Компартменты подразделяются на две основные группы - генеральные и специализированные. Выполняемые ими функции также подразделяются на генеральные и специализированные.
Генеральные микрокомпартменты необходимы для жизнедеятельности клетки, поскольку на их основе осуществляются основополагающие функции. Например, функции хранения, воспроизведения и процессинг генных последовательностей, а также функции биогенеза клеточных структур, транспорта и метаболизма.
В любой клетке существует два генеральных микрокомпартмента, разделённые унитарной мембраной - цитоплазматический и экзоплазматический. Бактерии, обладающие грамотрицательным морфотипом, имеют ещё и третий генеральный микрокомпартмент - периплазматический, который расположен между цитоплазматической мембраной и наружной мембраной.
Внутри цитоплазматического генерального микрокомпартмента находятся множественные генеральные микрокомпартменты, лишённые собственной мембранной границы. К ним относятся органеллы трансляции - рибосомы , а также близкие к ним по размерам органеллы посттранскрипционного и посттрансляционного процессинга - дергадосомы, шаперонины и протеасомы .
Специализированные микрокомпартменты выполняют адаптивные функции, и их присутствие в клетке не служит условием сохранения жизнеспособности.
Специализированные микрокомпартменты находятся внутри генеральных микрокомпартментов, соответственно они подразделяются на
- цитоплазматические компартменты
- периплазматические компартменты
- экзоплазматические компартменты
Иногда специализированный микрокомпартмент размещается сразу в нескольких генеральных компартментах, то есть имеет смешанную локализацию. Одним из примеров этого служит вращающийся жгутик .
См. также
Ссылки
Пиневич А.В. Микробиология: Биология прокариотов, том I, издательство СПбГУ, 2006
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Клеточный компартмент" в других словарях:
Клеточная стенка грамотрицательных бактерий Периплазматическое пространство обособленный компартмент клеток грамотрицательных … Википедия
Клеточная стенка грамотрицательных бактерий Периплазматическое пространство обособленный компартмент клеток грамотрицательных бактерий. Представляет собой объём, заключённый между плазматической и внешней мембранами. Содержимое… … Википедия
Фотография сделанная трансмиссионым электронным микроскопом. Клеточные покровы цианобактерии Phormidium uncinatum. Клеточные покровы (CW) состоит из, цитоплазматической мембраны (CM), пептидогл … Википедия
У этого термина существуют и другие значения, см. Клетка (значения). Клетки крови человека (РЭМ) … Википедия
У этого термина существуют и другие значения, см. Белки (значения). Белки (протеины, полипептиды) высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединённых в цепочку пептидной связью альфа аминокислот. В живых организмах… … Википедия
Кристаллы различных белков, выращенные на космической станции «Мир» и во время полётов шаттлов НАСА. Высокоочищенные белки при низкой температуре образуют кристаллы, которые используют для получения модели данного белка. Белки (протеины,… … Википедия
Термин Биология был предложен выдающимся французким естествоиспытателем и эволюционистом Жаном Батистом Ламарком в 1802 году для обозначения науки о жизни как особым явлении природы. Сегодня биология представляет собой комплекс наук, изучающих… … Википедия
Эта статья посвящена методу лечения. О патологическом состоянии см. Эмболия. Микрофотография эмболизационного материала в артерии почки, удалённой в связи с онкоз … Википедия
Функции
Внутри компартментов, окруженных бислоем липидов, могут существовать различные значения , функционировать разные ферментативные системы. Принцип компартментализации позволяет клетке выполнять разные метаболические процессы одновременно.
В цитозоле митохондрий находится окислительная среда, в которой NADH окисляется в NAD + .
Квинтессенцией принципа компартментализации можно считать аппарат Гольджи , в диктиосомах которого работают различные ферментативные системы, осуществляющие, например, разные стадии посттрансляционной модификации белков .
Классификация
Классифицируют три основных клеточных компартмента:
- Ядерный компартмент, содержащий ядро
- Пространство цистерн эндоплазматического ретикулума (переходящее в ядерную ламину)
- Цитозоль
Прокариоты
В любой клетке существует два генеральных микрокомпартмента, разделённые унитарной мембраной - цитоплазматический и экзоплазматический. Бактерии, обладающие грамотрицательным морфотипом, имеют ещё и третий генеральный микрокомпартмент - периплазматический, который расположен между цитоплазматической мембраной и наружной мембраной.Пиневич А. В. Микробиология: Биология прокариотов, том I, издательство СПбГУ, 2006.
Иногда специализированный микрокомпартмент размещается сразу в нескольких генеральных компартментах, то есть имеет смешанную локализацию. Одним из примеров этого служит ундулоподия.
См. также
Примечания
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Компартментализация" в других словарях:
компартментализация - Наличие в имагинальных дисках насекомых неперекрывающихся групп клеток (компартментов, или поликлонов), занимающих определенное положение в диске и развивающихся по «своему» клеточному пути, развитие каждого компартмента находится под … Справочник технического переводчика
Compartmentalization компартментализация. Hаличие в имагинальных дисках
Компартментализация - ж) компартментализация процедуры, осуществляемые компетентным органом или уполномоченным органом во взаимодействии с изготовителями (производителями) продукции на территории страны для определения субпопуляций животных и организаций, участвующих… … Официальная терминология
У этого термина существуют и другие значения, см. Трансляция. Трансляция (от лат. translatio перевод) процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК, мРНК), осуществляемый рибосомой.… … Википедия
Эукариотические клетки крупнее прокариотических и более сложно устроены, в них больше различных органелл. Нередко эукариотические клетки сравнивают с фабрикой, где каждая машина и каждый рабочий выполняют свою работу, но все это вместе служит некой единой цели.
Более высокая эффективность достигается здесь за счет «разделения труда ». В клетке каждая органелла выполняет свою особую функцию, определяемую ее структурой и ее биохимическими потенциями.
Митохондрии , например, играют роль «силовых станций клетки» - они поставляют энергию в форме аденозинтрифосфата (АТФ), который синтезируется в процессе дыхания. Специфическое строение митохондрий позволяет им делать это весьма эффективно.
Клетка , будучи единым целым, тем не менее фактически разделена на отдельные отсеки, или компарменты.
Нередко такую компартментализацию обеспечивают клеточные мембраны . Большинство органелл окружено мембранами. Эти выполняют ту же функцию, что и плазматическая мембрана, регулирующая обмен химическими веществами между клеткой и ее окружением; благодаря этим мембранам в каждой органелле сохраняется свой собственный уникальный набор химических веществ и протекают особые, свойственные только ей химические реакции. Электронный микроскоп предоставил возможность ознакомиться с более тонкой структурной организацией клетки, о чем мы будем говорить в соответствующей статье.
Единицы измерения клетки
Прежде чем перейти к рассмотрению отдельных структур клетки , полезно вспомнить, что клетки чрезвычайно малы, и перечислить те единицы измерения, которыми мы будем пользоваться при их описании. Наиболее часто употребляемые для этой цели единицы измерения сведены в таблице.
На рисунке изображены бактерии на кончике булавки , диаметр которого составляет около 100 мкм (мкм - буквенное обозначение микрометра). Нижний предел того, что еще в состоянии различить невооруженный глаз человека, - 50-100 мкм. Самый тонкий волос на теле человека имеет диаметр около 30 мкм. Размер эукариотических клеток очень сильно колеблется (самые крупные клетки водорослей достигают в диаметре 50 мм!), но в среднем диаметр животных клеток равен приблизительно 20, а растительных - 40 мкм.
Средний диаметр митохондрий и бактерий равен 1 мкм (это полезно запомнить как удобную меру для сравнения). Мельчайшие клеточные органеллы рибосомы - имеют в диаметре около 20 нм. Диаметр нити ДНК равен 2 нм, а самого маленького атома (атома водорода) - 0,04 нм.
Высокая упорядоченность внутреннего содержимого эукариотической клетки достигается путем компартментации ее объема - подразделения на «ячейки», отличающиеся деталями химического (ферментного) состава. Компартментация способствует пространственному разделению веществ и процессов в клетке.
В настоящее время принята точка зрения, согласно которой мембрана составлена из бимолекулярного слоя липидов. Гидрофобные участки их молекул повернуты друг к другу, а гидрофильные - находятся на поверхности слоя. Разнообразные белковые молекулы встроены в этот слой или размещены на его поверхностях.
Благодаря компартментации клеточного объема в эукариотической клетке наблюдается разделение функций между разными структурами. Одновременно различные структуры закономерно взаимодействуют друг с другом.
8. Строение эукариотической клетки: поверхностный аппарат, протоплазма (ядро и цитоплазма).
Основная часть поверхностного аппарата клетки - плазматическая или биологическая мембрана (цитоплазматическая мембрана). Клеточная мембрана - важнейший компонент живогосодержимого клетки, построенный по общему принципу. Предложено несколько моделей строения. Согласно жидкостно-мозаичной модели, предложенной в 1972 г. Николсоном и Сингером, в состав мембран входит бимолекулярный слой фосфолипидов, в который включены молекулы белков. Липиды - водонерастворимые вещества, молекулы которых имеют два полюса: гидрофильный, гидрофобный. В биологической мембране молекулы липидов двух параллельных слоев обращены друг к другу гидофобными концами. А гидрофильные полюса остаются снаружи, которые образуют гидрофильные поверхности. На поверхности мембраны кнаружи и кнутри расположены НЕСПЛОШНЫМ слоем белки, их 3 группы: периферические, погруженные (полуинтегральные), пронизывающие (интегральные). Большинство белков мембраны - ферменты. Погруженные белки образуют на мембране биохимический конвейер, на котором происходит превращение веществ. Положение погруженных белков стабилизируется периферическими белками. Пронизывающие белки обеспечивают передачу вещества в двух направлениях: через мембрану внутрь клетки и обратно. Бывают двух типов: переносчики и каналообразующие. Каналообразующие выстилают пору, заполненную водой, через которую проходят растворенные неорганические вещества с одной стороны мембраны на другую. На внешней поверхности плазматической мембраны в животной клетке белковые и липидные молекулы, связаны с разветвленными углеводными цепями, образуя гликокаликс, надмебранный, неживой слой, продукт жизнедеятельности клетки. Углеводные цепи выполняют роль рецепторов (межклеточное узнавание- свой-чужой) . Клетка приобретает способность специфически реагировать на воздействие извне. В надмебранный слой у бактерий входим муреин, у растений - целлюлоза или пектин. Под плазматической мембраной со стороны цитоплазмы имеются кортикальный (поверхностный) слой и внутриклеточные фибриллярные структуры, обеспечивают механическую устойчивость мембраны.
Клеточное ядро состоит из оболочки, ядерного сока, ядрышка и хроматина. Функциональная роль ядерной оболочки заключается в обособлении генетического материала (хромосом) эукариотической клетки от цитоплазмы с присущими ей многочисленными метаболическими реакциями, а также регуляции двусторонних взаимодействий ядра и цитоплазмы. Ядерная оболочка состоит из двух мембран, разделенных околоядерным (перинуклеарным) пространством. Последнее может сообщаться с канальцами цитоплазматической сети.
Основу ядерного сока, или матрикса, составляют белки. Ядерный сок образует внутреннюю среду ядра, в связи с чем он играет важную роль в обеспечении нормального функционирования генетического материала.
Ядрышко представляет собой структуру, в которой происходит образование и созревание рибосомальных РНК (рРНК). Такие участки в метафазных хромосомах выглядят как сужения и называются вторичными перетяжками.
Хроматиновые структуры в виде глыбок, рассеянных в нуклеоплазме, являются интерфазной формой существования хромосом клетки.
В цитоплазме различают основное вещество (матрикс, гиалоплазма), включения и органеллы. Основное вещество цитоплазмы заполняет пространство между плазмалеммой, ядерной оболочкой и другими внутриклеточными структурами. Важнейшие из белков представлены ферментами гликолиза, обмена сахаров, азотистых оснований, аминокислот и липидов.
Основное вещество цитоплазмы следует рассматривать так же, как сложную коллоидную систему, способную переходить из золеобразного (жидкого) состояния в гелеобразное. В процессе таких переходов совершается работа.
9. Поверхностный аппарат клетки. Строение и функции. Биологические мембраны. Их строение и функции. Транспорт веществ: активный и пассивный.
Поверхностный аппарат клеток состоит из 3 субсистем - плазматической мембраны, надмембранного комплекса (гликокаликс или клеточная стенка) и субмембранного опорно-сократительного аппарата.
Его основные функции определяются пограничным положением и включают:
1) барьерную (разграничительную) функцию;
2) функцию распознавания других клеток и компонентов межклеточного вещества;
3) рецепторную функцию, включая взаимодействие с сигнальными молекулами
4) транспортную функцию;
5) функцию движения клетки посредством образования псевдо-, фило- и ламеллоподий).
Биологические мембраны отграничивают цитоплазму от окружающей среды, а также формируют оболочки ядер, митохондрий и пластид. Они образуют лабиринт эндоплазматического ретикулума и уплощенных пузырьков в виде стопки, составляющих комплекс Гольджи. Мембраны образуют лизосомы, крупные и мелкие вакуоли растительных и грибных клеток, пульсирующие вакуоли простейших. Все эти структуры представляют собой компартменты (отсеки), предназначенные для тех или иных специализированных процессов и циклов.
Плазматическая мембрана, или плазмалемма , - наиболее постоянная, основная, универсальная для всех клеток мембрана. Она представляет собой тончайшую пленку, покрывающую всю клетку
Молекулы фосфолипидов расположены в два ряда - гидрофобными концами внутрь, гидрофильными головками к внутренней и внешней водной среде. В отдельных местах бислой (двойной слой) фосфолипидов насквозь пронизан белковыми молекулами (интегральные белки). Внутри таких белковых молекул имеются каналы - поры, через которые проходят водорастворимые вещества. Другие белковые молекулы пронизывают бислой липидов наполовину с одной или с другой стороны (полуинтегральные белки). На поверхности мембран эукариотических клеток имеются периферические белки. Молекулы липидов и белков удерживаются благодаря гидрофильно-гидрофобным взаимодействиям.
Функции биологических мембран следующие:
1. Барьерная. Отграничивают содержимое клетки от внешней среды и содержимое органелл от цитоплазмы.
2. Транспортная. Обеспечивают транспорт веществ в клетку и из нее, из цитоплазмы в органеллы и наоборот.
3. Рецепторная. Выполняют роль рецепторов (получение и преобразование сигналов из окружающей среды, узнавание веществ клеток и т. д.).
4. Стабилизирующая.
5. Регуляторная.
Транспорт веществ:
Поступление веществ через мембрану зависит от размеров вещества. Малые молекулы проходят путем активного и пассивного транспорта, перенос макромолекул и крупных частиц осуществляется за счет образования мембранных пузырьков эндоцитозом и экзоцитозом. Пассивный транспорт- (без энергии) диффузия по градиенту концентрации облегчённая диффузия через канал в мембране, образованный белками. Активный транспорт- (затрата энергии АТФ) при участии белков переносчиков против градиента концентрации.
Эндоцитоз - это транспорт макромолекул через плазмолемму. Соответственно агрегатному состоянию поглощаемого вещества выделяют пиноцитоз (захват и транспорт клеткой жидкости или растворенных в жидкости соединений) и фагоцитоз (захват и транспорт твердых частиц). Фагоцитоз и пиноцитоз также относятся к активному транспорту. Фагоцитоз – поглощение клеткой твердых органических веществ. Оказавшись около клетки, твердая частица окружается выростами мембраны, или под ней образуется углубления мембраны. В результате частица оказывается заключенной в мембранный пузырек – фагосому – внутри клетки.
Пиноцитоз – это процесс поглощения клеткой мелких капель жидкости с растворенными в ней высокомолекулярными веществами. Осуществляется путем захвата этих капель выростами цитоплазмы. Захваченные капли погружаются в цитоплазму и там усваиваются.
10. Протоплазма. Организация и функции. Роль изменения агрегатного состояния цитоплазмы в жизнедеятельности клетки (золь–гель переходы). Понятие о биоколлоиде.
Протоплазма - содержимое живой клетки, включающее ее ядро и цитоплазму.
Взаимодействуя с окружающей средой, клетка ведет себя как целостная структура.
Свойствам протоплазмы приписывается важная роль функционального объединения структурных компонентов и компартментов клетки. В целом, ее принято рассматривать как особую многофазную коллоидную систему или биоколлоид.
Важная роль в функциональном объединении структурных компонентов и компартментов клетки принадлежит свойствам живой протоплазмы. В целом ее принято рассматривать как особую многофазную коллоидную систему, или биоколлоид. От банальных коллоидных систем биоколлоид отличается сложностью дисперсной фазы. Основу ее составляют макромолекулы, которые присутствуют либо в составе плотных микроскопически видимых структур (органелл), либо в диспергированном состоянии, близком к растворам или рыхлым сетеобразным структурам типа гелей.
Будучи коллоидным раствором в физико-химическом смысле, биоколлоид благодаря наличию липидов и крупных частиц проявляет одновременно свойства соответственно эмульсии и суспензии. На обширных поверхностях макромолекул оседают разнообразные «примеси», что ведет к изменению агрегатного состояния протоплазмы.
Между крайними полюсами организации протоплазмы в виде вязких гелей и растворов имеются переходные состояния. При указанных переходах совершается работа, в результате которой осуществляются различные внутриклеточные превращения,-образование мембран, сборка микротрубочек или микрофиламентов из субъединиц, выброс из клетки секрета, изменение геометрии белковых молекул, приводящее к торможению или усилению ферментативной активности. Особенностью биоколлоида является также и то, что в физиологических условиях переходы протоплазмы из одного агрегатного состояния в другое (в силу наличия особого ферментативного механизма) обратимы.
Названное свойство биоколлоида обеспечивает клетке способность при наличии энергии многократно совершать работу в ответ на действие стимулов.
1. О сущности живого. Нуклеопротеидные комплексы.Эволюция представлений о химической сущности жизни.
Ф.Энгельс: «Жизнь – способ существования белковых тел»
Жизнь – активная форма существования материи; период существования отдельно взятого организма от момента его возникновения до старости.
Нач XX в. академик Кольцов – гипотеза «Особых кольцевых молекул белков»
ДНК как хим соед-е идентифицировано ещё в XIX в. Мишер.
Опыт Гриффитса 1926 – феномен трансформации (в феномене трансформации два участника: бакт и чужеродн ДНК, к-ая измен св-ва бактерии. ТФ – трансформирующий фактор - из убитого S-штамма вызвал превр-е R-штамма в S-штамм)
Гриффитс не смог определить химическую природу ТФ.
1944-лаб-я Эвери – экспериментальные доказательства - ТФ идентичен ДНК.
R + мышь – жив; S + мышь – мёртв; S(t) + мышь – жив; S(t) + R - мёртв
В живых системах 3 потока: ЭНЕРГИИ, ВЕЩЕСТВА и ИНФОРМАЦИИ, кот. подчиняются законам термодинамики. 1 ЗАКОН: В плане энергии нельзя выиграть (переходит из 1 вещ в другое) 2 ЗАКОН: В плане энергии нельзя остаться «при своих» (при переходе энергии ее часть теряется, выделяется в виде тепла)
Нуклеи к-ты (ДНК, РНК) и белки являются субстратом жизни. Ни нуклеин к-ты, ни белки в отдельности не являются субстратами жизни. Поэтому считают, что субстратами жизни являются нуклеопротеиды. Нет живых систем, не содержащих их (от вирусов до человека). Однако они являются субстратом жизни лишь когда находятся и функционируют в клетке, Вне клеток – это обычные химич соед-я. Следоват-но, жизнь – это взаимод-е нуклеин к-т и белков, а живое – то, что содержитсамовоспроизводящуюся молекулярную систему в виде механизма активного воспроизв-ва синтеза нуклеиновых кислот и белков. Жизнь существует в виде нуклеопротеидных комплексов.
2. Клетка – миниатюрная биосистема. 5 признаков живых систем.
(см 1 вопр)
Клетка – это самостоятельная биосистема, уровень организации живой материи, кот присущи проявления основных свойств живого: 5 признаков живых систем:
1. Открытость (живые системы обмениваются с окр средой энергией, веществами, информацией) 2. Самообновление (системы эволюционируют во времени) 3. Саморегуляция (гомеостаз; системы не требуют регуляции из вне) 4. Самовоспроизведение 5. Высокоупорядоченность
Клетка представляет собой единицу строения, развития и размножения организмов -самоуправляемая система. Управляющая генетическая система клетки предствалена сложными макромолекулами - нуклеиновыми кислотами (ДНК и РНК). Клетка может существовать только как целостная система, неделимая на части. Целостность клетки обеспечивают биологические мембраны. Клетка - элемент системы более высокого ранга - организма. Части и органоиды клетки, состоящие из сложных молекул, представляют собой целостные системы более низкого ранга. Клетка рассматривается в качестве общего структурного элемента живых организмов. Клеточня теория – одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения живых организмов.
Современная клеточная теория включает следующие основные положения: 1. Клетка – единица строения (все живые существа состоят из клеток).
2. Клетка – единица жизнедеятельности (все клетки сходны по строению, химическому составу и жизненным функциям).
3.Клетка – мельчайшая единица живого (каждая клетка реализует все св-ва живого)
4. Клетка – единица размножения (кажд клетка возникает из клетки) – Р.Вирхов
3. Клетка – элементарная еденица живого. Отличительные признаки про- и эукариотических клеток.
Клетка – элементарная единица живого, основная единица строения, функционироваия, размножения и развития всех живых организмов. Клетка представляет собой биосистему, которой присущи все признаки живых систем.
Параметры сравнения |
Прокариоты (ядра нет) |
Эукариоты (есть ядро) |
Организмы |
Архебактерии, эубактерии (цианобактерии, зелёные синтезирующие бактерии;серные, метанообразующие) |
Грибы, растения, животные |
Размеры клетки | ||
Генетический материал |
2-х цепочечная Кольцевая молекула ДНК, находящаяся в нуклеоиде и плазмидах. Отсутствуют белки-гистоны. Устойчив к антибиотикам. |
Линейная ДНК организована с участиембольшого кол-ва белков в хромосомы и заключена в ядро;митохондрии и пластиды имеют собственную кольцевую ДНК. Есть белки-гистоны. |
Поверхностный аппарат |
Мембрана и надмембранные структуры (содерж Муреина в клет стенке, преоблад белков над липидами. Мезосома-впячивание мембраны внутрь для увелич поверхности. |
Плазматич.мембрана, надмембр.и субмембр.комплекс(белки, фосфолипиды, полуинтегральные белки, гликокаликс,фурмент ф.-у животных; у растений-целлюлоза). |
Цитоплазма |
Не разделена на компартменты, не содержит мембранных органоидов и волокон цитоскелета |
Есть цитоскелет, организующий цитоплазму и обеспеч.еёдвижение;находится много мембранных органелл. |
Немембр.структуры: Цитоскелет Рибосомы |
+(микротрубочки, микрофиламенты, промежут.филаменты) 80S(крупнее, чем ) |
|
Двумембр.стр-ры Митохондрии Пластиды |
-(задатки. Вместо них-лизосомы) -(АТФ и фотосинтез-в растит кл.) |
+(Имеют собственные рибосомы и кольцевую ДНК) + |
Одномембр.стр-ры ЭПС Ап-т Гольджи Лизосомы Пероксисомы Вакуоли Включения |
- (никаких нет) Белки+малые молек, зап питат вещ-ми |
+ (всё есть) (в растительной клетке) капли жира, крахмал/гликоген |
Способ деления |
Бинарное деление, перетяжка, конъюгация. Амитоз. |
Митоз, мейоз, амитоз |
Движение |
Жгутик(из одного белка фибриллина) из белка- флагмина |
Жгутики, реснички, псевдоподии(у простейших) из белка-тобулина |
Особенности метаболизма |
Способность фиксировать молек.азот. Дыхание(аэробное и анаэробное), хемосинтез и фотосинтез |
Дыхание, фотосинтез у раст., питание(аэро- и анаэробы, автотрофы-хемо и фото, гетеротрофы) |
4. Принцип компартментации. Биологическая мембрана.
Высокая упорядоченность внутреннего содержимого клетки достигается путём компартментации её объёма – подразделения на отсеки, отличающиеся деталями хим.состава. Компартментация – пространственное разделение веществ и процессов в клетке. Компартменты – отсеки, ячейки – ядро, митохондрия, пластиды, лизосомы, вакуоли, т.к. образ мембраны.
Рис. 2.3. Компартментация объема клетки с помощью мембран:
1 -ядро, 2- шероховатая цитоплазматическая есть, 3- митохондрия, 4- транспортный цитоплазматический пузырек, 5- лизосома, 6- пластинчатый комплекс, 7 - гранула секрета
Билипидный слой – гидрофобные хвосты – внутрь, гидрофильные головки – наружу.
Мембранные белки:
Мембранные липиды:
Ф-ции мембраны: барьерная (защищает внутр содерж-е клетки), поддерживает постоянную форму кл-ки; обеспечивает связь клеток; пропускает внутрь кл-ки необходимые в-ва (избират прониц-ть – мол-лы и ионы проходят через мембрану с различной скоростью, чем больше размер, тем меньше скор-ть).
Свойства мембраны:
Билипидный слой способен к самосборке;
Увелич-е пов-ти мембраны за счёт встраивания в неёмембранных пузырьков (везикул);
Белки и липиды ассиметрично расположены в плоскости мембраны;
Белки и липиды могут перемещаться в плоскости мембраны в пределах слоя (латеральное перемещ-е);
Наружн и внутр пов-ти мембраны имеют разный заряд.
Мембрана обеспечивает разделение заряженных частиц и поддержание разности потенциалов
5. Принцип клеточной компартментации. Организация и свойства биологической мембраны. История изучения.
См. 4 вопрос.
История изучения :
1902, Овертон находит липиды в составе пзазматической мебраны.
1925, Гортер и Грендел показывают наличие двойного слоя липидов в мембране эритроцитов.
1935, «бутербродная» модель Даниелли и Давсона (липидный бислой между двумя слоями белков)
Накопл-е фактов, необъяснимых с позиции «бутербродной» мембраны (мембраны очень динамичны)
1962, Мюллер создает плоскую модель искусственной мембраны 1957-1963, Робертсон формулирует понятие элементарная биологическая мембрана.
1972, создание Зингером и Николсоном жидкостно-мозаичной модели мембраны.
6. Структурная организация и свойства биологических мембран.
См. 5 вопрос
7. Мембранные белки и липиды.
Мембранные белки:
периферические (примыкают к билипидному слою) – связ с липидными головками с помощью ионных связей; легко экстрагируются из мембран.
интегральные белки (пронизывающие – имеют каналы-поры, через к-рые проходят водорастворимые в-ва; погруженные белки (полуинтегральные) – пронизывают наполовину) – взаимодействуют с липидами на основе гидрофобных связей.
Мембранные липиды:
фосфолипиды – ост-к ж.к. – идеальный компонент для реализации барьерной ф-ции
гликолипиды – ост-к ж.к. + ост-к а/к
холестерол – стероидный липид, ограничив подвижн-ть липидов, уменьшает текучесть, стабилизирует мембрану.
8. Явление осмоса в растительных и животных клетках.
Энергия АТФ, непосредственно или будучи перенесена на другие макроэргические соединения (например, креатинфосфат), в разнообразных процессах преобразуется в тот или иной вид работы. Одна из них осмотическая (поддержание перепадов концентрации веществ)
Осмос - диффузия (передвижение мол-л по градиенту конц-ции - из обл выс конц в обл низк конц) воды через полупрониц мембраны.
В раст кл-ке: Плазмолиз (когда жарко) - отток воды, содерж-е кл-ки сжим-ся и отходит от клет стенки. Деплазмолиз (прохл-но+полить) - кл-ки набух и прижим к клет стенке, подчин тургорному давл-ю (тургор - внутр гидростатич давл, вызывающее натяж-е кл стенки). Клеточная стенка способна растягиваться до определенного предела, после чего оказывает сопротивление - вытеснение воды из клеток происходит с такой же скоростью, с которой она в них поступает. (! прочность клеточной стенки не даёт раст. клеткам, в отличие от животных, лопнуть под напором).
В жив кл-ке: изотонич р-р - норма, гипертон р-р - сморщив-е, гипотонич р-р - набух-е, затем лопаются-лизис.
Рис. 1. Осмос в искусственной системе. Трубку, содержащую раствор глюкозы и закрытую с одного конца мембраной,пропускающей воду, но не пропускающей глюкозу, опускают закрытым концом в сосуд с водой. Вода может проходить через мембрану в том и в другом направлении; однако молекулы глюкозы в трубке мешают движению соседних молекул воды, и потому больше воды входит в трубку, чем выходит из нее. Раствор поднимается в трубке до тех пор, пока давление его столба не станет достаточным для того, чтобы вытеснять воду из трубки с такой же скоростью, с какой она поступает внутрь.
Осмос - процесс одностороннего проникновения молекул растворителя через полунепроницаемую мембрану в сторону большей конц. растворенного вещ-ва. отчего зависит осмос? во-первых, от общей концентрации всех растворенных частиц по обе стороны от мембраны, ну а во-вторых от давления, создаваемого каждым "р-ром" (понятие осмотического давления: такое давление на раствор, обусловленное стремлением системы (ну т.е. клетки) выровнить конц. р-ра в обеих средазх, разделенных мембраной). Наличие воды необходимо для норм. протекания всех ппроцессов, и именно благодаря осмосу происходит "обводнение" клеток и структур. У КЛЕТОК НЕТ СПЕЦ, МЕХАНИЗМА ДЛЯ НАСАСЫВАНИЯ И ОТКАЧИВАНИЯ ВОДЫ НЕПОСРЕДСТВЕННО! - поэтому приток и отток воды регулируется изменением конц. вещ-в. Клеточная стенка способна растягиваться до определенного предела, после чего оказывает сопротивление - вытеснение воды из клеток происходит с такой же скоростью, с которой она в них поступает. (! прочность клеточной стенки не даёт раст. клеткам, в отличие от животных, лопнуть под напором).
9. Особенности строения растительных клеток. Осмотические свойства растительных клеток.
Особ строен растит кл-к : жёстк целлюлозопектинов стенка,пластиды, вакуоли с клет соком.
Жёсткость кл стенки предотвращ от чрезмерн набух-я и разрыва, обуславл потерю спос-ти к передвиж-ю. За счёт роста вакуоли увел размер кл-ки, игр важн роль в регуляции поступл-я воды в кл-ку,содерж растит антибиотики,к-ые убив микроорг-мы и микроскопич грибы. Пластиды-неоднородн группа органелл растит кл-ки (хлоропл-ты, хромопл-ты и лейкопласты)
Фотос-з –синт-з сложн орг в-в из неорг приучаст солн света Свет фаза 1-поглощ-е света хлорофиллом,возбужд-е его е.2-возбужд е перемещ по цепи переноса,отдавая лишн энерг на синтез АТФ 3-фотолиз воды (итог-синтез АТФ+фотолиз воды с выдел О2) Темн фаза 1-улавлив-ся СО2 2-синтез глюкозы из СО2 с пом энерг АТФ
Отличие растительной от животной клетки: ВАКУОЛЬ. Окруж.мембраной-стонопласт.Компартмент, связанный с неподвижн обр жизни растит кл+ПЛАСТИДЫ(хлоропласты, хромопласты, лейкопласты) Функции:
Накопительная(вода, глю, к-ты, фруктоза)+ненужные и невыводимые вещ-ва Алкалоиды-биологич. Активные вещ-ва; Пигменты(окраска зависит от рН)
Поддержание осмотического давления(Тургор)
Защитная(Бактериологические св-ва-фитонциды)
Ферментативная (роль мезосомы)
Нет клеточн.центра! Не способна к фагоцитозу(мешает клет.стенка)! Механич прочность клет.стенок позволяет сущ в гипотонической среде, где в кл ОСМОТИЧЕСКИМ путем поступает вода. По мере поступления воды в клетку, возникает давление, препятствующее дальнейшему пост воды. Избыточное гидростатическое давление в клетке-ТУРГОР-обеспечение роста, сохр формы растением, определ положение в пространстве, противостояние механич воздействиям.