Šūna ir dzīvās vielas organizācijas līmenis,neatkarīga biosistēma, kurai piemīt visu dzīvo būtņu pamatīpašības. Tātad tas var attīstīties, vairoties, pārvietoties, pielāgoties un mainīties. Turklāt jebkurām šūnām ir vielmaiņa, specifiska struktūra, struktūru un funkciju sakārtotība.
Наука, которая занимается изучением клеток, - это citoloģija. Tās priekšmets ir daudzšūnu dzīvnieku un augu struktūrvienības, vienšūnas organismi - baktērijas, vienšūņi un aļģes, kas sastāv tikai no vienas šūnas.
Ja mēs runājam par vispārējo strukturālo organizācijudzīvo organismu vienības, tās sastāv no čaulas un kodola ar kodolu. Tie ietver arī šūnu organoīdus, citoplazmu. Mūsdienās ir ļoti attīstītas dažādas pētījumu metodes, taču vadošo vietu ieņem mikroskopija, kas ļauj izpētīt šūnu struktūru un izpētīt tās galvenos strukturālos elementus.
Organoīdi (saukti arī par organoīdiem) -jebkuras šūnas konstanti elementi, kas padara to veselu un veic noteiktas funkcijas. Tās ir struktūras, kas ir būtiskas, lai to turpinātu.
Organoīdi ietver kodolu, lizosomas,endoplazmatiskais tīklojums un Golgi komplekss, vakuolas un pūslīši, mitohondriji, ribosomas, kā arī šūnu centrs (centrosoma). Tas ietver arī struktūras, kas veido šūnu citoskeletu (mikrotubulus un mikrofilamentus), melanosomas. Kustības organelli ir jānošķir atsevišķi. Tās ir cilijas, flagellas, miofibrilas un pseidopodi.
Visas šīs struktūras ir savstarpēji saistītas un nodrošinakoordinēta šūnu darbība. Tāpēc jautājums: "Kas ir organoīds?" - jūs varat atbildēt, ka tas ir komponents, kuru var pielīdzināt daudzšūnu organa orgānam.
Šūnas atšķiras pēc lieluma un formas, unto funkcijas, bet tajā pašā laikā tām ir līdzīga ķīmiskā struktūra un vienots organizācijas princips. Tajā pašā laikā jautājums par to, kas ir organoīds un kādas struktūras tas ir, ir diezgan pretrunīgs. Tātad, piemēram, lizosomas vai vakuolus dažreiz nenosauc par šūnu organoīdiem.
Ja mēs runājam par šo komponentu klasifikāciju
Membrānas organellos ietilpst EPS, lizosomas un mitohondriji, kā arī lizosomas un plastīdi. Viņu membrānas var atšķirties tikai olbaltumvielu komplektā.
Funkcionālo spēju ziņāorganelli, daži no tiem spēj sintezēt noteiktas vielas. Tātad svarīgi sintēzes organelli ir mitohondriji, kuros veidojas ATP. Ribosomas, plastīdi (hloroplasti) un raupjš endoplazmatiskais tīklojums ir atbildīgi par olbaltumvielu sintēzi, gludais EPS - par lipīdu un ogļhidrātu sintēzi.
Apskatīsim organoīdu struktūru un funkcijas sīkāk.
Šī organelle ir ārkārtīgi svarīga, jo, to noņemot, šūnas pārstāj darboties un iet bojā.
Šķidro kodola daļu sauc par karioplazmu. Tas satur kodolkonstrukciju atkritumus. Blīvākā zona ir kodols, kurā ir ribosomas, sarežģīti proteīni un RNS, kā arī kālija, magnija, cinka, dzelzs un kalcija fosfāti. Kodols izzūd pirms šūnu dalīšanās un atkal izveidojas šī procesa pēdējos posmos.
EPS ir vienas membrānas organoīds. Tas aizņem pusi no šūnas tilpuma un sastāv no kanāliņiem un cisternām, kas ir savstarpēji savienotas, kā arī ar citoplazmas membrānu un kodola ārējo membrānu. Šī organoīda membrānai ir tāda pati struktūra kā plazmalēmam. Šī struktūra ir pilnīga un neatveras citoplazmā.
Endoplazmas tīklojums ir gluds ungranulēts (raupjš). Uz granulētā EPS iekšējā apvalka atrodas ribosomas, kurās notiek olbaltumvielu sintēze. Uz gludas endoplazmas retikulas virsmas ribosomu nav, bet šeit notiek ogļhidrātu un tauku sintēze.
Ņemot vērā EPS sintezēšanas spēju,aptuvenais tīklojums atrodas šūnās, kuru galvenā funkcija ir olbaltumvielu veidošanās, un gludais tīklojums atrodas šūnās, kas sintezē ogļhidrātus un taukus. Turklāt gludajā tīklojumā uzkrājas kalcija joni, kas nepieciešami šūnu vai visa ķermeņa normālai darbībai.
Jāatzīmē arī tas, ka EPS ir Golgi aparāta veidošanās vieta.
Lizosomas ir šūnu organoīdi, kaspārstāv vienas membrānas apaļas formas maisiņi ar hidrolītiskiem un gremošanas enzīmiem (proteāzes, lipāzes un nukleāzes). Lizosomu saturu raksturo skāba vide. Šo veidojumu membrānas izolē tos no citoplazmas, novēršot citu šūnu strukturālo komponentu iznīcināšanu. Kad lizosomu fermenti izdalās citoplazmā, šūna pašiznīcinās - autolīze.
Jāatzīmē, ka fermenti galvenokārt irtiek sintezēti uz aptuvena endoplazmas retikuluma, pēc tam tos pārnes uz Golgi aparātu. Šeit tie tiek pakļauti modifikācijai, tiek iesaiņoti membrānas pūslīšos un sāk atdalīties, kļūstot par neatkarīgiem šūnas komponentiem - lizosomām, kas ir primāras un sekundāras.
Ņemot vērā šo struktūru un organizāciju, var izšķirt lizosomu galvenās funkcijas:
Vakuolas ir vienas membrānas organoīdisfēriskā forma, kas ir ūdens un izšķīdušo organisko un neorganisko savienojumu rezervuāri. Šo struktūru veidošanā ir iesaistīts Golgi aparāts un EPS.
Dzīvnieku šūnā ir maz vakuolu. Tie ir mazi un aizņem ne vairāk kā 5% no tilpuma. Viņu galvenā loma ir nodrošināt vielu transportēšanu visā šūnā.
Augu šūnu vakuolas ir lielas un aizņem līdz90% no apjoma. Nobriedušā šūnā ir tikai viena vakuola, kas ieņem centrālo stāvokli. Tās membrānu sauc par tonoplastu, un tās saturu sauc par šūnu sulu. Augu vakuolu galvenās funkcijas ir nodrošināt spriedzi šūnu membrānā, dažādu savienojumu un šūnu atkritumu uzkrāšanos. Turklāt šie organoīdi augu šūnā nodrošina fotosintēzes procesam nepieciešamo ūdeni.
Ja mēs runājam par šūnu sulas sastāvu, tad tajā ietilpst šādas vielas:
Organellu struktūra, ko sauc par "aparatūru"Golgi ”ir pavisam vienkārši. Augu šūnās tie izskatās kā atsevišķi ķermeņi ar membrānu, dzīvnieku šūnās tos attēlo cisternas, kanāliņi un burbuļi. Golgi kompleksa struktūrvienība ir diktiozoma, kuru attēlo 4-6 "cisternu" un mazu pūslīšu kaudze, kas no tām atdalītas un ir intracelulāra transporta sistēma, un var kalpot arī kā lizosomu avots. Diktiozomu skaits var svārstīties no viena līdz vairākiem simtiem.
Jāatzīmē, ka EPS, lizosomas, vakuolas unarī Golgi aparāts kopā veido cauruļveida-vakuolāru sistēmu, kas sadala šūnu atsevišķās sekcijās ar atbilstošām funkcijām. Turklāt šī sistēma nodrošina nepārtrauktu membrānas atjaunošanos.
Mitohondriji - divi membrānas organellistieņa formas, sfēriskas vai pavedienu formas, kas sintezē ATP. Viņiem ir gluda ārējā virsma un iekšējā membrāna ar daudzām krokām, ko sauc par cristae. Jāatzīmē, ka cristae skaits mitohondrijos var atšķirties atkarībā no šūnas enerģijas vajadzībām. Tieši uz iekšējās membrānas ir koncentrēti daudzi fermentu kompleksi, kas sintezē adenozīna trifosfātu. Šeit ķīmisko saišu enerģija tiek pārveidota par augstas enerģijas ATP saitēm. Turklāt taukskābes un ogļhidrāti tiek sadalīti mitohondrijos, atbrīvojot enerģiju, kas tiek uzkrāta un izmantota augšanas un sintēzes procesos.
Tiek uzskatīts, ka mitohondriji radās norijotaerobo prokariotu organismu saimniekšūnā, kas izraisīja specifiska simbiotiska kompleksa veidošanos. Tātad mitohondriju DNS ir tāda pati struktūra kā mūsdienu baktēriju DNS, un olbaltumvielu sintēzi mitohondrijos un baktērijās kavē tās pašas antibiotikas.
Plastīdi ir diezgan lieli organelli. Tie atrodas tikai augu šūnās un veidojas no prekursoriem - proplastīdiem, satur DNS. Šiem organoīdiem ir svarīga loma metabolismā, un tos no citoplazmas atdala dubultā membrāna. Turklāt tajās var veidoties sakārtota iekšējo membrānu sistēma.
Plastīdi ir trīs veidu:
Kas ir organoīds, ko sauc par ribosomu? Ribosomas sauc par bezmembrānas organoīdiem, kas sastāv no diviem fragmentiem (mazas un lielas apakšvienības). To diametrs ir aptuveni 20 nm. Tie ir sastopami visu veidu šūnās. Tie ir dzīvnieku un augu šūnu organelli, baktērijas. Šīs struktūras tiek veidotas kodolā, pēc tam tās nonāk citoplazmā, kur tās brīvi atrodas vai piestiprina EPS. Atkarībā no sintezējošajām īpašībām ribosomas darbojas atsevišķi vai apvienojas kompleksos, veidojot poliribosomas. Šajā gadījumā šīs bezmembrānas organoīdus saista kurjera RNS molekula.
Ribosoma satur 4 r-RNS molekulas, kurasveido tā pamatu, kā arī dažādas olbaltumvielas. Šī organoīda galvenais uzdevums ir polipeptīdu ķēdes savākšana, kas ir olbaltumvielu sintēzes pirmais posms. Tos proteīnus, kurus veido endoplazmas retikuluma ribosomas, var izmantot viss ķermenis. Olbaltumvielas atsevišķas šūnas vajadzībām sintezē ribosomas, kas atrodas citoplazmā. Jāatzīmē, ka ribosomas ir sastopamas arī mitohondrijos un plastīdos.
Šūnas citoskeletu veido mikrocaurules unmikrofilamenti. Mikrocaurules ir cilindriskas formas 24 nm diametrā. To garums ir 100 μm-1 mm. Galvenais komponents ir olbaltumviela, ko sauc par tubulīnu. Tas nespēj sarauties, un kolhicīns to var iznīcināt. Mikrociļņi atrodas hialoplazmā un veic šādas funkcijas:
Mikrošķiedras - pavedieni, kas ir ievietoti zemplazmas membrāna un sastāv no proteīna aktīna vai miozīna. Viņi var sarauties, kā rezultātā pārvietojas citoplazma vai šūnas membrānas izvirzījums. Turklāt šie komponenti ir iesaistīti sašaurinājumu veidošanā šūnu dalīšanās laikā.
Šī organelle sastāv no 2 centriolām uncentrosfēras. Centriols ir cilindrisks. Tās sienas veido trīs mikrocaurules, kas savstarpēji savienojas, izmantojot savstarpēju saiti. Centrioles ir sakārtotas pa pāriem taisnā leņķī viena pret otru. Jāatzīmē, ka augstāko augu šūnās nav šo organellu.
Šūnu centra galvenā loma ir nodrošināt vienmērīgu hromosomu sadalījumu šūnu dalīšanās laikā. Tas ir arī citoskeleta organizācijas centrs.
Kustības organoīdi ietver cilijas, kā arīflagellu. Tie ir miniatūri matiem līdzīgi izaugumi. Flagellum satur 20 mikrotubulus. Tās pamatne atrodas citoplazmā, un to sauc par bazālo ķermeni. Karoga garums ir 100 µm vai vairāk. Flagellas, kuru izmērs ir tikai 10-20 mikroni, sauc par cilijām. Kad mikrotubulas slīd, cilija un karodziņš spēj vibrēt, izraisot pašas šūnas kustību. Citoplazmā var būt saraušanās fibrilas, ko sauc par miofibrilām - tie ir dzīvnieku šūnas organelli. Miofibrilas, kā likums, atrodas miocītos - muskuļu audu šūnās, kā arī sirds šūnās. Tie sastāv no mazākām šķiedrām (protofibrilām).
Ar karodziņu palīdzību vienšūņi pārvietojas undzīvnieku sperma. Cilia ir cilpveida apavu kustības orgāns. Dzīvniekiem un cilvēkiem tie pārklāj elpceļus un palīdz atbrīvoties no sīkām daļiņām, piemēram, putekļiem. Turklāt ir arī pseidopodi, kas nodrošina amoeboīdu kustību un ir daudzu vienšūnu un dzīvnieku šūnu (piemēram, leikocītu) elementi.
Lielākā daļa augu nevar pārvietoties kosmosā. Viņu kustības sastāv no augšanas, lapu kustības un izmaiņām šūnu citoplazmas plūsmā.
Neskatoties uz visu šūnu daudzveidību, tās visasir līdzīga struktūra un organizācija. Organellu struktūru un funkcijas raksturo identiskas īpašības, nodrošinot normālu gan atsevišķas šūnas, gan visa organisma darbību.
Šo modeli var izteikt šādi.
Organoīds | Augu šūna | Dzīvnieku šūnas | Galvenās funkcijas |
kodols | tur ir | tur ir | DNS uzglabāšana, RNS transkripcija un olbaltumvielu sintēze |
Endoplazmatiskais tīkls | tur ir | tur ir | olbaltumvielu, lipīdu un ogļhidrātu sintēze, kalcija jonu uzkrāšanās, Golgi kompleksa veidošanās |
mitohondrijos | tur ir | tur ir | ATP, pašu fermentu un olbaltumvielu sintēze |
plastīdi | tur ir | nē | piedalīšanās fotosintēzē, cietes, lipīdu, olbaltumvielu, karotinoīdu uzkrāšanās |
ribosomas | tur ir | tur ir | polipeptīdu ķēdes savākšana (olbaltumvielu sintēze) |
mikrocaurules un mikrošķiedras | tur ir | tur ir | ļauj šūnai saglabāt noteiktu formu, ir neatņemama šūnu centra, cilšu un karodziņu sastāvdaļa, nodrošina organellu kustību |
lizosomas | tur ir | tur ir | vielu sagremošana šūnas iekšienē, tās nevajadzīgo struktūru iznīcināšana, piedalīšanās šūnu reorganizācijā izraisa autolīzi |
liela centrālā vakuola | tur ir | nē | nodrošina šūnu membrānas spriedzi, uzkrājas barības vielas un šūnas atkritumus, fitoncīdus un fitohormonus, kā arī pigmentus, ir ūdens rezervuārs |
Golgi komplekss | tur ir | tur ir | izdala un uzkrāj olbaltumvielas, lipīdus un ogļhidrātus, modificē barības vielas, kas nonāk šūnā, ir atbildīga par lizosomu veidošanos |
šūnu centrs | jā, izņemot augstākus augus | tur ir | ir citoskeleta organizācijas centrs, nodrošina vienmērīgu hromosomu atdalīšanu šūnu dalīšanās laikā |
miofibrilas | nē | tur ir | nodrošina muskuļu kontrakciju |
Ja izdarām secinājumus, tad to varam teiktstarp dzīvnieku un augu šūnām ir nelielas atšķirības. Tajā pašā laikā organožu funkcionālajām iezīmēm un struktūrai (augšējā tabula to apstiprina) ir vispārējs organizācijas princips. Šūna darbojas kā saskaņota un pilnīga sistēma. Šajā gadījumā organožu funkcijas ir savstarpēji saistītas un vērstas uz optimālu darbu un šūnu vitālo funkciju uzturēšanu.
