa mga huling produkto na may paglabas ng enerhiya na nakaimbak sa mga molekula ng ATP.

■ Istruktura: hugis baras, spherical at filamentous form, kapal 0.5-1 microns, haba 2-7 microns; dalawang-lamad, ang panlabas na lamad ay makinis at may mataas na pagkamatagusin, ang panloob na lamad ay bumubuo ng mga fold - cristae, kung saan mayroong mga spherical na katawan - ATP-somes. Sa espasyo sa pagitan ng mga lamad ay nag-iipon ng mga hydrogen ions 11 na kasangkot sa paghinga ng oxygen.

■ Panloob na nilalaman (matrix): ribosomes, circular DNA, RNA, amino acids, proteins, Krebs cycle enzymes, tissue respiration enzymes (na matatagpuan sa cristae).

■ Mga function: oksihenasyon ng mga sangkap sa CO 2 at H 2 O; synthesis ng ATP at mga tiyak na protina; ang pagbuo ng bagong mitochondria bilang resulta ng fission sa dalawa.

mga plastid(magagamit lamang sa mga selula ng halaman at mga autotrophic protist).

■ Mga uri ng plastid: mga chloroplast (berde) mga leucoplast (walang kulay na bilog na hugis), mga chromoplast (dilaw o kahel); Ang mga plastid ay maaaring magbago mula sa isang species patungo sa isa pa.

■Ang istraktura ng mga chloroplast: ang mga ito ay dalawang-lamad, may isang bilugan o hugis-itlog na hugis, haba 4-12 microns, kapal 1-4 microns. Ang panlabas na lamad ay makinis, ang panloob ay mayroon thylakoids - mga fold na bumubuo ng mga saradong disc-shaped protrusions, kung saan mayroong stroma (tingnan sa ibaba). Sa mas matataas na halaman, ang mga thylakoid ay nakasalansan (tulad ng isang hanay ng mga barya) butil na konektado sa isa't isa lamellae (iisang lamad).

■ Komposisyon ng mga chloroplast: sa mga lamad ng thylakoids at gran - butil ng chlorophyll at iba pang mga pigment; mga panloob na nilalaman (stroma): mga protina, lipid, ribosom, pabilog na DNA, RNA, mga enzyme na kasangkot sa pag-aayos ng CO 2, mga ekstrang sangkap.

■Mga function ng plastids: photosynthesis (mga chloroplast na nakapaloob sa mga berdeng organo ng mga halaman), ang synthesis ng mga tiyak na protina at ang akumulasyon ng mga reserbang nutrients: starch, protina, taba (leucoplasts), na nagbibigay ng kulay sa mga tisyu ng halaman upang maakit ang mga pollinator ng insekto at namamahagi ng mga prutas at buto. (mga chromoplast).

Endoplasmic reticulum (EPS), o endoplasmic reticulum na matatagpuan sa lahat ng eukaryotic cells.

■Istruktura: ay isang sistema ng magkakaugnay na tubule, tubules, cisterns at cavities ng iba't ibang hugis at sukat, ang mga dingding nito ay nabuo ng elementarya (solong) biological membrane. Mayroong dalawang uri ng EPS: butil-butil (o magaspang), na naglalaman ng mga ribosom sa ibabaw ng mga channel at cavity, at agranular (o makinis), na hindi naglalaman ng mga ribosom.

■Mga function: paghahati ng cytoplasm ng cell sa mga compartment na pumipigil sa paghahalo ng mga proseso ng kemikal na nagaganap sa kanila; ang magaspang na ER ay nag-iipon, naghihiwalay para sa pagkahinog at transportasyon, mga protina na na-synthesize ng mga ribosom sa ibabaw nito, nag-synthesize ng mga lamad ng cell; makinis na EPS synthesize at transports lipids, kumplikadong carbohydrates at steroid hormones, nag-aalis ng mga nakakalason na sangkap mula sa cell.

Golgi complex (o apparatus) - isang lamad na organelle ng isang eukaryotic cell, na matatagpuan malapit sa cell nucleus, na isang sistema ng mga tanke at vesicle at kasangkot sa akumulasyon, imbakan at transportasyon ng mga sangkap, ang pagbuo ng cell lamad at ang pagbuo ng mga lysosome.

■Istruktura: Ang complex ay isang dictyosome, isang stack ng membrane-limited flat disc-shaped sacs (cistern), kung saan umusbong ang mga vesicle, at isang sistema ng membranous tubules na nagkokonekta sa complex na may mga channel at cavity ng makinis na ER.

■Mga function: ang pagbuo ng mga lysosome, vacuoles, plasmalemma at ang cell wall ng isang cell ng halaman (pagkatapos ng paghahati nito), ang pagtatago ng isang bilang ng mga kumplikadong organikong sangkap (pectic substance, cellulose, atbp. sa mga halaman; glycoproteins, glycolipids, collagen, milk proteins , apdo, isang bilang ng mga hormone, atbp. sa mga hayop); akumulasyon at pag-aalis ng tubig ng mga lipid na dinadala sa kahabaan ng ER (mula sa makinis na ER), pagpipino at akumulasyon ng mga protina (mula sa butil na ER at libreng ribosom ng cytoplasm) at carbohydrates, at ang pag-alis ng mga sangkap mula sa cell.

Ang mga mature na cisternae ng dictyosome ay nagtatanggal ng mga vesicle (Golgi vacuoles), na puno ng isang lihim, na kung saan ay maaaring gamitin ng cell mismo o kinuha mula dito.

❖ Mga lysosome- mga organel ng cell na tinitiyak ang pagkasira ng mga kumplikadong molekula ng mga organikong sangkap; ay nabuo mula sa mga vesicle na hiwalay sa Golgi complex o makinis na ER at naroroon sa lahat ng mga eukaryotic na selula.

■ Istraktura at komposisyon: ang mga lysosome ay maliit na single-membrane na bilugan na mga vesicle na may diameter na 0.2-2 microns; puno ng hydrolytic (digestive) enzymes (~40) na may kakayahang magbuwag ng mga protina (sa amino acids), lipids (sa glycerol at mas mataas na carboxylic acids), polysaccharides (sa monosaccharides) at nucleic acids (sa nucleotides).

Pinagsasama sa mga endocytic vesicle, ang mga lysosome ay bumubuo ng isang digestive vacuole (o pangalawang lysosome), kung saan ang mga kumplikadong organikong sangkap ay pinaghiwa-hiwalay; ang mga nagresultang monomer ay pumapasok sa cytoplasm ng cell sa pamamagitan ng lamad ng pangalawang lysosome, habang ang mga undigested (non-hydrolysable) na mga sangkap ay nananatili sa pangalawang lysosome at pagkatapos, bilang isang panuntunan, ay pinalabas sa labas ng cell.

■ Mga Pag-andar: heterophagy- paghahati ng mga dayuhang sangkap na pumasok sa cell sa pamamagitan ng endocytosis, autophagy - ang pagkasira ng mga istruktura na hindi kailangan sa cell; autolysis - pagsira sa sarili ng cell, na nangyayari bilang isang resulta ng paglabas ng mga nilalaman ng lysosomes sa panahon ng pagkamatay ng cell o muling pagsilang.

❖ Mga vacuole- malalaking vesicle o cavity sa cytoplasm, na nabuo sa mga cell ng halaman, fungi at marami mga protista at limitado sa pamamagitan ng isang elementarya lamad - ang tonoplast.

■ Mga vacuole mga protista nahahati sa digestive at contractile (pagkakaroon ng mga bundle ng elastic fibers sa mga lamad at nagsisilbi para sa osmotic regulation ng balanse ng tubig ng cell).

■Mga vacuole mga selula ng halaman puno ng cell sap - isang may tubig na solusyon ng iba't ibang mga organic at inorganic na sangkap. Maaari rin silang maglaman ng mga lason at tannin at mga produkto ng pagtatapos ng aktibidad ng cell vital.

■ Ang mga vacuole ng mga selula ng halaman ay maaaring sumanib sa isang sentral na vacuole, na sumasakop ng hanggang 70-90% ng dami ng cell at maaaring mapasok ng mga hibla ng cytoplasm.

Mga function: akumulasyon at paghihiwalay ng mga reserbang sangkap at mga sangkap na inilaan para sa pag-aalis; pagpapanatili ng presyon ng turgor; tinitiyak ang paglaki ng cell dahil sa pag-uunat; regulasyon ng balanse ng tubig ng cell.

♦Ribosome- mga organelle ng cell na naroroon sa lahat ng mga cell (sa dami ng ilang sampu-sampung libo), na matatagpuan sa mga lamad ng butil na EPS, sa mitochondria, chloroplasts, cytoplasm at panlabas na nuclear membrane at nagsasagawa ng biosynthesis ng protina; Ang mga ribosome subunit ay nabuo sa nucleolus.

■ Istraktura at komposisyon: ribosomes - ang pinakamaliit (15-35 nm) non-membrane granules ng isang bilog at hugis ng kabute; may dalawang aktibong sentro (aminoacyl at peptidyl); binubuo ng dalawang hindi pantay na mga subunit - isang malaki (sa anyo ng isang hemisphere na may tatlong protrusions at isang channel), na naglalaman ng tatlong molekula ng RNA at isang protina, at isang maliit (na naglalaman ng isang molekula ng RNA at isang protina); ang mga subunit ay pinag-uugnay ng Mg+ ion.

■ Function: synthesis ng mga protina mula sa mga amino acid.

❖ Cell Center- isang organelle ng karamihan sa mga selula ng hayop, ilang fungi, algae, mosses at ferns, na matatagpuan (sa interphase) sa gitna ng cell malapit sa nucleus at nagsisilbing assembly initiation center microtubule .

■ Istruktura: Ang cell center ay binubuo ng dalawang centrioles at isang centrosphere. Ang bawat centriole (Larawan 1.12) ay may anyo ng isang silindro na 0.3-0.5 µm ang haba at 0.15 µm ang lapad, ang mga dingding nito ay nabuo ng siyam na triplets ng microtubule, at ang gitna ay puno ng isang homogenous substance. Ang mga centriole ay matatagpuan patayo sa isa't isa at napapalibutan ng isang siksik na layer ng cytoplasm na may radially divergent microtubule na bumubuo ng isang radiant centrosphere. Sa panahon ng paghahati ng cell, ang mga centriole ay naghihiwalay patungo sa mga pole.

■ Pangunahing tungkulin: pagbuo ng mga cell division pole at achromatic filament ng division spindle (o mitotic spindle), na nagsisiguro ng pantay na distribusyon ng genetic material sa pagitan ng mga daughter cell; sa interphase ay nagdidirekta sa paggalaw ng mga organelles sa cytoplasm.

Mga cell ng cytoscylst ay isang sistema microfilaments at microtubule , tumatagos sa cytoplasm ng cell, na nauugnay sa panlabas na cytoplasmic membrane at nuclear membrane at pinapanatili ang hugis ng cell.

■microflame- manipis, may kakayahang pagkontrata ng mga thread na may kapal na 5-10 nm at binubuo ng mga protina ( actin, myosin at iba pa.). Ang mga ito ay matatagpuan sa cytoplasm ng lahat ng mga cell at pseudopods ng mga motile cell.

Mga function: Ang microflames ay nagbibigay ng aktibidad ng motor ng hyaloplasm, direktang kasangkot sa pagbabago ng hugis ng cell sa panahon ng pagkalat at amoeboid na paggalaw ng mga protist cell, at kasangkot sa pagbuo ng constriction sa panahon ng paghahati ng mga selula ng hayop; isa sa mga pangunahing elemento ng cytoskeleton ng cell.

■ microtubule- manipis na guwang na mga cylinder (25 nm ang lapad), na binubuo ng mga molekula ng protina ng tubulin, na nakaayos sa spiral o tuwid na mga hilera sa cytoplasm ng mga eukaryotic cell.

Mga function: Ang mga microtubule ay bumubuo ng mga hibla ng spindle, ay bahagi ng centrioles, cilia, flagella, lumahok sa intracellular transport; isa sa mga pangunahing elemento ng cytoskeleton ng cell.

Mga organel ng paggalaw — flagella at cilia , ay naroroon sa maraming mga selula, ngunit mas karaniwan sa mga unicellular na organismo.

■ Cilia- maraming cytoplasmic short (5-20 microns ang haba) outgrowths sa ibabaw ng plasmalemma. Ang mga ito ay naroroon sa ibabaw ng iba't ibang uri ng hayop at ilang mga selula ng halaman.

■ Flagella- solong cytoplasmic outgrowth sa ibabaw ng cell ng maraming protista, zoospores at spermatozoa; ~10 beses na mas mahaba kaysa sa cilia; maglingkod para sa transportasyon.

■ Istruktura: cilia at flagella (Larawan 1.14) ay binubuo ng mga ito microtubule nakaayos sa isang 9 × 2 + 2 system (siyam na double microtubule - doublets ay bumubuo ng isang pader, dalawang solong microtubule ay matatagpuan sa gitna). Ang mga doublet ay maaaring mag-slide nang may kaugnayan sa bawat isa, na humahantong sa baluktot ng cilium o flagellum. Sa base ng flagella at cilia ay may mga basal na katawan, na magkapareho sa istraktura sa mga centrioles.

■ Mga Pag-andar: tinitiyak ng cilia at flagella ang paggalaw ng mga selula mismo o ang likidong nakapalibot sa kanila at mga particle na nasuspinde dito.

Mga pagsasama

Mga pagsasama- hindi permanenteng (pansamantalang umiiral) na mga bahagi ng cytoplasm ng cell, ang nilalaman nito ay nag-iiba depende sa functional na estado ng cell. Mayroong trophic, secretory at excretory inclusions.

■ Mga trophic inclusions- ito ay mga reserbang nutrient (taba, almirol at mga butil ng protina, glycogen).

■ Mga pagsasama ng lihim- Ito ang mga basurang produkto ng mga glandula ng panloob at panlabas na pagtatago (mga hormone, enzymes).

■ excretory inclusions ay mga produktong metabolic sa cell na aalisin sa cell.

nucleus at chromosome

Nucleus- pinakamalaking organelle ay isang mahalagang bahagi ng lahat ng eukaryotic cells (maliban sa sieve tube cells ng phloem ng mas matataas na halaman at mature mammalian erythrocytes). Karamihan sa mga cell ay may iisang nucleus, ngunit mayroong dalawa at multi-nucleated na mga cell. Mayroong dalawang estado ng nucleus: interphase at fissile

Interphase nucleus binubuo nuklear na sobre(naghihiwalay sa mga panloob na nilalaman ng nucleus mula sa cytoplasm), nuclear matrix (karyoplasm), chromatin at nucleoli. Ang hugis at sukat ng nucleus ay depende sa uri ng organismo, uri, edad at functional na estado ng cell. Ito ay may mataas na nilalaman ng DNA (15-30%) at RNA (12%).

■ Mga function ng kernel: imbakan at paghahatid ng namamana na impormasyon sa anyo ng isang hindi nabagong istraktura ng DNA; regulasyon (sa pamamagitan ng sistema ng synthesis ng protina) ng lahat ng mga proseso ng aktibidad ng mahahalagang cell.

❖ nuklear na sobre(o karyolemma) ay binubuo ng panlabas at panloob na biyolohikal na lamad, kung saan ay perinuclear space. Sa panloob na lamad mayroong isang plato ng protina na nagbibigay ng hugis sa nucleus. Ang panlabas na lamad ay konektado sa ER at nagdadala ng mga ribosom. Ang lamad ay natatakpan ng mga nuclear pores kung saan nagaganap ang pagpapalitan ng mga sangkap sa pagitan ng nucleus at ng cytoplasm. Ang bilang ng mga pores ay hindi pare-pareho at depende sa laki ng nucleus at ang functional na aktibidad nito.

■ Mga function ng nuclear envelope: ito ay naghihiwalay sa nucleus mula sa cytoplasm ng cell, kinokontrol ang transportasyon ng mga sangkap mula sa nucleus sa cytoplasm (RNA, ribosome subunits) at mula sa cytoplasm sa nucleus (protina, taba, carbohydrates, ATP, tubig, ions).

❖ Chromosome- ang pinakamahalagang organelle ng nucleus, na naglalaman ng isang molekula ng DNA kasama ng mga tiyak na protina, histones at ilang iba pang mga sangkap, karamihan sa mga ito ay matatagpuan sa ibabaw ng chromosome.

Depende sa yugto ng siklo ng buhay ng cell, ang mga chromosome ay maaaring nasa dalawang estado — despiralized at spiralized.

» Sa isang despiralized na estado, ang mga chromosome ay nasa panahon interphase cell cycle, na bumubuo ng mga thread na hindi nakikita sa isang optical mikroskopyo, na bumubuo sa batayan kromatin .

■ Spiralization, na sinamahan ng pagpapaikli at compaction (sa pamamagitan ng 100-500 beses) ng DNA strands, ay nangyayari sa proseso paghahati ng selula ; habang ang mga chromosome kumuha ng isang compact na hugis. at makikita sa isang optical microscope.

Chromatin- isa sa mga bahagi ng nuclear matter sa panahon ng interphase, na batay sa uncoiled chromosome sa anyo ng isang network ng mahabang manipis na mga hibla ng mga molekula ng DNA na pinagsama sa mga histone at iba pang mga sangkap (RNA, DNA polymerase, lipid, mineral, atbp.); mahusay na nabahiran ng mga tina na ginagamit sa histological practice.

■ Sa chromatin, ang mga seksyon ng molekula ng DNA ay umiikot sa mga histone, na bumubuo ng mga nucleosome (mukhang mga kuwintas ang mga ito).

chromatid- ito ay isang istrukturang elemento ng chromosome, na isang thread ng isang molekula ng DNA sa isang complex na may mga protina, histones at iba pang mga sangkap, paulit-ulit na nakatiklop tulad ng isang supercoil at nakaimpake sa anyo ng isang katawan na hugis ng baras.

■ Sa panahon ng spiralization at packaging, ang mga indibidwal na seksyon ng DNA ay magkasya sa isang regular na paraan upang ang mga alternating transverse band ay nabuo sa mga chromatids.

❖ Ang istraktura ng chromosome (Larawan 1.16). Sa isang spiralized state, ang chromosome ay isang istrukturang hugis baras na may sukat na 0.2–20 µm, na binubuo ng dalawang chromatids at nahahati sa dalawang braso sa pamamagitan ng isang pangunahing constriction na tinatawag na centromere. Ang mga chromosome ay maaaring magkaroon ng pangalawang constriction na naghihiwalay sa isang rehiyon na tinatawag na satellite. Ang ilang chromosome ay may rehiyon ( nucleolar organizer ), na nag-encode ng istraktura ng ribosomal RNA (rRNA).

Mga uri ng kromosom depende sa kanilang hugis: magkapantay na armas , pagkakaiba-iba (Ang centromere ay na-offset mula sa gitna ng chromosome) hugis baras (ang sentromere ay malapit sa dulo ng chromosome).

Pagkatapos ng anaphase ng mitosis at anaphase ng meiosis II, ang mga chromosome ay binubuo ng isang chromitide, at pagkatapos ng pagtitiklop ng DNA (pagdodoble) sa synthetic (S) na yugto ng interphase, binubuo sila ng dalawang kapatid na chromitids na konektado sa isa't isa sa rehiyon ng centromere. Sa panahon ng paghahati ng cell, ang mga spindle microtubule ay nakakabit sa sentromere.

❖ Mga function ng chromosome:
■ naglalaman genetic na materyal - Mga molekula ng DNA;
■ isagawa Synthesis ng DNA (na may pagdodoble ng mga chromosome sa S-period ng cell cycle) at i-RNA;
■ umayos ang synthesis ng protina;
■ kontrolin ang aktibidad ng cell.

homologous chromosome- mga chromosome na kabilang sa parehong pares, magkapareho sa hugis, sukat, lokasyon ng mga sentromer, nagdadala ng parehong mga gene at tinutukoy ang pagbuo ng parehong mga katangian. Ang mga homologous chromosome ay maaaring magkaiba sa mga alleles ng mga gene na nilalaman nito at nagpapalitan ng mga rehiyon sa panahon ng meiosis (pagtatawid).

mga autosome chromosome sa mga cell ng mga dioecious organism, pareho sa mga lalaki at babae ng parehong species (lahat ito ay mga chromosome ng isang cell maliban sa mga sex chromosome).

mga chromosome sa sex(o heterochromosome ) ay mga chromosome na nagdadala ng mga gene na tumutukoy sa kasarian ng isang buhay na organismo.

set ng diploid(natukoy na 2p) - set ng chromosome somatic mga cell kung saan mayroon ang bawat chromosome ang magkapares nitong homologous chromosome . Ang organismo ay tumatanggap ng isa sa mga chromosome ng diploid set mula sa ama, ang isa ay mula sa ina.

■ Diploid set tao binubuo ng 46 na chromosome (kung saan 22 pares ng homologous chromosome at dalawang sex chromosome: ang mga babae ay may dalawang X chromosome, ang mga lalaki ay may isang X at isang Y chromosome bawat isa).

haploid set(ipinahiwatig ng 1l) - walang asawa set ng chromosome sekswal mga cell ( gametes ), kung saan ang mga chromosome walang magkapares na homologous chromosome . Ang haploid set ay nabuo sa panahon ng pagbuo ng mga gametes bilang resulta ng meiosis, kapag isa lamang sa bawat pares ng homologous chromosome ang pumapasok sa gamete.

Karyotype- ito ay isang hanay ng mga pare-parehong dami at husay na mga tampok na morphological na katangian ng mga chromosome ng mga somatic cell ng mga organismo ng isang partikular na species (kanilang bilang, laki at hugis), kung saan ang isang diploid na hanay ng mga chromosome ay maaaring natatanging makilala.

nucleolus- bilugan, malakas na siksik, hindi limitado

katawan ng lamad na may sukat na 1-2 microns. Ang nucleus ay naglalaman ng isa o higit pang nucleoli. Ang nucleolus ay nabuo sa paligid ng mga nucleolar organizer ng ilang chromosome na naaakit sa isa't isa. Sa panahon ng paghahati ng nuklear, ang nucleoli ay nawasak at muling nabuo sa dulo ng dibisyon.

■ Komposisyon: protina 70-80%, RNA 10-15%, DNA 2-10%.
■ Mga Pag-andar: synthesis ng r-RNA at t-RNA; pagpupulong ng ribosome subunits.

Karyoplasm (o nucleoplasm, karyolymph, nuclear sap ) ay isang walang istrukturang masa na pumupuno sa espasyo sa pagitan ng mga istruktura ng nucleus, kung saan ang chromatin, nucleoli, at iba't ibang intranuclear granules ay inilulubog. Naglalaman ng tubig, nucleotides, amino acids, ATP, RNA at enzyme proteins.

Mga function: nagbibigay ng mga pagkakaugnay ng mga istrukturang nuklear; nakikilahok sa transportasyon ng mga sangkap mula sa nucleus patungo sa cytoplasm at mula sa cytoplasm hanggang sa nucleus; kinokontrol ang synthesis ng DNA sa panahon ng pagtitiklop, ang synthesis ng i-RNA sa panahon ng transkripsyon.

Mga paghahambing na katangian ng mga eukaryotic cell

Mga tampok ng istraktura ng prokaryotic at eukaryotic cells

Transportasyon ng mga sangkap

Transportasyon ng mga sangkap- ito ang proseso ng paglilipat ng mga kinakailangang substance sa buong katawan, sa mga cell, sa loob ng cell at sa loob ng cell, pati na rin ang pag-alis ng mga basurang substance mula sa cell at katawan.

Ang intracellular transport ng mga sangkap ay ibinibigay ng hyaloplasm at (sa mga eukaryotic cells) ang endoplasmic reticulum (ER), ang Golgi complex at microtubule. Ang transportasyon ng mga sangkap ay ilalarawan sa ibang pagkakataon sa site na ito.

Mga paraan ng transportasyon ng mga sangkap sa pamamagitan ng mga biological membrane:

■ passive transport (osmosis, diffusion, passive diffusion),
■ aktibong transportasyon,
■ endositosis,
■ exocytosis.

Passive na transportasyon hindi nangangailangan ng enerhiya at nangyayari kasama ang gradient konsentrasyon, density o potensyal na electrochemical.

Osmosis- ito ay ang pagtagos ng tubig (o ibang solvent) sa pamamagitan ng isang semi-permeable na lamad mula sa isang hindi gaanong puro solusyon patungo sa isang mas puro.

Pagsasabog- pagtagos mga sangkap sa buong lamad kasama ang gradient konsentrasyon (mula sa isang lugar na may mas mataas na konsentrasyon ng isang sangkap hanggang sa isang lugar na may mas mababang konsentrasyon).

Pagsasabog Ang tubig at mga ion ay isinasagawa kasama ang pakikilahok ng mga integral na protina ng lamad na may mga pores (mga channel), ang pagsasabog ng mga sangkap na natutunaw sa taba ay nangyayari sa pakikilahok ng lipid phase ng lamad.

Pinadali ang pagsasabog sa pamamagitan ng lamad ay nangyayari sa tulong ng mga espesyal na protina ng carrier ng lamad, tingnan ang larawan.

aktibong transportasyon nangangailangan ng paggasta ng enerhiya na inilabas sa panahon ng pagkasira ng ATP, at nagsisilbing transportasyon ng mga sangkap (ions, monosaccharides, amino acids, nucleotides) kumpara sa gradient ang kanilang konsentrasyon o potensyal na electrochemical. Isinasagawa ng mga dalubhasang protina ng carrier permyases pagkakaroon ng mga channel ng ion at pagbuo mga bomba ng ion .

Endositosis- pagkuha at pagbalot ng cell membrane ng macromolecules (protina, nucleic acid, atbp.) at microscopic solid food particle ( phagocytosis ) o mga patak ng likido na may mga sangkap na natunaw dito ( pinocytosis ) at inilalagay ang mga ito sa isang lamad na vacuole, na iginuhit "papasok sa cell. Ang vacuole pagkatapos ay nagsasama sa lysosome, na ang mga enzyme ay bumabagsak sa mga molekula ng nakulong na substansiya sa mga monomer.

Exocytosis ay ang kabaligtaran na proseso ng endocytosis. Sa pamamagitan ng exocytosis, inaalis ng cell ang mga intracellular na produkto o mga hindi natutunaw na residues na nakapaloob sa mga vacuole o vesicle.