Mi a sejt és mi a felépítése. Jelentős különbségek a növényi és állati sejtek között

A sejt minden élőlény alapvető elemi egysége, ezért rendelkezik az élőlények összes tulajdonságával: rendkívül rendezett szerkezet, kívülről kapja az energiát és használja fel a munka elvégzésére és a rend fenntartására, az anyagcserére, az irritációkra való aktív reakcióra, a biológiai információk növekedése, fejlődése, szaporodása, megkettőzése és átadása az utódoknak, regeneráció (sérült szerkezetek helyreállítása), alkalmazkodás a környezethez.

T. Schwann német tudós a 19. század közepén megalkotta a sejtelméletet, melynek főbb rendelkezései szerint minden szövet és szerv sejtekből áll; a növények és állatok sejtjei alapvetően hasonlóak egymáshoz, mindegyik ugyanúgy keletkezik; az élőlények aktivitása az egyes sejtek élettevékenységeinek összege. Nagy befolyás tovább további fejlődés A sejtelméletet és általában a sejtelméletet a nagy német tudós, R. Virchow befolyásolta. Nemcsak összegyűjtötte a számos, egymástól eltérő tényt, hanem meggyőzően megmutatta, hogy a sejtek állandó szerkezetek, és csak szaporodás útján keletkeznek.

A sejtelmélet modern értelmezése szerint a következő főbb rendelkezéseket tartalmazza: a sejt az élőlények univerzális elemi egysége; Az összes élőlény sejtjei alapvetően hasonlóak szerkezetükben, működésükben és kémiai összetétel; a sejtek csak az eredeti sejt osztásával szaporodnak; A többsejtű organizmusok olyan összetett sejtszerelvények, amelyek integrált rendszereket alkotnak.

A modern kutatási módszereknek köszönhetően kiderült két fő sejttípus: összetettebben szerveződő, erősen differenciált eukarióta sejtek (növények, állatok és egyes protozoák, algák, gombák és zuzmók) és kevésbé bonyolultan szervezett prokarióta sejtek (kék-zöld algák, aktinomyceták, baktériumok, spirocheták, mikoplazmák, rickettsia, chlamydia).

A prokarióta sejtekkel ellentétben az eukarióta sejtnek kettős magmembránnal határolt magja és nagyszámú membránorganellumja van.

FIGYELEM!

A sejt az élő szervezetek alapvető szerkezeti és funkcionális egysége, amely növekedést, fejlődést, anyagcserét és energiát hajt végre, tárolja, feldolgozza és megvalósítja a genetikai információkat. Morfológiai szempontból a sejt biopolimerek összetett rendszere, amelytől elkülönülnek külső környezet plazmamembrán (plazmolemma), és egy sejtmagból és citoplazmából áll, amelyben organellumok és zárványok (granulátumok) helyezkednek el.

Milyen típusú sejtek léteznek?

A sejtek alakjukban, szerkezetükben, kémiai összetételükben és anyagcsere jellegükben változatosak.

Minden sejt homológ, azaz. számos közös szerkezeti jellemzővel rendelkeznek, amelyektől az alapvető funkciók teljesítése függ. A sejteket a szerkezet, az anyagcsere (anyagcsere) és a kémiai összetétel egysége jellemzi.

Ugyanakkor a különböző sejteknek sajátos szerkezetük is van. Ez annak köszönhető, hogy speciális funkciókat látnak el.

Sejtszerkezet

Ultramikroszkópos sejtszerkezet:

1 - citolemma (plazmamembrán); 2 - pinocitotikus vezikulák; 3 - centroszóma, sejtközpont (citocentrum); 4 - hialoplazma; 5 - endoplazmatikus retikulum: a - szemcsés retikulum membránja; b - riboszómák; 6 - a perinukleáris tér összekapcsolása az endoplazmatikus retikulum üregeivel; 7 - mag; 8 - nukleáris pórusok; 9 - nem szemcsés (sima) endoplazmatikus retikulum; 10 - nucleolus; 11 - belső retikuláris készülék (Golgi komplexum); 12 - szekréciós vakuolák; 13 - mitokondriumok; 14 - liposzómák; 15 - a fagocitózis három egymást követő szakasza; 16 - a sejtmembrán (citolemma) kapcsolata az endoplazmatikus retikulum membránjaival.

A sejt kémiai összetétele

A cella több mint 100-at tartalmaz kémiai elemek Négy a tömeg mintegy 98%-át teszi ki, ezek organogének: oxigén (65-75%), szén (15-18%), hidrogén (8-10%) és nitrogén (1,5-3,0%). A fennmaradó elemek három csoportra oszthatók: makroelemek - tartalmuk a szervezetben meghaladja a 0,01%-ot; mikroelemek (0,00001–0,01%) és ultramikroelemek (0,00001-nél kevesebb).

A makroelemek közé tartozik a kén, foszfor, klór, kálium, nátrium, magnézium, kalcium.

A mikroelemek közé tartozik a vas, cink, réz, jód, fluor, alumínium, réz, mangán, kobalt stb.

Az ultramikroelemek közé tartozik a szelén, vanádium, szilícium, nikkel, lítium, ezüst és még sok más. A mikroelemek és az ultramikroelemek igen alacsony tartalmuk ellenére nagyon fontos szerepet töltenek be fontos szerep. Főleg az anyagcserét befolyásolják. Ezek nélkül lehetetlen normál működés minden sejt és a szervezet egésze.

A sejt szervetlen és szerves anyag. Szervetlenek között legnagyobb szám víz. A sejtben lévő víz relatív mennyisége 70 és 80% között van. A víz univerzális oldószer, a sejtben minden biokémiai reakció ebben megy végbe. A víz részvételével hőszabályozást hajtanak végre. A vízben oldódó anyagokat (sók, bázisok, savak, fehérjék, szénhidrátok, alkoholok stb.) hidrofilnek nevezzük. A hidrofób anyagok (zsírok és zsírszerű anyagok) nem oldódnak vízben. Egyéb szervetlen anyagok (sók, savak, bázisok, pozitív ill negatív ionok) 1,0 és 1,5% között mozog.

A szerves anyagok közül a fehérjék (10-20%), a zsírok vagy lipidek (1-5%), a szénhidrátok (0,2-2,0%) és a nukleinsavak (1-2%) dominálnak. A kis molekulatömegű anyagok tartalma nem haladja meg a 0,5%-ot.

A fehérjemolekula olyan polimer, amely nagyszámú ismétlődő monomer egységből áll. Az aminosav fehérje monomerek (20 db) peptidkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, polipeptid láncot alkotva (a fehérje elsődleges szerkezete). Spirálba csavarodik, így kialakítva a fehérje másodlagos szerkezetét. A polipeptid lánc specifikus térbeli orientációja következtében létrejön a fehérje harmadlagos szerkezete, amely meghatározza a fehérje molekula specificitását és biológiai aktivitását. Több harmadlagos struktúra kombinálódik egymással, és egy kvaterner szerkezetet alkot.

A fehérjék alapvető funkciókat látnak el. Az enzimek biológiai katalizátorok, amelyek növelik a sebességet kémiai reakciók egy sejtben több százezer milliószor vannak fehérjék. A fehérjék, mivel minden sejtszerkezet részét képezik, plasztikus (építő) funkciót látnak el. A sejtmozgásokat is fehérjék végzik. Biztosítják az anyagok szállítását a sejtbe, a sejten kívülre és a sejten belül. A fehérjék (antitestek) védő funkciója fontos. A fehérjék az egyik energiaforrás.A szénhidrátokat monoszacharidokra és poliszacharidokra osztják. Ez utóbbiak monoszacharidokból épülnek fel, amelyek az aminosavakhoz hasonlóan monomerek. A sejtben található monoszacharidok közül a legfontosabb a glükóz, a fruktóz (hat szénatomot tartalmaz) és a pentóz (öt szénatom). A pentózok a nukleinsavak részei. A monoszacharidok vízben jól oldódnak. A poliszacharidok vízben rosszul oldódnak (állati sejtekben glikogén, növényi sejtekben - keményítő és cellulóz. A szénhidrátok energiaforrások, összetett szénhidrátok fehérjékkel kombinálva (glikoproteinek), zsírok (glikolipidek) vesznek részt a képződésben sejtfelületekés sejtkölcsönhatások.

A lipidek közé tartoznak a zsírok és a zsírszerű anyagok. A zsírmolekulák glicerinből és zsírsavakból épülnek fel. A zsírszerű anyagok közé tartozik a koleszterin, egyes hormonok és a lecitin. A lipidek, amelyek a sejtmembránok fő alkotóelemei, építő funkciót töltenek be. Lipidek - a legfontosabb források energia. Tehát, ha 1 g fehérje vagy szénhidrát teljes oxidációjával 17,6 kJ energia szabadul fel, akkor 1 g zsír teljes oxidációjával - 38,9 kJ. A lipidek hőszabályozást végeznek és védik a szerveket (zsírkapszulák).

DNS és RNS

A nukleinsavak olyan polimer molekulák, amelyeket nukleotid monomerek képeznek. A nukleotid egy purin- vagy pirimidinbázisból, egy cukorból (pentózból) és egy maradékból áll foszforsav. Minden sejtben kétféle nukleinsav létezik: dezoxiribonukleinsav (DNS) és ribonukleinsav (RNS), amelyek a bázisok és a cukrok összetételében különböznek egymástól.

A nukleinsavak térszerkezete:

(B. Alberts és munkatársai szerint, módosítással) I - RNS; II - DNS; szalagok - cukor-foszfát gerincek; A, C, G, T, U nitrogéntartalmú bázisok, a köztük lévő rácsok hidrogénkötések.

DNS molekula

A DNS-molekula két polinukleotid láncból áll, amelyek kettős hélix formájában vannak egymás körül csavarodva. Mindkét lánc nitrogéntartalmú bázisai komplementer hidrogénkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. Az adenin csak timinnel, a citozin pedig guaninnal (A-T, G-C) kombinálódik. A DNS olyan genetikai információt tartalmaz, amely meghatározza a sejt által szintetizált fehérjék specifitását, vagyis a polipeptidlánc aminosavainak sorrendjét. A DNS öröklődés útján továbbítja a sejt összes tulajdonságát. A DNS a sejtmagban és a mitokondriumban található.

RNS molekula

Egy RNS molekulát egy polinukleotid lánc alkot. A sejtekben háromféle RNS található. Információs vagy hírvivő RNS tRNS (az angol messenger - "közvetítő" szóból), amely információt továbbít a DNS nukleotidszekvenciájáról a riboszómákba (lásd alább). Transzfer RNS-t (tRNS), amely aminosavakat szállít a riboszómákba. Riboszomális RNS (rRNS), amely részt vesz a riboszómák képződésében. Az RNS megtalálható a sejtmagban, a riboszómákban, a citoplazmában, a mitokondriumokban és a kloroplasztiszokban.

Nukleinsavak összetétele:

Az összes sejtes életforma a Földön két szuperbirodalomra osztható az alkotó sejtek szerkezete alapján - prokariótákra (prenukleáris) és eukariótákra (nukleáris). A prokarióta sejtek egyszerűbb szerkezetűek; úgy tűnik, korábban keletkeztek az evolúció folyamatában. Az eukarióta sejtek összetettebbek és később keletkeztek. Az emberi testet alkotó sejtek eukarióták.

A formák sokfélesége ellenére az összes élő szervezet sejtjeinek szerveződése közös szerkezeti elvek szerint történik.

Prokarióta sejt

Eukarióta sejt

Az eukarióta sejt felépítése

Állati sejt felszíni komplexuma

Tartalmazza glikokalix, plazmamembránokés az alatta elhelyezkedő citoplazma kérgi rétege. A plazmamembránt plazmalemmának, a sejt külső membránjának is nevezik. Ez egy biológiai membrán, körülbelül 10 nanométer vastag. Elsősorban határoló funkciót lát el a sejten kívüli környezethez képest. Ezen kívül fellép szállítási funkció. A sejt nem pazarol energiát membránja integritásának megőrzésére: a molekulák ugyanazon elv szerint tartják össze a zsírmolekulákat - termodinamikailag előnyösebb, ha a molekulák hidrofób részei egymás közelében helyezkednek el. egymáshoz. A glikokalix oligoszacharidok, poliszacharidok, glikoproteinek és glikolipidek molekulái, amelyek a plazmalemmában „rögzültek”. A glikokalix receptor és marker funkciókat lát el. Az állati sejtek plazmamembránja főként foszfolipidekből és lipoproteinekből áll, fehérjemolekulákkal, különösen felszíni antigénekkel és receptorokkal tarkítva. A citoplazma kortikális (a plazmamembránnal szomszédos) rétegében specifikus citoszkeletális elemek - meghatározott módon rendezett aktin mikrofilamentumok találhatók. A kérgi réteg (cortex) fő és legfontosabb funkciója a pszeudopodiális reakciók: a pszeudopodiák kilökődése, rögzítése és összehúzódása. Ebben az esetben a mikrofilamentumok átrendeződnek, meghosszabbodnak vagy lerövidülnek. A sejt alakja (például mikrobolyhok jelenléte) a kérgi réteg citoszkeletonjának szerkezetétől is függ.

Citoplazma szerkezete

A citoplazma folyékony komponensét citoszolnak is nevezik. Fénymikroszkóp alatt úgy tűnt, hogy a sejtet valami folyékony plazma vagy szol tölti meg, amelyben a sejtmag és más organellumok „lebegtek”. Valójában ez nem igaz. Az eukarióta sejt belső tere szigorúan rendezett. Az organellumok mozgását speciális transzportrendszerek, az úgynevezett mikrotubulusok koordinálják, amelyek intracelluláris „útként” szolgálnak, és speciális fehérjék, a dyneinek és kinezinek, amelyek a „motorok” szerepét töltik be. Az egyes fehérjemolekulák szintén nem diffundálnak szabadon a teljes intracelluláris térben, hanem a felszínükön lévő speciális jelek segítségével, a sejt transzportrendszerei által felismert, szükséges kompartmentek felé irányítják őket.

Endoplazmatikus retikulum

Egy eukarióta sejtben létezik egy egymásba átmenő membrán kompartment (csövek és ciszternák) rendszere, amelyet endoplazmatikus retikulumnak (vagy endoplazmatikus retikulumnak, ER-nek vagy EPS-nek) neveznek. Az ER azon részét, amelynek membránjaihoz riboszómák kapcsolódnak, ún szemcsés(vagy durva) endoplazmatikus retikulum, membránjain fehérjeszintézis megy végbe. Azokat a rekeszeket, amelyek falán nincsenek riboszómák, a következő kategóriába sorolják sima(vagy szemcsés) ER, amely részt vesz a lipidszintézisben. A sima és szemcsés ER belső terei nincsenek elszigetelve, hanem átmennek egymásba és kommunikálnak a magburok lumenével.

Golgi készülék

Mag

Citoszkeleton

Centrioles

Mitokondriumok

Pro- és eukarióta sejtek összehasonlítása

A legtöbb fontos különbség Az eukariótákat a prokariótáktól a kialakult sejtmag és a membránszervecskék hosszú ideig való jelenléte különböztette meg. Azonban az 1970-1980-as években. világossá vált, hogy ez csak a citoszkeleton szerveződésének mélyebb eltéréseinek a következménye. Egy ideig azt hitték, hogy a citoszkeleton csak az eukariótákra jellemző, de az 1990-es évek közepén. baktériumokban is felfedeztek olyan fehérjéket, amelyek homológok az eukarióták citoszkeletonának fő fehérjéivel.

Egy speciálisan strukturált citoszkeleton jelenléte teszi lehetővé az eukarióták számára, hogy mobil belső membránszervecskék rendszerét hozzanak létre. Ezenkívül a citoszkeleton lehetővé teszi az endo- és exocitózis létrejöttét (feltehetően az endocitózisnak köszönhetően jelentek meg az intracelluláris szimbionták, köztük a mitokondriumok és a plasztidok az eukarióta sejtekben). Az eukarióta citoszkeleton másik fontos funkciója az eukarióta sejt magjának (mitózis és meiózis) és testének (citotómia) osztódásának biztosítása (a prokarióta sejtek osztódása egyszerűbben szerveződik). A citoszkeleton szerkezetének különbségei megmagyarázzák a pro- és eukarióták közötti egyéb különbségeket is - például a prokarióta sejtek formáinak állandóságát és egyszerűségét, valamint az eukarióta sejtek alakjának jelentős változatosságát és megváltoztatási képességét, valamint a az utóbbi viszonylag nagy mérete. Így a prokarióta sejtek mérete átlagosan 0,5-5 mikron, az eukarióta sejtek mérete átlagosan 10-50 mikron. Ezenkívül csak az eukarióták között vannak valóban óriási sejtek, például cápák vagy struccok hatalmas tojásai (a madártojásban a teljes sárgája egy hatalmas tojás), a nagy emlősök neuronjai, amelyek folyamatait a citoszkeleton erősíti. , elérheti a több tíz centiméter hosszúságot.

Anaplasia

A sejtszerkezet pusztulását (például rosszindulatú daganatokban) anaplasiának nevezik.

A sejtfelfedezés története

Az első ember, aki sejteket látott, az angol tudós, Robert Hooke volt (ezt a Hooke-törvénynek köszönhetjük). Abban az évben, hogy megértse, miért úszik olyan jól a parafafa, Hooke elkezdte megvizsgálni a parafa vékony részeit egy általa továbbfejlesztett mikroszkóp segítségével. Felfedezte, hogy a parafa sok apró sejtre van osztva, ami a kolostori cellákra emlékeztette, és ezeket a sejteket celláknak nevezte (angolul cell jelentése „sejt, sejt, sejt”). Ugyanebben az évben Anton van Leeuwenhoek (-) holland mester először használt mikroszkóppal „állatokat” – mozgó élőlényeket – egy csepp vízben. Így már eleje XVIII században a tudósok tudták, hogy nagy nagyítás mellett a növényeknek sejtszerkezetük van, és láttak néhány organizmust, amelyeket később egysejtűeknek neveztek. Az élőlények szerkezetének sejtelmélete azonban csak a 19. század közepén alakult ki, miután megjelentek az erősebb mikroszkópok, és kidolgozták a sejtek rögzítésének és festésének módszereit. Egyik alapítója Rudolf Virchow volt, de elképzelései számos hibát tartalmaztak: például azt feltételezte, hogy a sejtek gyengén kapcsolódnak egymáshoz, és mindegyik „önmagában” létezik. Csak később sikerült bizonyítani a sejtrendszer integritását.

A sejtek azok az alapegységek, amelyekből minden élő szervezet felépül. Egy modern olvasó számára, aki egy ilyen kijelentést triviálisnak tart, meglepőnek tűnhet, hogy minden élőlény sejtszerkezete egyetemességének felismerése alig több mint 100 évvel ezelőtt történt.

Első sejtelmélet Matthias Jakob Schleiden botanikus és Theodor Schwann zoológus fogalmazta meg 1839-ben; ezek a kutatók egymástól függetlenül, a növényi és állati szövetek tanulmányozása eredményeként jutottak el hozzá. Nem sokkal ezután, 1859-ben Rudolf Virchow megerősítette a sejt kizárólagos szerepét az „élőanyag” tárolójaként, megmutatva, hogy minden sejt csak már létező sejtekből származik: „Omnis cellula e cellula” (minden sejt egy sejtből). Mivel a sejtek nagyon konkrét objektumok, amelyeket könnyű megfigyelni, mindezen felfedezések után a sejtek kísérleti tanulmányozása felváltotta az „életről” és a kétes elméleti vitákat. Tudományos kutatás, olyan homályos fogalmakon alapul, mint a "protoplazma" fogalma.

A következő száz évben a sejtet tanulmányozó tudósok két teljesen különböző pozícióból közelítették meg ezt az objektumot. A citológusok folyamatosan javuló mikroszkópokat használva folytatták az ép sejt mikroszkopikus és szubmikroszkópos anatómiájának fejlesztését. Kezdve a sejt gondolatával, mint egy kocsonyaszerű anyagcsomóval, amelyben semmit nem lehetett észrevenni,

a héjon kívül lefedő, a sejtmag közepén elhelyezkedő zselatinos citoplazmán kívül meg tudták mutatni, hogy a sejt egy összetett szerkezet, amely különböző organellumokra differenciálódik, amelyek mindegyike alkalmas arra, hogy egyet vagy másikat végrehajtson. létfontosságú funkciója. Segítséggel elektron mikroszkóp a citológusok elkezdték megkülönböztetni az egyes struktúrákat, amelyek részt vesznek ezen funkciók ellátásában molekuláris szinten. Ennek köszönhetően az utóbbi időben a citológusok kutatása egybeolvadt a biokémikusok munkájával, akik a sejt kényes struktúráinak kíméletlen lerombolásával kezdték; Az ilyen megsemmisítés eredményeként nyert anyag kémiai aktivitásának tanulmányozásával a biokémikusok képesek voltak megfejteni néhány, a sejtben lezajló biokémiai reakciót életfolyamatokat, beleértve a sejt anyagának létrehozásának folyamatait is.

A sejtkutatás e két területének jelenlegi metszéspontja tette szükségessé, hogy a Scientific American teljes számát az élő sejtnek szenteljük. Napjainkban a citológus különböző mikroszkópjai segítségével molekuláris szinten próbálja megmagyarázni, mit lát; így a citológusból "molekuláris biológus" lesz. A biokémikusból „biokémiai citológus” lesz, aki tanul egyaránt a sejt szerkezete és biokémiai aktivitása egyaránt. Az olvasó láthatja majd, hogy a morfológiai vagy biokémiai kutatási módszerek önmagukban nem adnak lehetőséget arra, hogy behatoljunk a sejt felépítésének és működésének titkaiba. A siker eléréséhez mindkét kutatási módszer kombinálása szükséges. Az életjelenségeknek a sejtek tanulmányozásával elért megértése azonban teljes mértékben megerősítette a 19. századi biológusok véleményét, akik azt állították, hogy élő anyag sejtszerkezetű, ahogyan a molekulák is atomokból épülnek fel.

Vita funkcionális anatómiaélő sejt talán azzal kellene kezdenünk, hogy a természetben nincs bizonyos tipikus sejt. Nagyon sokféle egysejtű élőlényt ismerünk, és az agysejtek vagy az izomsejtek szerkezetükben és funkciójukban éppúgy különböznek egymástól. Sokféleségük ellenére azonban mindegyik sejt - mindegyiknek van sejtmembránja, különböző organellumokat tartalmazó citoplazmája, és mindegyikük közepén egy mag található. Egy bizonyos szerkezet mellett minden sejtnek számos érdekes közös tulajdonsága van funkcionális jellemzői. Mindenekelőtt minden sejt képes az energia felhasználására és átalakítására, ami végső soron a zöld növények sejtjei által a napenergia felhasználásán és annak kémiai kötések energiájává történő átalakításán alapul. Különféle speciális sejtek képesek a kémiai kötésekben lévő energiát elektromos és mechanikai energiává, sőt látható fény energiává alakítani. Az energia átalakításának képessége nagyon fontos minden sejt számára, mivel ez lehetőséget ad számukra belső környezetük állandóságának és szerkezetének integritásának megőrzésére.

Az élő sejt különbözik a környezetétől élettelen természet mert nagyon nagy és rendkívül összetett molekulákat tartalmaz. Ezek a molekulák annyira egyediek, hogy az élettelen világban találkozva mindig biztosak lehetünk benne, hogy elhalt sejtek maradványairól van szó. BAN BEN korai időszakok A Föld fejlődése során, amikor először keletkezett rajta az élet, láthatóan spontán szintézis ment végbe összetett makromolekulák kisebb molekulákból. A modern körülmények között az egyik fő lehetőség a nagy molekulák egyszerűbb anyagokból történő szintetizálására megkülönböztető jellegzetességekélő sejtek.

A fehérjék ezek közé a makromolekulák közé tartoznak. Amellett, hogy a fehérjék alkotják a sejt „szilárd” anyagának nagy részét, sok közülük (enzimek) katalitikus tulajdonságokkal is rendelkeznek; ez azt jelenti, hogy képesek nagymértékben megnövelni a sejtben lezajló kémiai reakciók sebességét, különösen az energiaátalakításhoz kapcsolódó reakciók sebességét. A fehérjék szintézisét egyszerűbb egységekből - aminosavakból, amelyekből több mint 20 van, dezoxiribonukleinsavak és ribonukleinsavak (DNS és RNS) szabályozzák; A DNS és az RNS a sejtben található összes makromolekula közül talán a legösszetettebbek. Mögött utóbbi évek sőt hónapok óta megállapították, hogy a sejtmagban található DNS irányítja az RNS szintézisét, amely mind a sejtmagban, mind a citoplazmában található. Az RNS pedig egy specifikus aminosavszekvenciát biztosít a fehérjemolekulákban. A DNS és az RNS szerepe egy építész és egy építőmérnök szerepéhez hasonlítható, akiknek közös erőfeszítései eredményeként tégla-, kő- és cseréphalomból gyönyörű ház nő ki.

Az élet egyik vagy másik szakaszában minden sejt osztódik: az anyasejt növekszik, és két leánysejtet hoz létre a nagyon finom folyamat, amelyet D. Maziy cikkében ír le. Még mindig a 20. század küszöbén. a biológusok megértették, hogy ennek a folyamatnak a legfontosabb jellemzője az anyasejt magjában található speciális testek leánysejtjei közötti egyenletes eloszlása; ezeket a testeket kromoszómáknak nevezték, mivel kiderült, hogy bizonyos színezékekkel festettek. Feltételezték, hogy a kromoszómák az öröklődés hordozóiként szolgálnak; Az önszaporodásuk és eloszlásuk pontosságának köszönhetően az anyasejt minden tulajdonságát továbbítják a leánysejteknek. A modern biokémia kimutatta, hogy a kromoszómák főleg DNS-ből állnak, és az egyikből fontos feladatokat A molekuláris biológia célja, hogy megtudja, hogyan kódolódik a genetikai információ ennek a makromolekulának a szerkezetében.

A jól szervezett állatok és növények sejtjei az önszaporodás és osztódás útján történő energiaátalakításon, bioszintézisen és szaporodáson túlmenően más tulajdonságokkal is rendelkeznek, amelyeknek köszönhetően alkalmazkodnak a szervezet életének összetett és összehangolt tevékenységéhez. Megtermékenyített petesejtből fejlődik ki, amely egyetlen sejt, többsejtű szervezet nem csak a sejtosztódás eredményeként következik be, hanem a leánysejtek különféle speciális típusokká differenciálódása eredményeként is, amelyekből különböző szövetek képződnek. Sok esetben a differenciálódás és a specializáció után a sejtek abbahagyják az osztódást; van egyfajta antagonizmus a sejtosztódás általi differenciálódás és növekedés között.

Felnőtt szervezetben a fajok szaporodásának és populációjának bizonyos szinten tartásának képessége a petesejttől és a spermától függ. Ezek a sejtek, az úgynevezett ivarsejtek, a test összes többi sejtjéhez hasonlóan a megtermékenyített petesejt feldarabolódása és az azt követő differenciálódás folyamata során keletkeznek. Azonban a felnőtt test minden olyan részén, ahol a sejtek folyamatosan kopnak (a bőrben, a belekben stb.) csontvelő ahol előállítják alakú elemek vér), a sejtosztódás továbbra is nagyon gyakori esemény.

Alatt embrionális fejlődés Az azonos típusú differenciálódó sejtek képesek felismerni egymást. Az azonos típusba tartozó és egymáshoz hasonló sejtek olyan szövetet alkotnak, amely minden más típusú sejt számára hozzáférhetetlen. A sejtek ebben a kölcsönös vonzásában és taszításában láthatóan a sejtmembráné a főszerep. Ez a membrán emellett az egyik fő sejtkomponens, amelyhez az izomsejtek működése kapcsolódik (a test mozgási képességét biztosítja), idegsejtek(a szervezet összehangolt tevékenységéhez szükséges kapcsolatok létrehozása) és az érzékszervi sejtek (irritációk kívülről és belülről észlelése).

Bár a természetben nincs olyan sejt, amely képes lenne? tipikusnak tartjuk, hasznosnak tartjuk ennek egy bizonyos modelljét, az úgynevezett „kollektív” sejtet létrehozni, amely egyesítené az összes sejtben valamilyen mértékben kifejezett morfológiai jellemzőket.

Még egy körülbelül 100 angström vastagságú sejtmembránban is (1 angström egyenlő a milliméter tíz milliomod részével), amely hagyományos mikroszkóp alatt csak egy határvonalnak tűnik, az elektronmikroszkópos vizsgálat feltár egy bizonyos szerkezetet. Igaz, még mindig szinte semmit sem tudunk erről a szerkezetről, de magát a jelenlétét sejt membrán összetett szerkezet jól egyezik mindazzal, amit a funkcionális tulajdonságairól tudunk. Például a vörösvérsejtek és az idegsejtek membránjai képesek megkülönböztetni a nátriumionokat a káliumionoktól, bár ezek az ionok hasonló méretűek és azonosak. elektromos töltés. Ezeknek a sejteknek a membránja segíti a káliumionok bejutását a sejtbe, de „ellenáll” a nátriumionoknak, és ez nem csak a permeabilitáson múlik; más szóval, a membrán képes „aktívan szállítani ionokat”. Ezenkívül a sejtmembrán mechanikusan nagy molekulákat és makroszkopikus részecskéket von be a sejtbe. Az elektronmikroszkóp lehetővé tette a citoplazmában található organellumok finom szerkezetébe való behatolást is, amelyek a hagyományos mikroszkópban szemcséknek tűnnek. A legfontosabb organellumok a zöld növényi sejtek kloroplasztjai és a mitokondriumok, amelyek állati és növényi sejtekben egyaránt megtalálhatók. Ezek az organellumok a Föld összes életének „erőművei”. Finom szerkezetük egy adott funkcióhoz igazodik: a kloroplasztiszokban - a napfény energiájának megkötésére a fotoszintézis során, a mitokondriumokban pedig - az energia kinyerésére (a sejtbe jutó tápanyagok kémiai kötéseibe ágyazva) az oxidáció és a légzés folyamatában. Ezek az „erőművek” biztosítják a cellában végbemenő különféle folyamatokhoz szükséges energiát, úgymond „kényelmes csomagolásban” - egy foszfát kötések energiája formájában. kémiai vegyület, adenozin-trifoszfát (ATP).

Az elektronmikroszkóp segítségével világosan meg lehet különböztetni a mitokondriumokat összetett finom szerkezetükkel a többi, megközelítőleg azonos méretű testtől - a lizoszómáktól. De Duve kimutatta, hogy a lizoszómák emésztőenzimeket tartalmaznak, amelyek a nagy molekulákat, például zsírokat, fehérjéket és nukleinsavakat kisebb komponensekre bontják, amelyeket mitokondriális enzimek oxidálhatnak. A lizoszómák membránja izolálja az ezekben a testekben található emésztőenzimeket a citoplazma többi részétől. A membrán felszakadása és a lizoszómákban lévő enzimek felszabadulása gyorsan sejtlízishez (feloldódáshoz) vezet.

A citoplazma számos egyéb zárványt tartalmaz, amelyek kevésbé elterjedtek a sejtekben különféle típusok. Közülük a centroszómák és a kinetoszómák különösen érdekesek. A Centroszómák szabályos mikroszkóppal csak a sejtosztódás idején láthatók; nagyon fontos szerepet játszanak, az orsó pólusait képezik - ez a berendezés, amely a kromoszómákat két leánysejt közé húzza. Ami a kinetoszómákat illeti, csak azokban a sejtekben találhatók meg, amelyek speciális csillók vagy flagellák segítségével mozognak; Mindegyik csilló vagy flagellum tövében egy kinetoszóma található. Mind a centroszómák, mind a kinetoszómák képesek önreprodukcióra: a sejtosztódás során minden centroszómapár egy másik pár ilyen testet eredményez; Amikor egy új csilló jelenik meg a sejtfelszínen, egy kinetoszómát kap, amely az egyik meglévő kinetoszóma önmegkettőzésének eredménye. A múltban egyes citológusok azt a véleményüket fejezték ki, hogy e két organellum szerkezete nagymértékben hasonló, annak ellenére, hogy funkcióik teljesen eltérőek. Az elektronmikroszkópos vizsgálatok megerősítették ezt a feltételezést. Minden organellum 11 rostból áll; közülük kettő a központban, a maradék kilenc pedig a periférián található. Pontosan így van elrendezve minden csilló és minden zászló. Ennek a szerkezetnek a pontos célja nem ismert, de kétségtelenül összefügg a csillók és a flagellák összehúzódásával. Lehetséges, hogy a „monomolekuláris izom” ugyanaz az elve áll a kinetoszóma és a centroszóma működésének hátterében, amelyek teljesen eltérő funkciókat látnak el.

Az elektronmikroszkóp lehetővé tette az elmúlt évek citológusainak egy másik feltételezésének megerősítését, nevezetesen a „citoszkeleton” - a citoplazma láthatatlan szerkezetének - létezésének feltételezését. A legtöbb sejtben elektronmikroszkóp segítségével a belső membránok összetett rendszere észlelhető, amely hagyományos mikroszkóppal láthatatlan. Néhány ilyen membrán felülete sima, míg másoknak az egyik felülete érdes az azt borító apró szemcsék miatt. BAN BEN különböző sejtek ezeket a membránrendszereket ben fejlesztették ki változó mértékben; az amőbában nagyon egyszerűek, és azokban a speciális sejtekben, amelyekben intenzív fehérjeszintézis megy végbe (például a máj vagy a hasnyálmirigy sejtjeiben), nagyon erősen elágazóak és jelentős szemcsézettséggel rendelkeznek.

Az elektronmikroszkópos szakemberek ezeket a megfigyeléseket eltérően értékelik. A legszélesebb körben elfogadott álláspont K. Porteré, aki az „endoplazmatikus retikulum” elnevezést javasolta erre a membránrendszerre; véleménye szerint a mozgás a membránok által alkotott tubulusok hálózatán keresztül történik különféle anyagok a külső sejtmembrántól a nukleáris membránig. Egyes kutatók a belső membránt a külső membrán folytatásának tekintik; A szerzők szerint a belső membrán mély mélyedéseinek köszönhetően jelentősen megnő a sejt érintkezési felülete az azt mosó folyadékkal. Ha valóban ennyire fontos a membrán szerepe, akkor azt várnánk, hogy a sejtnek van egy olyan mechanizmusa, amely lehetővé teszi, hogy folyamatosan új membránt hozzon létre. J. Palad felvetette, hogy ilyen mechanizmus a titokzatos Golgi-készülék, amelyet először C. Golgi olasz citológus fedezett fel a múlt század végén. Elektronmikroszkóppal sikerült megállapítani, hogy a Golgi-készülék egy sima membránból áll, amely gyakran az endoplazmatikus retikulum folytatásaként szolgál.

A membrán „belső” felületét borító szemcsék természete kétségtelen. Ezek a szemcsék különösen jól expresszálódnak olyan sejtekben, amelyek nagy mennyiségű fehérjét szintetizálnak. Mint T. Kaspersson és a cikk szerzője körülbelül 20 évvel ezelőtt kimutatta, az ilyen sejtek különböznek egymástól magas tartalom RNS. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy ezek a granulátumok rendkívül gazdagok RNS-ben, és ennek megfelelően nagyon aktívak a fehérjeszintézisben. Ezért riboszómáknak nevezik őket.

A citoplazma belső határát a sejtmagot körülvevő membrán képezi. Még mindig sok nézeteltérés van ennek a membránnak a szerkezetét illetően, amelyet elektronmikroszkóppal figyelünk meg. Külsőleg kettős film, melynek külső rétegében a citoplazma felé nyíló gyűrűk vagy lyukak találhatók. Egyes kutatók ezeket a gyűrűket pórusoknak tekintik, amelyeken keresztül a nagy molekulák a citoplazmából a sejtmagba vagy a sejtmagból a citoplazmába jutnak. Mivel a membrán külső rétege gyakran szorosan érintkezik az endoplazmatikus retikulummal, az is felmerült, hogy a magburok részt vesz ennek a retikulumnak a membránjainak kialakításában. Az is előfordulhat, hogy az endoplazmatikus retikulum tubulusain átáramló folyadékok felhalmozódnak a magburok két rétege közötti térben.

A sejtmag tartalmazza a sejt legfontosabb szerkezeteit - kromatinszálakat, amelyek a sejtben található összes DNS-t tartalmazzák. Amikor egy sejt nyugalomban van (vagyis a két osztódás közötti növekedési időszakban), a kromatin szétszóródik a sejtmagban. Ennek köszönhetően a DNS eléri a maximális érintkezési felületet a sejtmag más anyagaival, amelyek valószínűleg anyagként szolgálnak RNS-molekulák felépítéséhez és önreprodukciójához. Miközben a sejt felkészül az osztódásra, a kromatin összeáll és tömörül kromoszómákká, majd egyenletesen eloszlik a két leánysejt között.

A nukleolusok nem olyan megfoghatatlanok, mint a kromatin; ezek a gömb alakú testek jól láthatóak a sejtmagban, ha hagyományos mikroszkóppal figyeljük. Egy elektronmikroszkóp segítségével láthatjuk, hogy a sejtmag tele van kis szemcsékkel, hasonlóan a citoplazma riboszómáihoz. A sejtmagok RNS-ben gazdagok, és úgy tűnik, hogy a fehérje- és RNS-szintézis aktív központjai. A sejt funkcionális anatómiájának leírásának kiegészítéseként megjegyezzük, hogy a kromatin és a nukleolusok egy amorf fehérjeszerű anyagban - a maglében - lebegnek.

A sejt felépítéséről korszerű kép kialakítása kifinomult berendezések és fejlettebb kutatási módszerek kidolgozását követelte meg. A közönséges fénymikroszkóp ma is fontos eszköz. Kutatásra azonban belső szerkezet Az ezt a mikroszkópot használó sejteknek általában meg kell ölniük a sejtet, és meg kell festeniük különféle festékekkel, amelyek szelektíven felfedik fő szerkezetét. Ezen struktúrák élő sejtben történő aktív állapotának megtekintéséhez különféle mikroszkópokat fejlesztettek ki, beleértve a fáziskontraszt, az interferencia, a polarizáció és a fluoreszcenciát; mindezek a mikroszkópok a fény felhasználásán alapulnak. BAN BEN Utóbbi időben Az elektronmikroszkóp a citológusok fő kutatási eszközévé válik. Az elektronmikroszkóp használatát azonban „nehezíti, hogy a vizsgált tárgyakat exponálni kell összetett folyamatok feldolgozás és rögzítés, ami elkerülhetetlenül az eredeti festmények megsértését vonja maga után, különféle torzításokkal és műtermékekkel. Ennek ellenére haladunk, és egyre közelebb kerülünk egy élő sejt nagy nagyítású vizsgálatához.

Nem kevésbé figyelemre méltó a biokémia technikai berendezéseinek fejlődésének története. Az egyre növekvő forgási sebességű centrifugák létrehozása lehetővé teszi a cella tartalmának egyre nagyobb, ill. nagyobb számban külön frakciókat. Ezeket a frakciókat kromatográfiával és elektroforézissel tovább választják és felosztják. Klasszikus módszerek Az elemzést mára a korábban meghatározható mennyiségeknél és térfogatoknál 1000-szer kisebb vizsgálatra tudták adaptálni. A tudósok képesek voltak több amőba vagy több tojás légzési sebességének mérésére tengeri sün vagy meghatározza bennük az enzimtartalmat. Végül az autoradiográfia, egy radioaktív nyomjelzőket használó módszer, lehetővé teszi az ép élő sejtben végbemenő dinamikus folyamatok szubcelluláris szinten történő megfigyelését.

A gyűjtemény összes többi cikke a sejtkutatás e két legfontosabb irányának egyesítésével elért sikereknek és a biológia előtt megnyíló további távlatoknak szól. Összefoglalva, hasznosnak tűnik számomra bemutatni, hogyan használják a citológiai és biokémiai megközelítések kombinációját egy probléma – a sejtmagnak a sejt életében betöltött szerepének – megoldására. A sejtmag eltávolítása egy egysejtű szervezetből nem jelenti a citoplazma azonnali halálát. Ha az amőbát két felére osztja, az egyikben hagyja a magot, és mindkét felét éhezteti, akkor mindkettő körülbelül két hétig fog élni; egysejtű protozoonban a papucsban a csillók verése a sejtmag eltávolítása után több napig megfigyelhető; Az acetabularia óriás egysejtű algák magmentes töredékei több hónapig élnek, és még egészen észrevehető regenerációra is képesek. Így a sejt számos alapvető életfolyamata, beleértve (az acetabularia esetében) a növekedési és differenciálódási folyamatokat, előfordulhat teljes hiánya gének és DNS. Az acetabularia magmentes fragmentumai képesek például fehérjék, sőt specifikus enzimek szintetizálására, bár ismert, hogy a fehérjeszintézist gének szabályozzák. Ezeknek a töredékeknek a szintézis képessége azonban fokozatosan elhalványul. Ezen adatok alapján megállapíthatjuk, hogy a sejtmagban a DNS hatására valamilyen anyag képződik, amely a citoplazmába kerül, ahol fokozatosan hasznosul. Az ilyen, citológiai és biokémiai módszerek egyidejű alkalmazásával végzett kísérletekből számos fontos következtetés vonható le.

Először is, a sejtmagot kell tekinteni a nukleinsavak (a DNS és az RNS) szintézisének fő központjának. Másodszor, a nukleáris RNS (vagy annak egy része) belép a citoplazmába, ahol közvetítő szerepet tölt be, genetikai információt továbbítva a DNS-ből a citoplazmába. Végül a kísérletek azt mutatják, hogy a citoplazma, és különösen a riboszómák, a specifikus fehérjék, például enzimek szintézisének fő színtereként szolgálnak. Hozzá kell tenni, hogy a független RNS szintézis lehetősége a citoplazmában nem tekinthető kizártnak, és az ilyen szintézis megfelelő körülmények között kimutatható az acetabularia magmentes fragmenseiben.

A jelenlegi adatoknak ez a rövid vázlata világosan mutatja, hogy a sejt nemcsak morfológiai, hanem fiziológiai egység is.

Az ember legértékesebb dolga az övé saját életés szerettei életét. A legértékesebb dolog a Földön általában az élet. És az élet, minden élő szervezet alapja a sejtek. Elmondhatjuk, hogy a földi életnek sejtszerkezete van. Ezért olyan fontos tudni hogyan épülnek fel a sejtek. A sejtek szerkezetét a citológia – a sejtek tudománya – tanulmányozza. De a sejtek gondolata minden biológiai tudományág számára szükséges.

Mi az a sejt?

A fogalom meghatározása

Sejt Minden élőlény szerkezeti, funkcionális és genetikai egysége, amely örökletes információkat tartalmaz, membránmembránból, citoplazmából és organellumokból áll, és képes fenntartani, cserélni, szaporodni és fejlődni. © Sazonov V.F., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015..

A cellának ez a meghatározása, bár rövid, de teljesen teljes. A sejt egyetemességének 3 oldalát tükrözi: 1) strukturális, i.e. szerkezeti egységként 2) funkcionális, azaz. tevékenységi egységként, 3) genetikai, i.e. mint az öröklődés és a generációváltás egysége. A sejt fontos jellemzője az örökletes információ jelenléte benne nukleinsav - DNS formájában. A meghatározás tükrözi a sejtszerkezet legfontosabb jellemzőjét is: a sejtet és környezetét elválasztó külső membrán (plazmolemma) jelenlétét. ÉS, végül az élet 4 legfontosabb jele: 1) a homeosztázis fenntartása, i.e. a belső környezet állandósága állandó megújulásának körülményei között, 2) anyag-, energia- és információcsere a külső környezettel, 3) a szaporodási képesség, azaz. önszaporodásra, szaporodásra, 4) a fejlődési képességre, i.e. növekedéshez, differenciálódáshoz és morfogenezishez.

Egy rövidebb, de nem teljes definíció: Sejt az élet elemi (legkisebb és legegyszerűbb) egysége.

A cella teljesebb meghatározása:

Sejt A biopolimerek rendezett, strukturált rendszere, amelyet egy aktív membrán határol, és alkotja a citoplazmát, a sejtmagot és az organellumokat. Ez a biopolimer rendszer egyetlen anyagcsere-, energia- és információs folyamatban vesz részt, amely fenntartja és reprodukálja az egész rendszer egészét.

Textil felépítésében, funkciójában és eredetében hasonló sejtek gyűjteménye, amelyek közös funkciót látnak el. Az emberben a szövetek négy fő csoportjában (hámszövet, kötőszövet, izom és idegszövet) körülbelül 200 különféle típusok specialized cells [Faler D.M., Shields D. Molecular biology of cells: A Guide for doctors. / Per. angolról - M.: BINOM-Press, 2004. - 272 p.].

A szövetek pedig szerveket, a szervek pedig szervrendszereket alkotnak.

Az élő szervezet a sejtből indul ki. A sejten kívül nincs élet, a sejten kívül csak az életmolekulák átmeneti létezése lehetséges, például vírusok formájában. De az aktív létezéshez és szaporodáshoz még a vírusoknak is szükségük van sejtekre, még ha idegenek is.

Sejtszerkezet

Az alábbi ábrán 6 biológiai objektum szerkezeti diagramja látható. Elemezze, melyik tekinthető sejtnek, és melyik nem, a „sejt” fogalmának meghatározásának két lehetőségével. Adja meg válaszát táblázat formájában:

Sejtszerkezet elektronmikroszkóp alatt

Membrán

A sejt legfontosabb univerzális szerkezete az sejtmembrán (szinonimája: plasmalemma), vékony film formájában fedi le a sejtet. A membrán szabályozza a sejt és környezete közötti kapcsolatot, nevezetesen: 1) részben elválasztja a sejt tartalmát a külső környezettől, 2) összekapcsolja a sejt tartalmát a külső környezettel.

Mag

A második legfontosabb és univerzális sejtszerkezet a sejtmag. Nem minden sejtben van jelen, ellentétben a sejtmembránnal, ezért helyezzük a második helyre. A sejtmag kettős DNS-szálat (dezoxiribonukleinsavat) tartalmazó kromoszómákat tartalmaz. A DNS szakaszok templátok a hírvivő RNS felépítéséhez, amelyek viszont templátként szolgálnak a citoplazmában lévő összes sejtfehérje felépítéséhez. Így a sejtmag mintegy „tervrajzokat” tartalmaz a sejt összes fehérjéjének szerkezetére vonatkozóan.

Citoplazma

Félig folyékony belső környezet a sejteket az intracelluláris membránok kompartmentekre osztják. Általában citoszkeletonnal rendelkezik, hogy fenntartson egy bizonyos formát, és állandó mozgásban van. A citoplazma organellumokat és zárványokat tartalmaz.

Harmadik helyre helyezhetjük az összes többi sejtszerkezetet, amelynek saját membránja lehet, és amelyeket organellumoknak nevezünk.

Az organellumok állandó, szükségszerűen jelenlévő sejtstruktúrák, amelyek meghatározott funkciókat látnak el, és meghatározott szerkezettel rendelkeznek. Szerkezetük alapján az organellumok két csoportra oszthatók: membránszervecskék, amelyek szükségszerűen tartalmaznak membránokat, és nem membránszervecskék. A membránszervecskék viszont lehetnek egymembránosak - ha egy membránból és kettős membránból állnak -, ha az organellumok héja kettős és két membránból áll.

Zárványok

A zárványok a sejt nem állandó szerkezetei, amelyek megjelennek benne és eltűnnek az anyagcsere folyamata során. 4 típusú zárvány létezik: trofikus (tápanyag-utánpótlással), szekréciós (váladékot tartalmazó), kiválasztó ("felszabaduló" anyagokat tartalmaz) és pigmentes (pigmenteket - színező anyagokat tartalmaz).

Sejtszerkezetek, beleértve az organellumokat ( )

Zárványok . Nem sorolhatók organellumok közé. A zárványok a sejt nem állandó szerkezetei, amelyek megjelennek benne és eltűnnek az anyagcsere folyamata során. 4 típusú zárvány létezik: trofikus (tápanyag-utánpótlással), szekréciós (váladékot tartalmazó), kiválasztó ("felszabaduló" anyagokat tartalmaz) és pigmentes (pigmenteket - színező anyagokat tartalmaz).

1. (plazmolemma).
2. Nucleus nucleolusszal .
3. Endoplazmatikus retikulum : érdes (szemcsés) és sima (agranuláris).
4. Golgi komplexum (készülék) .
5. Mitokondriumok .
6. Riboszómák .
7. Lizoszómák . A lizoszómák (a gr. lízisből - „bomlás, feloldódás, szétesés” és a szóma - „test”) 200-400 mikron átmérőjű hólyagok.
8. Peroxiszómák . A peroxiszómák 0,1-1,5 µm átmérőjű mikrotestek (vezikulák), amelyeket membrán vesz körül.
9. Proteaszómák . A proteaszómák speciális organellumok a fehérjék lebontására.
10. Fagoszómák .
11. Mikrofilamentumok . Mindegyik mikrofilamentum globuláris aktin fehérje molekulák kettős hélixe. Ezért az aktintartalom még a nem izomsejtekben is eléri az összes fehérje 10%-át.
12. Köztes szálak . Ezek a citoszkeleton alkotóelemei. Vastagabbak, mint a mikrofilamentumok, és szövetspecifikusak:
13. Mikrotubulusok . A mikrotubulusok sűrű hálózatot alkotnak a sejtben. A mikrotubulus fala a tubulin fehérje globuláris alegységeinek egyetlen rétegéből áll. A keresztmetszetben 13 alegység látható, amelyek gyűrűt alkotnak.
14. Sejtközpont .
15. Plasztidok .
16. Vacuolák . A vakuolák egymembránú organellumok. Ezek membrán „tartályok”, szerves és szervetlen anyagok vizes oldataival töltött buborékok.
17. Cilia és flagella (speciális organellumok) . 2 részből állnak: a citoplazmában található bazális testből és egy axonemből - a sejt felszíne feletti növekedésből, amelyet kívülről membrán borít. Biztosítsa a sejt mozgását vagy a környezet mozgását a sejt felett.

A sejt a vírusok kivételével minden élő szervezet alapvető szerkezeti és funkcionális egysége. Sajátos felépítésű, sok olyan összetevőt tartalmaz, amelyek meghatározott funkciókat látnak el.

Milyen tudomány vizsgálja a sejtet?

Mindenki tudja, hogy az élő szervezetek tudománya a biológia. A sejt szerkezetét az ága - citológia - tanulmányozza.

Miből áll egy sejt?

Ez a szerkezet membránból, citoplazmából, organellumokból vagy sejtszervecskékből és egy sejtmagból áll (hiányzik a prokarióta sejtekben). A különböző osztályokba tartozó szervezetek sejtjeinek szerkezete kissé eltér. Jelentős különbségek figyelhetők meg az eukarióták és a prokarióták sejtszerkezete között.

Plazma membrán

A membrán nagyon fontos szerepet játszik - elválasztja és védi a sejt tartalmát a külső környezettől. Három rétegből áll: két fehérjerétegből és egy középső foszfolipid rétegből.

Sejtfal

Egy másik szerkezet, amely megvédi a sejtet az expozíciótól külső tényezők, tetején található plazma membrán. Jelen van a növények, baktériumok és gombák sejtjeiben. Az elsőben cellulózból áll, a másodikban - mureinból, a harmadikban - kitinből. Az állati sejtekben a membrán tetején glikokalix található, amely glikoproteinekből és poliszacharidokból áll.

Citoplazma

A membrán által határolt teljes sejtteret képviseli, a mag kivételével. A citoplazma olyan organellumokat tartalmaz, amelyek a sejt életéért felelős fő funkciókat látják el.

Organellumok és funkcióik

Egy élő szervezet sejtjének szerkezete számos struktúrát foglal magában, amelyek mindegyike meghatározott funkciót lát el. Ezeket organellumoknak vagy organellumoknak nevezik.

Mitokondriumok

Az egyik legfontosabb organellumnak nevezhetők. A mitokondriumok felelősek az élethez szükséges energia szintéziséért. Ezenkívül részt vesznek bizonyos hormonok és aminosavak szintézisében.

A mitokondriumokban az energia az ATP-molekulák oxidációja következtében termelődik, ami az ATP-szintáz nevű speciális enzim segítségével megy végbe. A mitokondriumok kerek vagy rúd alakú struktúrák. Számuk egy állati sejtben átlagosan 150-1500 darab (ez a rendeltetésétől függ). Két membránból és egy mátrixból állnak - egy félig folyékony tömegből, amely kitölti az organellum belső terét. A héjak fő összetevői a fehérjék, szerkezetükben foszfolipidek is jelen vannak. A membránok közötti teret folyadék tölti ki. A mitokondriális mátrix olyan szemcséket tartalmaz, amelyek felhalmozódnak bizonyos anyagokat, például az energiatermeléshez szükséges magnézium- és kalciumionokat, valamint poliszacharidokat. Ezenkívül ezeknek az organellumoknak van saját fehérje-bioszintézis-készülékük, hasonlóan a prokariótákhoz. Mitokondriális DNS-ből, egy sor enzimből, riboszómákból és RNS-ből áll. A prokarióta sejt szerkezetének megvannak a maga sajátosságai: nem tartalmaz mitokondriumokat.

Riboszómák

Ezek az organellumok riboszomális RNS-ből (rRNS) és fehérjékből állnak. Nekik köszönhetően a transzlációt hajtják végre - a fehérjeszintézis folyamatát egy mRNS (hírvivő RNS) mátrixon. Egy sejtben akár tízezer ilyen organellum is lehet. A riboszómák két részből állnak: kicsiből és nagyból, amelyek közvetlenül egyesülnek az mRNS jelenlétében.

A riboszómák, amelyek részt vesznek a sejt számára szükséges fehérjék szintézisében, a citoplazmában koncentrálódnak. Azok pedig, amelyek segítségével a sejten kívülre szállított fehérjék termelődnek, a plazmamembránon helyezkednek el.

Golgi komplexus

Csak az eukarióta sejtekben van jelen. Ez az organellum diktoszómákból áll, amelyek száma általában körülbelül 20, de akár több százat is elérhet. A Golgi-készülék csak az eukarióta szervezetek sejtszerkezetében szerepel. A mag közelében található, és bizonyos anyagok, például poliszacharidok szintézisét és tárolását végzi. Lizoszómák képződnek benne, amelyekről az alábbiakban lesz szó. Ez az organellum is része kiválasztó rendszer sejteket. A diktaszómák lapított korong alakú ciszternák halmazai formájában jelennek meg. Ezeknek a struktúráknak a szélein vezikulák képződnek, amelyek olyan anyagokat tartalmaznak, amelyeket el kell távolítani a sejtből.

Lizoszómák

Ezek az organellumok kis vezikulák, amelyek egy sor enzimet tartalmaznak. Szerkezetükben egy membrán található, amelyet fehérjeréteg borít a tetején. A lizoszómák funkciója az anyagok intracelluláris emésztése. A hidroláz enzimnek köszönhetően ezen organellumok segítségével zsírok, fehérjék, szénhidrátok, nukleinsavak bomlanak le.

Endoplazmatikus retikulum (reticulum)

Az összes eukarióta sejt sejtszerkezete magában foglalja az EPS (endoplazmatikus retikulum) jelenlétét is. Az endoplazmatikus retikulum csövekből és membránnal ellátott lapított üregekből áll. Ennek az organellumnak két típusa van: durva és sima hálózat. Az elsőt az a tény különbözteti meg, hogy a riboszómák a membránjához kapcsolódnak, a második nem rendelkezik ezzel a tulajdonsággal. A durva endoplazmatikus retikulum a sejtmembrán kialakulásához vagy egyéb célokra szükséges fehérjék és lipidek szintetizálásának funkcióját látja el. Smooth részt vesz a zsírok, szénhidrátok, hormonok és egyéb anyagok termelésében, kivéve a fehérjéket. Az endoplazmatikus retikulum emellett az anyagok sejten belüli szállításának funkcióját is ellátja.

Citoszkeleton

Mikrotubulusokból és mikrofilamentumokból áll (aktin és intermedier). A citoszkeleton összetevői fehérjék polimerei, főleg aktin, tubulin vagy keratin. A mikrotubulusok a sejt alakjának megőrzését szolgálják, mozgásszerveket képeznek egyszerű organizmusokban, mint pl. csillófélék, chlamydomonas, euglena stb. Az aktin mikrofilamentumok váz szerepét is betöltik. Ezenkívül részt vesznek az organellumok mozgásának folyamatában. A különböző sejtekben lévő intermedierek különböző fehérjékből épülnek fel. Megőrzik a sejt alakját, és állandó helyzetben rögzítik a sejtmagot és más organellumokat is.

Sejtközpont

Centriolokból áll, amelyek üreges henger alakúak. Falait mikrotubulusok alkotják. Ez a szerkezet részt vesz az osztódás folyamatában, biztosítva a kromoszómák eloszlását a leánysejtek között.

Mag

Az eukarióta sejtekben az egyik legfontosabb organellum. Ez tárolja a DNS-t, amely az egész szervezetről, annak tulajdonságairól, a sejt által szintetizálandó fehérjékről stb. titkosítja az információkat. Egy héjból áll, amely védi a genetikai anyagot, a nukleáris nedvet (mátrixot), a kromatint és a sejtmagot. A héj két porózus membránból áll, amelyek egymástól bizonyos távolságra vannak. A mátrixot fehérjék képviselik, kedvező környezetet képez a mag belsejében az örökletes információk tárolására. A nukleáris nedv fonalas fehérjéket tartalmaz, amelyek támaszként szolgálnak, valamint RNS-t. Szintén jelen van itt a kromatin, a kromoszóma létezésének interfázisos formája. A sejtosztódás során csomókból rúd alakú struktúrákká alakul.

Nucleolus

Ez a sejtmag különálló része, amely a riboszomális RNS képződéséért felelős.

Az organellumok csak a növényi sejtekben találhatók

A növényi sejtekben vannak olyan organellumok, amelyek nem jellemzőek más élőlényekre. Ide tartoznak a vakuolák és a plasztidok.

Vacuole

Ez egyfajta tározó, ahol a tartalék tápanyagokat, valamint a sűrű sejtfal miatt nem eltávolítható salakanyagokat tárolják. A citoplazmától egy speciális membrán, az úgynevezett tonoplaszt választja el. A sejt működése során az egyes kis vakuolák egy nagy - a központi -ba egyesülnek.

Plasztidok

Ezeket az organellumokat három csoportra osztják: kloroplasztokra, leukoplasztokra és kromoplasztokra.

Kloroplasztok

Ezek a növényi sejt legfontosabb szervei. Nekik köszönhetően fotoszintézis megy végbe, melynek során a sejt megkapja a számára szükséges tápanyagokat. tápanyagok. A kloroplasztiszoknak két membránja van: külső és belső; mátrix - az anyag, amely kitölti a belső teret; saját DNS és riboszómák; keményítő szemek; gabonafélék. Ez utóbbiak klorofillt tartalmazó tilakoidok halmazaiból állnak, amelyeket egy membrán vesz körül. Bennük megy végbe a fotoszintézis folyamata.

Leukoplasztok

Ezek a struktúrák két membránból, egy mátrixból, DNS-ből, riboszómákból és tilakoidokból állnak, de ez utóbbiak nem tartalmaznak klorofillt. A leukoplasztok tartalék funkciót látnak el, tápanyagokat halmoznak fel. Speciális enzimeket tartalmaznak, amelyek lehetővé teszik a keményítő glükózból történő előállítását, amely valójában tartalék anyagként szolgál.

Kromoplasztok

Ezeknek az organellumoknak a szerkezete megegyezik a fent leírtakkal, azonban tilakoidokat nem tartalmaznak, de vannak olyan karotinoidok, amelyeknek sajátos színük van, és közvetlenül a membrán mellett helyezkednek el. Ezeknek a szerkezeteknek köszönhető, hogy a virágszirmok egy bizonyos színűre vannak festve, ami lehetővé teszi, hogy vonzza a beporzó rovarokat.