O celulă este un nivel de organizare a materiei vii,un biosistem independent care are proprietățile de bază ale tuturor ființelor vii. Deci, se poate dezvolta, înmulți, muta, adapta și schimba. În plus, orice celulă are un metabolism, o structură specifică, ordinea structurilor și funcțiilor.
Știința care studiază celulele estecitologie. Subiectul său este unitățile structurale ale animalelor și plantelor multicelulare, organismelor unicelulare - bacterii, protozoare și alge, formate dintr-o singură celulă.
Dacă vorbim despre organizarea generală a structuriiunități de organisme vii, acestea constau dintr-o coajă și un nucleu cu un nucleol. Acestea includ, de asemenea, organite celulare, citoplasmă. Astăzi, o varietate de metode de cercetare sunt extrem de dezvoltate, dar locul principal este ocupat de microscopie, care vă permite să studiați structura celulelor și să explorați principalele sale elemente structurale.
Organoizi (numiți și organite) -elemente constitutive constante ale oricărei celule care o fac întreagă și îndeplinesc anumite funcții. Acestea sunt structuri care sunt vitale pentru a-l menține.
Organoidele includ nucleul, lizozomii,reticul endoplasmatic și complexul Golgi, vacuole și vezicule, mitocondrii, ribozomi, precum și centrul celular (centrosom). Aceasta include și structurile care formează citoscheletul celulei (microtubuli și microfilamente), melanosomi. Organele de mișcare ar trebui să fie distinse separat. Acestea sunt cilii, flagelii, miofibrilele și pseudopodele.
Toate aceste structuri sunt interconectate și asigurăactivitate celulară coordonată. De aceea întrebarea: „Ce este un organoid?” - puteți răspunde că aceasta este o componentă care poate fi echivalată cu un organ al unui organism multicelular.
Celulele variază în mărime și formă șifuncțiile lor, dar în același timp au o structură chimică similară și un singur principiu de organizare. În același timp, problema ce este un organoid și ce structuri este este destul de controversată. Deci, de exemplu, lizozomii sau vacuolele nu sunt uneori denumite organite celulare.
Dacă vorbim despre clasificarea acestor componentecelulele, apoi secretă organele non-membranare și membranare. Non-membrana este centrul celular și ribozomii. Organele de mișcare (microtubuli și microfilamente) sunt, de asemenea, lipsite de membrane.
Organitele de membrană includ EPS, lizozomi și mitocondrii, precum și lizozomi și plastide. Membranele lor pot diferi doar în setul de proteine.
Când vine vorba de capacitatea funcționalăorganite, unele dintre ele sunt capabile să sintetizeze anumite substanțe. Deci, organite importante de sinteză sunt mitocondriile, în care se formează ATP. Ribozomii, plastidele (cloroplastele) și reticulul endoplasmatic aspru sunt responsabile pentru sinteza proteinelor, EPS netedă - pentru sinteza lipidelor și carbohidraților.
Să luăm în considerare structura și funcțiile organelor în detaliu.
Această organetă este extrem de importantă, deoarece atunci când este îndepărtată, celulele încetează să mai funcționeze și mor.
Partea lichidă a nucleului se numește carioplasmă.Conține produse reziduale ale structurilor nucleare. Cea mai densă zonă este nucleolul, care conține ribozomi, proteine complexe și ARN, precum și fosfați de potasiu, magneziu, zinc, fier și calciu. Nucleolul dispare înainte de diviziunea celulară și se formează din nou în ultimele etape ale acestui proces.
EPS este o singură membrană organoidă.Ocupă jumătate din volumul celulei și este format din tubuli și cisterne, care sunt interconectate, precum și cu membrana citoplasmatică și membrana exterioară a nucleului. Membrana acestui organoid are aceeași structură ca și plasmalemul. Această structură este completă și nu se deschide în citoplasmă.
Reticulul endoplasmatic este neted șigranular (aspru). Pe membrana interioară a EPS granular se află ribozomi, în care are loc sinteza proteinelor. Pe suprafața reticulului endoplasmatic neted, ribozomii sunt absenți, dar aici are loc sinteza carbohidraților și a grăsimilor.
Având în vedere capacitatea de sintetizare a EPS,reticulul dur este localizat în celule, a căror funcție principală este formarea de proteine, iar reticulul neted este situat în celulele care sintetizează carbohidrați și grăsimi. În plus, ionii de calciu se acumulează în reticulul neted, care sunt necesari pentru funcționarea normală a celulelor sau a corpului în ansamblu.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că EPS este locul formării aparatului Golgi.
Lizozomii sunt organite celulare caresunt reprezentate de saci monomembranali de formă rotundă cu enzime hidrolitice și digestive (proteaze, lipaze și nucleaze). Conținutul lizozomilor se caracterizează printr-un mediu acid. Membranele acestor formațiuni le izolează de citoplasmă, prevenind distrugerea altor componente structurale ale celulelor. Când enzimele lizozomului sunt eliberate în citoplasmă, celula se autodistruge - autoliza.
Trebuie remarcat faptul că enzimele sunt în primul rândsunt sintetizate pe un reticul endoplasmatic dur, după care sunt transferate în aparatul Golgi. Aici suferă modificări, sunt împachetate în vezicule membranare și încep să se separe, devenind componente independente ale celulei - lizozomii, care sunt primari și secundari.
Având în vedere această structură și organizare, se pot distinge principalele funcții ale lizozomilor:
Vacuolele sunt organite cu o singură membranăformă sferică, care sunt rezervoare de apă și compuși organici și anorganici dizolvați. Aparatul Golgi și EPS sunt implicate în formarea acestor structuri.
Există puține vacuole în celula animală. Sunt mici și nu ocupă mai mult de 5% din volum. Rolul lor principal este de a asigura transportul substanțelor în întreaga celulă.
Vacuolele cu celule vegetale sunt mari și ocupă până la90% din volum. Într-o celulă matură, există un singur vacuol, care ocupă o poziție centrală. Membrana sa se numește tonoplast, iar conținutul său se numește seva celulară. Funcțiile principale ale vacuolelor vegetale sunt de a asigura tensiunea membranei celulare, acumularea de diverși compuși și deșeuri ale celulei. În plus, aceste organite din celula plantei furnizează apa necesară procesului fotosintetic.
Dacă vorbim despre compoziția sucului celular, atunci acesta include următoarele substanțe:
Structura organelor numite „aparatGolgi ”este destul de simplu. În celulele vegetale, ele arată ca niște corpuri separate cu o membrană; în celulele animale, acestea sunt reprezentate de cisterne, tubuli și vezicule. Unitatea structurală a complexului Golgi este un dictiozom, care este reprezentat de un teanc de 4-6 „cisterne” și vezicule mici, care sunt separate de ele și sunt un sistem de transport intracelular și pot servi și ca sursă de lizozomi. Numărul dictiozomilor poate varia de la una la câteva sute.
Trebuie remarcat faptul că EPS, lizozomi, vacuoli șide asemenea, aparatul Golgi formează împreună sistemul tubular-vacuolar, care împarte celula în zone separate cu funcțiile corespunzătoare. În plus, acest sistem asigură reînnoirea continuă a membranei.
Mitocondriile - două organite cu membranăforme în formă de tijă, sferice sau filamentoase care sintetizează ATP. Au o suprafață exterioară netedă și o membrană interioară cu numeroase pliuri numite criste. Trebuie remarcat faptul că numărul de criste în mitocondrii poate varia în funcție de necesitățile energetice ale celulei. Pe membrana interioară se concentrează numeroase complexe enzimatice care sintetizează adenozin trifosfat. Aici, energia legăturilor chimice este convertită în legături ATP de mare energie. În plus, în mitocondrii, acizii grași și carbohidrații sunt defalcați cu eliberarea de energie, care este acumulată și utilizată pentru procesele de creștere și sinteză.
Se crede că mitocondriile au apărut atunci când au fost ingerateîn celula gazdă a organismelor procariote aerobe, ceea ce a dus la formarea unui complex simbiotic specific. Deci, ADN-ul mitocondrial are aceeași structură ca ADN-ul bacteriilor moderne, iar sinteza proteinelor în mitocondrii și bacterii este inhibată de aceleași antibiotice.
Plastidele sunt organite destul de mari.Sunt prezente doar în celulele vegetale și sunt formate din precursori - proplastide, conțin ADN. Aceste organite joacă un rol important în metabolism și sunt separate de citoplasmă printr-o membrană dublă. În plus, în ele se poate forma un sistem ordonat de membrane interne.
Plastidele sunt de trei tipuri:
Ce este un organoid numit ribozom?Ribozomii sunt numiți organite non-membranare, formate din două fragmente (subunități mici și mari). Diametrul lor este de aproximativ 20 nm. Se găsesc în toate tipurile de celule. Acestea sunt organite de animale și celule vegetale, bacterii. Aceste structuri se formează în nucleu, după care trec în citoplasmă, unde sunt localizate liber sau atașate la EPS. În funcție de proprietățile de sinteză, ribozomii funcționează singuri sau se combină în complexe pentru a forma polirribozomi. În acest caz, aceste organite non-membranare sunt legate de molecula ARN mesager.
Ribozomul conține 4 molecule de r-ARN, carealcătuiesc cadrul său, precum și diverse proteine. Sarcina principală a acestui organoid este colectarea lanțului polipeptidic, care este prima etapă a sintezei proteinelor. Acele proteine care sunt formate de ribozomii reticulului endoplasmatic pot fi utilizate de întregul corp. Proteinele pentru nevoile unei celule individuale sunt sintetizate de ribozomi, care sunt localizați în citoplasmă. Trebuie remarcat faptul că ribozomii se găsesc și în mitocondrii și plastide.
Citoscheletul celular este format din microtubuli șimicrofilamente. Microtubulii sunt formațiuni cilindrice cu diametrul de 24 nm. Lungimea lor este de 100 μm-1 mm. Componenta principală este o proteină numită tubulină. Nu se poate contracta și poate fi distrus de colchicină. Microtubulii sunt localizați în hialoplasmă și îndeplinesc următoarele funcții:
Microfilamente - fire care sunt plasate submembrana plasmatică și sunt compuse din proteina actină sau miozină. Se pot contracta, rezultând mișcarea citoplasmei sau proeminența membranei celulare. În plus, aceste componente sunt implicate în formarea constricțiilor în timpul diviziunii celulare.
Acest organet este format din 2 centrioli șicentrosfere. Centriolul este cilindric. Pereții săi sunt formați din trei microtubuli, care se îmbină între ei prin reticulare. Centriolii sunt dispuși în perechi în unghi drept unul cu celălalt. Trebuie remarcat faptul că celulele plantelor superioare sunt lipsite de aceste organite.
Rolul principal al centrului celular este de a asigura o distribuție uniformă a cromozomilor în timpul diviziunii celulare. Este, de asemenea, centrul organizației citoscheletului.
Organoidele de mișcare includ cilii, precum șiflagel. Acestea sunt creșteri în formă de păr miniatural. Flagelul conține 20 de microtubuli. Baza sa este situată în citoplasmă și se numește corp bazal. Lungimea flagelului este de 100 µm sau mai mult. Flagelii, care au o dimensiune de doar 10-20 microni, se numesc cilii. Când microtubulii alunecă, cilii și flagelii pot vibra, provocând mișcarea celulei în sine. Citoplasma poate conține fibrile contractile, care se numesc miofibrile - acestea sunt organite ale unei celule animale. Miofibrilele, de regulă, sunt localizate în miocite - celule ale țesutului muscular, precum și în celulele inimii. Sunt compuse din fibre mai mici (protofibrile).
Cu ajutorul flagelelor, protozoarele se mișcă șisperma animalelor. Ciliile sunt organul mișcării pantofilor ciliați. La animale și la oameni, acestea acoperă căile respiratorii și ajută la eliminarea particulelor fine, cum ar fi praful. În plus, există și pseudopode, care asigură mișcare amoeboidă și sunt elemente ale multor celule unicelulare și animale (de exemplu, leucocite).
Majoritatea plantelor nu se pot mișca în spațiu. Mișcările lor constau în creștere, mișcare a frunzelor și modificări ale fluxului citoplasmei celulelor.
În ciuda tuturor varietății de celule, toateau o structură și o organizare similare. Structura și funcțiile organitelor sunt caracterizate de proprietăți identice, asigurând funcționarea normală atât a unei celule individuale, cât și a întregului organism.
Acest model poate fi exprimat după cum urmează.
Organoid | Celule de plante | Cușcă pentru animale | Funcții principale |
nucleu | este acolo | este acolo | Depozitarea ADN-ului, transcrierea ARN-ului și sinteza proteinelor |
reticul endoplasmatic | este acolo | este acolo | sinteza proteinelor, lipidelor și carbohidraților, acumularea ionilor de calciu, formarea complexului Golgi |
mitocondrii | este acolo | este acolo | sinteza de ATP, enzime și proteine proprii |
plastide | este acolo | nu | participarea la fotosinteză, acumularea de amidon, lipide, proteine, carotenoizi |
ribozomi | este acolo | este acolo | colectarea lanțului polipeptidic (sinteza proteinelor) |
microtubuli și microfilamente | este acolo | este acolo | permite celulei să mențină o anumită formă, sunt o parte integrantă a centrului celular, cili și flageli, asigură mișcarea organelor |
lizozomi | este acolo | este acolo | digestia substanțelor din interiorul celulei, distrugerea structurilor sale inutile, participarea la reorganizarea celulelor, cauzează autoliza |
vacuola centrală mare | este acolo | nu | asigură tensiunea membranei celulare, acumulează substanțe nutritive și produse reziduale ale celulei, fitocide și fitohormoni, precum și pigmenți, este un rezervor de apă |
Complexul Golgi | este acolo | este acolo | secretă și acumulează proteine, lipide și carbohidrați, modifică substanțele nutritive care intră în celulă, este responsabil pentru formarea lizozomilor |
centru celular | da, cu excepția plantelor superioare | este acolo | este centrul organizării citoscheletului, asigură separarea uniformă a cromozomilor în timpul diviziunii celulare |
miofibrile | nu | este acolo | asigură contracția musculară |
Dacă tragem concluzii, atunci putem spune astaexistă diferențe minore între celulele animale și cele vegetale. În același timp, caracteristicile funcționale și structura organelor (tabelul de mai sus confirmă acest lucru) are un principiu general de organizare. Celula funcționează ca un sistem coerent și complet. În acest caz, funcțiile organitelor sunt corelate și vizează o muncă optimă și menținerea activității vitale a celulei.
