Строение эукариотической клетки цитоплазма, клеточная оболочка

Строение эукариотической клетки цитоплазма, клеточная оболочка

Побиологии.рф

Строение и функции цитоплазматической мембраны

Основу плазмалеммы, как и других мембран в клетках (например, митохондрий, пластид и т. д.), составляет слой липидов, имеющий два ряда молекул (рис. 1). Поскольку молекулы липидов полярны (один полюс у них гидрофилен, т. е. притягивается водой, а другой гидрофобен, т. е. отталкивается от воды), то и располагаются они в определенном порядке. Гидрофильные концы молекул одного слоя направлены в сторону водной среды — в цитоплазму клетки, а другого слоя — наружу от клетки — в сторону межклеточного вещества (у многоклеточных) или водной среды (у одноклеточных).

Рис. 1. Строение клеточной мембраны согласно жидкостно- мозаичной модели. Белки и гликопротеины погружены в двойной слой липидных молекул, обращенных своими гидрофильными концами (кружки) наружу, а гидрофобными (волнистые линии) — в глубь мембраны

Выделяют периферические белки (они расположены только по внутренней или наружной поверхности мембраны), интеграль ные (они прочно встроены в мембрану, погружены в нее, способны менять свое положение в зависимости от состояния клетки). Функции мембранных белков: рецепторная, структурная (поддерживают форму клетки), ферментативная, адгезивная, антигенная, транспортная.

Схема строения элементарной мембраны жидкостно-мозаичная: жиры составляют жидкокристаллический каркас, а белки мозаично встроены в него и могут менять свое положение.

Молекулы белков мозаично встроены в бимолекулярный слой липидов. С внешней стороны животной клетки к липидам и молекулам белков плазмалеммы присоединяются молекулы полисахаридов, образуя гликолипиды и гликопротеины.

Эта совокупность формирует слой гликокаликса. С ним связана рецепторная функция плазмалеммы (см. ниже); также в нем могут накапливаться различные вещества, используемые клеткой. Кроме того, гликокаликс усиливает механическую устойчивость плазмалеммы.

В клетках растений и грибов есть еще клеточная стенка, играющая опорную и защитную роль. У растений она состоит из целлюлозы, а у грибов — из хитина.

Схема строения элементарной мембраны жидкостно-мозаичная: жиры составляют жидкокристаллический каркас, а белки мозаично встроены в него и могут менять свое положение.

Важнейшая функция мембраны: способствует компартментации — под разделению содержимого клетки на отдельные ячейки, отличающиеся деталями химического или ферментного состава. Этим достигается высокая упорядоченность внутреннего содержимого любой эукариотической клетки. Компартментация способствует пространственному разделению процессов, протекающих в клет ке. Отдельный компартмент (ячейка) представлен какой-либо мембранной органеллой (например, лизосомой) или ее частью (кристами, отграниченными внутренней мембраной митохондрий).

1) барьерная (отграничение внутреннего содержимого клетки);

2) структурная (придание определенной формы клеткам в со ответствии с выполняемыми функциями);

3) защитная (за счет избирательной проницаемости, рецепции и антигенности мембраны);

4) регуляторная (регуляция избирательной проницаемости для различных веществ (пассивный транспорт без затраты энергии по законам диффузии или осмоса и активный транспорт с затратой энергии путем пиноцитоза, эндо- и экзоцито-за, работы натрий-калиевого насоса, фагоцитоза)). Путем фагоцитоза поглощаются целые клетки или крупные частицы (например, вспомните питание у амеб или фагоцитоз защитными клетками крови бактерий). При пиноцитозе происходит поглощение мелких частиц или капелек жидкого вещества. Общим для обоих процессов является то, что поглощаемые вещества окружаются впячивающейся наружной мембраной с образованием вакуоли, которая затем перемещается в глубь цитоплазмы клетки. Экзоцитоз представляет собой процесс (будучи также активным транспортом), противоположный по направлению фагоцитозу и пиноцитозу (рис.13). С его помощью могут выводиться непереваренные остатки пищи у простейших либо образованные в секреторной клетке биологически активные вещества.

5) адгезивная функция (все клетки связаны между собой посредством специфических контактов (плотных и неплотных));

6) рецепторная (за счет работы периферических белков мембраны). Существуют неспецифические рецепторы, которые воспринимают несколько раздражителей (например, холодовые и тепловые терморецепторы), и специфические, которые воспринимают только один раздражитель (рецепторы световоспринимающей системы глаза);

7) электрогенная (изменение электрического потенциала поверхности клетки за счет перераспределения ионов калия и натрия (мембранный потенциал нервных клеток составляет 90 мВ));

8) антигенная: связана с гликопротеинами и полисахаридами мембраны. На поверхности каждой клетки имеются белковые молекулы, которые специфичны только для данного вида клеток. С их помощью иммунная системы способна различать свои и чужие клетки. Обмен веществ между клеткой и окружающей средой осуществляется разными способами — пассивными и активными.

Источник: Краснодембский Е. Г.»Общая биология: Пособие для старшеклассников и поступающих в вузы»

Н. С. Курбатова, Е. А. Козлова «Конспект лекций по общей биологии»

Строение клетки

Цитоплазматическая мембрана

Изучением строения клетки и принципов ее жизнедеятельности занимается наука цитология. Большинство клеток можно увидеть только при помощи микроскопа (средние по размеру клетки имеют диаметр от 20 до 100 мкм).

Читайте также:  Рак костного мозга симптомы и проявление, сколько живут, прогноз, признаки у взрослого человека

Клетка — элементарная структурно-функциональная единица живого, обладающая всеми свойствами живых систем: ростом и развитием, размножением, наследственностью и изменчивостью, обменом веществ, саморегуляцией, раздражимостью.

Все многоклеточные и большинство одноклеточных организмов относятся к эукариотам — ядерным, т.е. имеющим клеточное ядро. В группу прокариот (безъядерных) входят главным образом бактерии. Форма, размеры и функции клеток многоклеточного организма очень разнообразны (рис. 1.4), но основной план строения для всех клеток одинаков.

Рис. 1.4. Разнообразие клеток организма:

а — клетки, выстилающие сосуды; 6 — нервная клетка; в — сперматозоид; г— гладкомышечные клетки; д — клетки крови

Каждая эукариотическая клетка состоит из цитоплазматической мембраны, ядра и находящейся между ними цитоплазмы (рис. 1.5). Находящаяся под мембраной цитоплазма содержит гиалоплазму, или цитозоль, органоиды и включения.

Органоиды — постоянно присутствующие в клетке структуры, выполняющие определенные функции. Органоиды делятся на мембранные (они отграничены от гиалоплазмы мембранами, сходными по строению с цитоплазматической) и немембранные (не имеющие мембраны). К первым относятся ядро, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, л изосомы, митохондрии, пластиды (имеются только у растений); ко вторым — рибосомы, клеточный центр, цитоскелет.

Включения — непостоянные компоненты клетки, возникающие и исчезающие в зависимости от уровня обмена веществ, например гранулы полисахаридов или капельки жира.

Гиалоплазма (цитозоль) — это основное полужидкое вещество (матрикс) цитоплазмы, заполняющее все пространство между органоидами и обеспечивающее их взаимодействие. Здесь протекает и ряд биохимических процессов (гликолиз, синтез некоторых белков и др.).

Рис. 1.5. Животная клетка:

а — общая схема; 6 — эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и экзоцитоз

Клетки растений, животных и грибов несколько различаются по своему строению. Здесь мы рассмотрим строение животной клетки. В связи с тем, что основные специфические функции нейрона связаны с цитоплазматической мембраной, с этой частью клетки мы ознакомимся более подробно.

Цитоплазматическая мембрана (плазмалемма) (рис. 1.6) толщиной 8—12 нм покрывает клетку и отделяет ее от окружающей среды. Мембрана построена из двух слоев липидов, главным образом фосфолипидов и холестерина. Для мембранных липидов характерной особенностью является то, что их молекула гидрофобна лишь со стороны своих неполярных хвостов (см. подпараграф 1.1.3), а ее головка полярна и поэтому гидрофильна. В результате в водном растворе липиды образуют капли и двуслойные пленки, где гидрофильные головки обращены в сторону водного раствора, а гидрофобные хвосты обращены друг к другу. Такие бислои липидов и являются основой биологических мембран.

Рис. 1.6. Цитоплазматическая мембрана

В липиды погружены многочисленные молекулы белков. Одни из них пронизывают двойной слой липидов насквозь (интегральные белки), другие (полуинтегральные белки) погружены в мембрану на различную глубину, а третьи находятся на внешней или внутренней стороне мембраны (периферические белки).

Мембраны, окружающие мембранные органоиды, построены по тем же принципам, что и цитоплазматическая мембрана. Поэтому и цитоплазматические мембраны, и мембраны органоидов объединяют иод названием биологические мембраны. Их отличие состоит в составе входящих в мембраны липидов и белков, что определяет различные свойства и функции биомембран.

Над цитоплазматической мембраной в клетках животных обнаружен гликокаликс, надмембранный слой. Его толщина 3—4 нм. Гликокаликс представляет собой связанные с белками и липидами плазмалеммы ветвящиеся цепочки полисахаридов. Также в гликокаликсе могут быть расположены белки, не связанные с бислоем липидов. Обычно это ферменты, которые расщепляют органические вещества в межклеточной среде.

  • барьерная. Это основная функция мембраны; которая поддерживает целостность клетки, т.е. не дает растекаться ее содержимому, препятствует проникновению в клетку опасных для нее веществ и ограничивает свободную диффузию веществ в клетку;
  • — транспортная. Клетка — открытая система, она постоянно обменивается различными веществами с окружающей ее средой. Плазматическая мембрана обладает избирательной проницаемостью, т.е. способностью пропускать через мембрану в основном те вещества, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности. Транспорт веществ через мембрану (трансмембраниый транспорт) может осуществляться пассивно, без затрат энергии, или активно, с затратой энергии молекулы АТФ при ее расщеплении. Так как липидный бислой хорошо пропускает через себя только гидрофобные вещества, транспорт водорастворимых веществ осуществляется главным образом с помощью интегральных белков.

Пассивный транспорт осуществляется через белки-каналы — белки, в которых есть отверстие (канал), через которое могут за счет диффузии (передвижения частиц из области с большей в область с меньшей концентрацией) проходить низкомолекулярные вещества, например ионы.

Читайте также:  Зрители ТВЦ собирают деньги на лечение Владислава Сердюка Новости ТВ Центр

Активный транспорт используется в тех случаях, когда надо перенести вещество против градиента концентрации, т.е. из области с меньшей в область с большей концентрацией. Для этого в мембране расположены белки-насосы, которые захватывают вещество с одной стороны мембраны и, используя энергию АТФ, переносят его на другую сторону.

Если через мембрану надо перенести высокомолекулярные вещества (макромолекулы биополимеров или даже какой-либо микроорганизм), используются процессы эндоцитоза или экзоцитоза. При эпдоцитозе перемещаемое вещество присоединяется к клеточной мембране с наружной стороны, после чего на этом участке поверхности формируется впячивание внутрь цитоплазмы (см. рис. 1.5). Постепенно оно увеличивается, и в конечном итоге от плазмалеммы отделяется мембранный пузырек — эндосома, которая переносит поглощенное вещество к пункту назначения, например, к лизосомам. Существует два вида эндоцитоза — фагоцитоз, когда клетка поглощает крупные частицы, например бактерии или фрагменты других клеток, и пипоцитоз, когда захватываются отдельные молекулы и макромолекулы. Экзоцитоз — процесс, обратный эндоцитозу (см. рис. 1.5). В этом случае мембранные пузырьки с заключенными в них продуктами, нуждающимися в выделении из клетки, подходят к плазмалемме и сливаются с ней, выделяя содержимое в окружающую среду;

рецепторная. Осуществляется с помощью мембранных белков- рецепторов. Они могут связываться со специфическими для каждого рецептора веществами (гормонами, нейромедиаторами, антигенами) по принципу «ключ к замку», что приводит к соответствующей реакции клетки.

  • — формирования межклеточных контактов. Эти контакты очень разнообразны, здесь мы выделим основные их типы.
  • 1. Простой контакт — клетки слипаются за счет элементов гликока- ликса, особенно специфических молекул гликопротеидов.
  • 2. Плотный контакт — мембраны соседних клеток на некоторых участках соединяются друг с другом с помощью специфических белков.
  • 3. Самые прочные контакты осуществляются с помощью десмосом, напоминающих бляшки или кнопки на определенных участках мембраны. В этом месте взаимодействуют друг с другом мембранные интегральные гликопротеиды соседних клеток. С внутренней стороны мембраны в области десмосомы находится другой специфический белок, который связан с филаментами цитоскелета.
  • 4 и 5. Щелевые и синаптические контакты будут подробно рассмотрены в параграфе 2.5 (соответственно электрические и химические синапсы).

Нередко цитоплазматическая мембрана имеет различные выросты, выполняющие дополнительные функции. Чаще всего среди таких выростов встречаются микроворсинки. Это ограниченные мембраной выросты цитоплазмы, имеющие цилиндрическую форму. Функции микроворсинок в клетках разных тканей различны. В клетках кишечного эпителия, например, они очень увеличивают всасывающую поверхность.

Цитоплазматическая мембрана

Шведова Владислава ,304 СД-х/д, Нижегородский медицинский базовый колледж

Скачать:

Вложение Размер
tsitoplazmaticheskaya_membrana.pptx 502.13 КБ
Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Цитоплазматическая мембрана Выполнила:Шведова Владислава Студентка группы 304 СД

Строение Строение клеточной мембраны согласно жидкостно-мозаичной модели. Белки и гликопротеины погружены в двойной слой липидных молекул, обращенных своими гидрофильными концами (кружки) наружу, а гидрофобными (волнистые линии) — в глубь мембраны

Функции 1) барьерная (отграничение внутреннего содержимого клетки); 2) структурная (придание определенной формы клеткам в соответствии с выполняемыми функциями); 3) защитная (за счет избирательной проницаемости, рецепции и антигенности мембраны); 4) регуляторная (регуляция избирательной проницаемости для различных веществ (пассивный транспорт без затраты энергии по законам диффузии или осмоса и активный транспорт с затратой энергии путем пиноцитоза , эндо- и экзоцито-за , работы натрий-калиевого насоса, фагоцитоза) 5) адгезивная функция (все клетки связаны между собой посредством специфических контактов (плотных и неплотных)); 6) рецепторная (за счет работы периферических белков мембраны). Существуют неспецифические рецепторы, которые воспринимают несколько раздражителей (например, холодовые и тепловые терморецепторы), и специфические, которые воспринимают только один раздражитель (рецепторы световоспринимающей системы глаза); 7) электрогенная (изменение электрического потенциала поверхности клетки за счет перераспределения ионов калия и натрия (мембранный потенциал нервных клеток составляет 90 мВ)); 8) антигенная : связана с гликопротеинами и полисахаридами мембраны.

Состав цитоплазматической мембраны бактерий Как и многие биологические мембраны, цитоплазматическая мембрана ( ЦПМ ) состоит из двух слоев липидов и встроенных в лигшдную мембрану белковых молекул. В состав ЦПМ бактерий входят белки (20-75%), липиды (25-40%), углеводы и РНК (последние два компонента присутствуют в незначительных количествах). Компоненты цитоплазматической мембраны ( ЦПМ ) составляют около 10% сухого веса бактериальной клетки.

Транспортные системы цитоплазматической мембраны бактерий Для цитоплазматической мембраны ( ЦПМ ) характерна выраженная избирательная проницаемость. В ней располагаются системы активного переноса и субстратспецифичных пермеаз . Некоторые белковые молекулы, «вкрапленные» в фосфолипидный бислой , играют роль «пор», через которые движется регулируемый поток веществ. У аэробных бактерий и анаэробов, способных к так называемому «анаэробному дыханию», в цитоплазматическую мембрану ( ЦПМ ) встроена система электронного транспорта, обеспечивающая её энергетические потребности. Самые крупные молекулы, способные проходить через цитоплазматическую мембрану ( ЦПМ ), — фрагменты ДНК.

Мезосомы цитоплазматической мембраны бактерий Цитоплазматическая мембрана ( ЦПМ ) образует специфические инвагинаты — мезосомы , имеющие вид закрученных в спираль или клубок трубчатых образований. Мезосомы образуют поперечные перегородки между делящимися клетками; к ним обычно прикрепляется бактериальная хромосома.

Периплазматическое пространство У некоторых бактерий между цитоплазматической мембраной ( ЦПМ ) и клеточной стенкой располагается периплазматическое пространство — полость шириной около 10 нм. Б периплазматическом пространстве имеются перемычки, соединяющие цитоплазматическую мембрану ( ЦПМ ) и пептидогликановый слой. Снаружи в периплазматическое пространство открываются поры клеточной стенки, изнутри в это пространство выходят некоторые клеточные ферменты ( рибонуклеазы , фосфатазы, пенициллиназа и др .)

Структура и состав биомембран Мембраны состоят из липидов трёх классов: фосфолипиды , гликолипиды и холестерол . Фосфолипиды и гликолипиды (липиды с присоединёнными к ним углеводами) состоят из двух длинных гидрофобных углеводородных «хвостов», которые связаны с заряженной гидрофильной «головой». Холестерол придаёт мембране жёсткость, занимая свободное пространство между гидрофобными хвостами липидов и не позволяя им изгибаться. Поэтому мембраны с малым содержанием холестерола более гибкие, а с большим — более жёсткие и хрупкие. Также холестерол служит «стопором», препятствующим перемещению полярных молекул из клетки и в клетку.

Мембранные органеллы Это замкнутые одиночные или связанные друг с другом участки цитоплазмы , отделённые от гиалоплазмы мембранами. К одномембранным органеллам относятся эндоплазматическая сеть , аппарат Гольджи , лизосомы , вакуоли , пероксисомы ; к двумембранным — ядро , митохондрии , пластиды . Строение мембран различных органелл отличается по составу липидов и мембранных белков.

Клеточные мембраны обладают избирательной проницаемостью: через них медленно диффундируют глюкоза , аминокислоты , жирные кислоты , глицерол и ионы , причем сами мембраны в известной мере активно регулируют этот процесс — одни вещества пропускают, а другие нет. Существует четыре основных механизма для поступления веществ в клетку или вывода их из клетки наружу: диффузия , осмос , активный транспорт и экзо- или эндоцитоз . Два первых процесса носят пассивный характер, то есть не требуют затрат энергии; два последних — активные процессы, связанные с потреблением энергии. Избирательная проницаемость мембраны при пассивном транспорте обусловлена специальными каналами — интегральными белками. Они пронизывают мембрану насквозь, образовывая своего рода проход. Для элементов K, Na и Cl есть свои каналы. Относительно градиента концентрации молекулы этих элементов движутся в клетку и из неё. При раздражении каналы натриевых ионов раскрываются, и происходит резкое поступление в клетку ионов натрия. При этом происходит дисбаланс мембранного потенциала. После чего мембранный потенциал восстанавливается. Каналы калия всегда открыты, через них в клетку медленно попадают ионы калия .

Строение клеточной стенки Большинство прокариот имеет ригидную клеточную стенку , под которой расположена цитоплазматическая мембрана . Состав и строение клеточной стенки — важный систематический признак , по которому прокариоты подразделяют на следующие группы грам-положительные , грамотрицательные и не имеющие клеточной стенки . Своеобразным строением и составом клеточной стенки характеризуются археи. Грамположительные бактерии отличаются от храмотрицательных большим (до 40 раз) содержанием муреина ( пептидогликана ) в клеточной стенке и отсутствием внешней мем — браны. Археи муреина не синтезируют, но некоторые образуют псевдомуреин

Мембранный аппарат Мембранный аппарат бактерий представлен цитоплазматической и внутрицитоплазматическими мембранами, образующими единую, морфологически связанную систему. Цитоплазматическая мембрана у бактерий защищена с наружной стороны клеточной стенкой , как у синезеленых водорослей и грибов (Пешков, 1966 Drews et al ., 1966 Мейсель и др., 1967, 1968 Бирюзова , 1973), и соединена с нею перемычками. Изучение структурной связи цитоплазматической мембраны с клеточной стенкой представляет интерес для понимания своеобразия структуры этих организмов по сравнению с теми эукариотами, у которых клеточная стенка отсутствует. Система внутрицитоплазматических мембран у различных бактерий может быть образована сложно устроенными органоидами, имеющими структуру мезосом (большинство грамположитель-ных бактерий) или образованных тилакоидами ( фотосинтезирующие бактерии ). Она может иметь вид кольцевидных мембранных структур простого строения ( большинство грамотрицательных бактерий ), а также сети мембран , беспорядочно пронизывающих цитоплазму (некоторые анаэробные бактерии).

Ссылка на основную публикацию
Строение уха Статьи МЦ «Диагностика
СТРОЕНИЕ ОРГАНА СЛУХА Ухо — это сложный орган, выполняющий две функции: слушание, посредством которого мы воспринимаем звуки и интерпретируем их,...
Стоматологическая клиника у метро Отрадное; Дента-Эль
Стоматологическая клиника Дента-Эль на Отрадной Сеть Про «Стоматологическая клиника Дента-Эль на Отрадной» Предложить изменения Сообщить о закрытии Здоровье своих зубов...
Стоматологический инструментарий и перевязочный материал
Стоматологические инструменты При обследовании ротовой полости пациента, проведении хирургических вмешательств, протезировании и других манипуляциях дантисту нужно иметь под рукой большой...
Строение человека – внутренние органы изучаем их схему расположения по фото и картинкам
Окружающий мир. 2 класс Конспект урока Окружающий мир, 2 класс Урок 18. Строение тела человека. Если хочешь быть здоров. Перечень...
Adblock detector