Еукаріотична клітина
Які основні положення клітинної теорії?
– Клітина – елементарна одиниця живого. Клітина є найменшою структурно-функціональною одиницею живого і являє собою відкриту, саморегулюючу систему, що само відтворюється. Поза клітиною життя немає.
– Всі клітини подібні до свого хімічного складу і мають загальний план будови. Загальний принцип організації клітин визначається обов'язковими функціями, необхідні підтримки власної життєдіяльності. Однак клітини мають і специфічні особливості, пов'язані з виконанням клітинами спеціальних функцій і виникають в результаті клітинного диференціювання.
– Клітина походить лише від клітини. Розмноження (збільшення числа) клітин відбувається лише шляхом поділу попередніх клітин. Мільярди клітин, з яких складається живий організм, виникли в результаті поділу заплідненого яйця (зиготи), тому всі клітини організму генетично однакові.
– Багатоклітинні організми є складно організованими інтегрованими системами, що складаються з взаємодіючих клітин. Крім клітин до складу багатоклітинних організмів входять неклітинні компоненти та гігантські багатоядерні утворення. Багатоклітинний організм має нові специфічні риси і властивості, які не є простим підсумовуванням властивостей його клітин.
– Подібна клітинна будова організмів – свідчення того, що все живе має єдине походження.
Які виділяють типи клітин залежно від розташування генетичного матеріалу?
Прокаріоти (генетична інформація – нуклеоїд) розташовується в центрі клітини в цитоплазмі, та еукаріоти (генетична інформація в ядрі) оточена окремою цитоплазматичною мембраною.
Назвіть відомівам органоїди клітини. Які функції вони виконують?
Питання для повторення та завдання
1. Які відмінності у будові еукаріотичної та прокаріотичної клітин?
2. Розкажіть про піно-і фагоцитоз. Чим відрізняються ці процеси?
Піноцитоз і фагоцитоз - це процес, що відносяться до різновиду ендоцитозу. Ендоцитоз – транспорт у клітину. Фагоцитоз – це поглинання твердих частинок клітини. Піноцитоз – це поглинання крапель рідини у клітину. Це тип активного транспорту, що відбувається за градієнтом концентрації з витратами енергії АТФ. В процесі екзоцитозу речовини, синтезовані клітиною та упаковані в мембранні бульбашки, викидаються з клітини, при цьому мембрана бульбашки вбудовується у клітинну мембрану.
3. Розкрийте взаємозв'язок будови та функцій мембрани клітини.
На початку 70-х років. XX ст. накопичилося багато нових даних, на підставі яких у 1972 р. було запропоновано нову рідинно-мозаїчну модель будови мембрани, яка в даний час є загальновизнаною. Відповідно до цієї моделі основою будь-якої мембрани є подвійний шар фосфоліпідів; у ньому гідрофобні залишки жирних кислот звернені всередину, а гідрофільні головки, що включають гліцерин та залишок фосфорної кислоти, - назовні. З ліпідним бислоем пов'язані молекули білків, які можуть пронизувати його наскрізь, занурюватися у нього чи примикати із зовнішнього чи внутрішнього боку. Розташування цих білків жорстко не фіксовано, і більшість їх вільно «плаває», утворюючи рухливу мозаїчну структуру. Зовнішня клітинна мембрана має універсальну будову, типову всім клітинних мембран. Положення цієї мембрани на межі клітини та навколишнього середовища визначає її основні функції. Міцна та еластична плівка, легкощо відновлює після незначних пошкоджень, є прекрасним бар'єром, що оберігає клітину від попадання в неї чужорідних токсичних речовин і забезпечує підтримку сталості внутрішньоклітинного середовища. Транспортна функція мембрани має вибірковий характер: одні речовини легко проникають всередину клітини через спеціальні пори або за допомогою білків-переносників, а для інших — мембрана непроникна. Будучи рухомою структурою, мембрана клітини може утворювати вирости, захоплюючи тверді частинки (фагоцитоз) або краплі рідини (піноцитоз), утворюються при цьому фагоцитозні або піноцитозні вакуолі. Клітинна мембрана забезпечує також взаємодію клітини з навколишнім середовищем та іншими клітинами в багатоклітинному організмі.
4. Які органоїди клітини знаходяться у цитоплазмі?
Комплекс Гольджі та лізосоми
5. Охарактеризуйте органоїди цитоплазми та їх значення у життєдіяльності клітини. Як особливості будови органоїдів пов'язані з виконуваними ними функціями?
1. У клітинах яких органів та чому апарат Гольджі найбільш розвинений? Як це пов'язано з їхніми функціями?
Комплекс Гольджі – це стос плоских мембранних мішків, у ньому відбувається модифікація, концентрація та упаковка білків. Комплекс Гольджі відіграє роль своєрідного центру, де відбувається остаточне сортування та упаковка різних продуктів життєдіяльності клітини. Апарат Гольджі формує лізосоми та забезпечує виведення необхідних білків за межі клітини шляхом екзоцитозу.
Добре розвинений апарат Гольджі присутній у секреторних клітинах залоз, а також у клітинах печінки та нирках. Комплекс Гольджі виконує багато важливих функцій. Каналами ендоплазматичної мережі до нього транспортуються продукти синтетичної діяльності клітини- білки, вуглеводи та жири. Всі ці речовини спочатку накопичуються, а потім у вигляді великих і дрібних бульбашок надходять у цитоплазму і використовуються в самій клітині в процесі її життєдіяльності, або виводяться з неї і використовуються в організмі. Наприклад, у клітинах підшлункової залози ссавців синтезуються травні ферменти, які накопичуються у порожнинах органоїду. Потім утворюються бульбашки, наповнені ферментами. Вони виводяться з клітин у протоку підшлункової залози, звідки перетікають у порожнину кишечника. Ще одна важлива функція цього органоїду полягає в тому, що на його мембранах відбувається синтез жирів та вуглеводів (полісахаридів), які використовуються у клітині та які входять до складу мембран. Завдяки діяльності комплексу Гольджі відбувається оновлення та зростання плазматичної мембрани.
2. Якими шляхами здійснюється обмін речовин між клітиною та навколишнім середовищем?
За допомогою цитоплазматичної мембрани двома типами транспорту – пасивний та активний.
3. Розгляньте рис. 33. Розкажіть про взаємозв'язок ендоплазматичної мережі, комплексу Гольджі та лізосом. Зобразіть схематично цей взаємозв'язок.
На поверхні мембран шорсткої ЕПС розташовуються рибосоми, які синтезують всі білки, необхідні для забезпечення життєдіяльності клітини, а також продукти, що виділяються, тобто секретуються клітиною. Синтезовані білкові молекули надходять до каналів ЕПС. Там вони модифікуються, а потім системою каналів переносяться в ту частину клітини, де необхідні. На поверхні мембран шорсткої ЕПС розташовуються рибосоми, які синтезують всі білки, необхідні для забезпечення життєдіяльності клітини, а також продукти, що виділяються, тобто секретуються клітиною. Синтезовані білковімолекули надходять до каналів ЕПС. Там вони модифікуються, а потім системою каналів переносяться в ту частину клітини, де необхідні. Вуглеводів, а також знешкоджує токсичні (отруйні) для організму речовини. При деяких отруєннях у клітинах печінки з'являються великі зони, заповнені гладкими мембранами ЕПС. Комплекс Гольджі відіграє роль своєрідного центру, де відбувається остаточне сортування та упаковка різних продуктів життєдіяльності клітини. Апарат Гольджі формує лізосоми та забезпечує виведення необхідних білків за межі клітини шляхом екзоцитозу і навпаки при надходженні речовин у клітину.
4. Поясніть, як розумієте твердження: «Біологічні мембрани — важливий чинник цілісності клітини і внутрішньоклітинних структур». Чи згодні ви з цим твердженням? Аргументуйте свою думку.
Так згодні, більшість органоїдів мають мембрани (одну чи дві), за будовою вони аналогічні зовнішньої цитоплазматичної мембрані клітини. Насамперед мембрана відмежовує клітини одна від одної, а органоїди – від вмісту цитоплазми. Зовнішня клітинна мембрана має універсальну будову, типову всім клітинних мембран. Положення цієї мембрани на межі клітини та навколишнього середовища визначає її основні функції. Міцна та еластична плівка, що легко відновлюється після незначних пошкоджень, є прекрасним бар'єром, що оберігає клітину від попадання в неї чужорідних токсичних речовин і забезпечує підтримку сталості внутрішньоклітинного середовища, все це говорить про цілісність клітини та її структур.