La struttura di una cellula animale con simboli. Unità strutturali di tutti i tessuti e organi della cellula

La cellula è la struttura più piccola dell'intero mondo vegetale e animale, il fenomeno più misterioso della natura. Anche al suo stesso livello, la cellula è estremamente complessa e contiene molte strutture che svolgono funzioni specifiche. Nel corpo, un insieme di determinate cellule forma i tessuti, i tessuti formano gli organi e questi formano i sistemi di organi. La struttura dell'animale è simile in molti modi, ma allo stesso tempo presenta differenze fondamentali. Ad esempio, la composizione chimica delle cellule è simile, i principi della struttura e dell'attività vitale sono simili, ma nelle cellule vegetali non ci sono centrioli (ad eccezione delle alghe) e l'amido funge da base di riserva nutrizionale.

Un animale si basa su tre componenti principali: nucleo, citoplasma e membrana cellulare. Insieme al nucleo, il citoplasma forma il protoplasma. La membrana cellulare è una membrana biologica (setto) che separa la cellula dall'ambiente esterno, funge da guscio per gli organelli cellulari e il nucleo e forma compartimenti citoplasmatici. Se metti il ​​preparato al microscopio, puoi vedere facilmente la struttura di una cellula animale. La membrana cellulare contiene tre strati. Gli strati esterno ed interno sono proteici e lo strato intermedio è lipidico. In questo caso, lo strato lipidico è diviso in altri due strati: uno strato di molecole idrofobiche e uno strato di molecole idrofile, disposte in un certo ordine. Sulla superficie della membrana cellulare esiste una struttura speciale: il glicocalice, che fornisce la capacità selettiva della membrana. Il guscio consente il passaggio delle sostanze necessarie e trattiene quelle che causano danni. La struttura di una cellula animale è finalizzata a garantire una funzione protettiva già a questo livello. La penetrazione delle sostanze attraverso la membrana avviene con la partecipazione diretta della membrana citoplasmatica. La superficie di questa membrana è piuttosto significativa a causa di curve, escrescenze, pieghe e villi. La membrana citoplasmatica consente il passaggio sia delle particelle piccole che di quelle più grandi.

La struttura di una cellula animale è caratterizzata dalla presenza di citoplasma, costituito principalmente da acqua. Il citoplasma è un contenitore per organelli e inclusioni. Inoltre, il citoplasma contiene anche un citoscheletro: fili proteici che partecipano al processo di delimitazione dello spazio intracellulare e al mantenimento della forma cellulare e della capacità di contrarsi. Un componente importante del citoplasma è lo ialoplasma, che determina la viscosità e l'elasticità della struttura cellulare. A seconda di fattori esterni ed interni, l'ialoplasma può cambiare la sua viscosità - diventare liquido o gelatinoso.

Quando si studia la struttura di una cellula animale, non si può fare a meno di prestare attenzione all'apparato cellulare: gli organelli che si trovano nella cellula. Tutti gli organelli hanno una struttura specifica, determinata dalle funzioni che svolgono. Il nucleo è l'unità cellulare centrale, che contiene informazioni ereditarie ed è coinvolta nel metabolismo della cellula stessa. Gli organelli cellulari comprendono il reticolo endoplasmatico, il centro cellulare, i mitocondri, i ribosomi, il complesso del Golgi, i plastidi, i lisosomi, i vacuoli. Organelli simili si trovano in qualsiasi cellula, ma, a seconda della funzione, la struttura di una cellula animale può differire in presenza di strutture specifiche.

Organidi:

I mitocondri ossidano e accumulano energia chimica;

Grazie alla presenza di particolari enzimi sintetizza grassi e carboidrati, i suoi canali facilitano il trasporto delle sostanze all'interno della cellula;

I ribosomi sintetizzano le proteine;

Il complesso del Golgi concentra le proteine, compatta i grassi sintetizzati, i polisaccaridi, forma i lisosomi e prepara le sostanze per la loro rimozione dalla cellula o per l'utilizzo diretto al suo interno;

I lisosomi scompongono carboidrati, proteine, acidi nucleici e grassi, essenzialmente digerendo i nutrienti che entrano nella cellula;

Il centro cellulare è coinvolto nel processo di divisione cellulare;

I vacuoli, grazie al contenuto di linfa cellulare, mantengono il turgore cellulare (pressione interna).

La struttura di una cellula vivente è estremamente complessa: a livello cellulare avvengono molti processi biochimici che insieme garantiscono le funzioni vitali dell'organismo.

Il citoplasma è forse la parte più importante di qualsiasi struttura cellulare, rappresentando una sorta di “tessuto connettivo” tra tutti i componenti della cellula.

Le funzioni e le proprietà del citoplasma sono diverse; il suo ruolo nel garantire la vita della cellula difficilmente può essere sopravvalutato.

Questo articolo descrive la maggior parte dei processi che si verificano nella più piccola struttura vivente a livello macro, dove il ruolo principale è svolto dalla massa gelatinosa che riempie il volume interno della cellula e le conferisce aspetto e forma.

Il citoplasma è una sostanza trasparente viscosa (simile alla gelatina) che riempie ciascuna cellula ed è delimitata dalla membrana cellulare. È costituito da acqua, sali, proteine ​​e altre molecole organiche.

Tutti gli organelli degli eucarioti, come il nucleo, il reticolo endoplasmatico e i mitocondri, si trovano nel citoplasma. La parte di esso che non è contenuta negli organelli è chiamata citosol. Sebbene possa sembrare che il citoplasma non abbia né forma né struttura, in realtà è una sostanza altamente organizzata, costituita dal cosiddetto citoscheletro (struttura proteica). Il citoplasma fu scoperto nel 1835 da Robert Brown e altri scienziati.

Composizione chimica

Principalmente il citoplasma è la sostanza che riempie la cellula. Questa sostanza è viscosa, gelatinosa, composta per l'80% da acqua ed è solitamente limpida e incolore.

Il citoplasma è la sostanza della vita, chiamata anche zuppa molecolare, in cui gli organelli cellulari sono sospesi e collegati tra loro da una membrana lipidica a doppio strato. Il citoscheletro, situato nel citoplasma, gli dà la forma. Il processo di flusso citoplasmatico garantisce il movimento delle sostanze utili tra gli organelli e la rimozione dei prodotti di scarto. Questa sostanza contiene molti sali ed è un buon conduttore di elettricità.

Come si diceva, sostanza è costituito dal 70-90% di acqua ed è incolore. In esso si verificano la maggior parte dei processi cellulari, ad esempio la glicosi, il metabolismo, i processi di divisione cellulare. Lo strato esterno vetroso trasparente è chiamato ectoplasma o corteccia cellulare, la parte interna della sostanza è chiamata endoplasma. Nelle cellule vegetali avviene il processo di flusso citoplasmatico, ovvero il flusso del citoplasma attorno al vacuolo.

Caratteristiche principali

Dovrebbero essere elencate le seguenti proprietà del citoplasma:

Struttura e componenti

Nei procarioti (come i batteri), che non hanno un nucleo legato alla membrana, il citoplasma rappresenta l'intero contenuto della cellula all'interno della membrana plasmatica. Negli eucarioti (ad esempio, cellule vegetali e animali), il citoplasma è formato da tre componenti distinti: il citosol, gli organelli e varie particelle e granuli chiamati inclusioni citoplasmatiche.

Citosol, organelli, inclusioni

Il citosol è un componente semiliquido situato all'esterno del nucleo e all'interno della membrana plasmatica. Il citosol costituisce circa il 70% del volume cellulare ed è costituito da acqua, fibre citoscheletriche, sali e molecole organiche e inorganiche disciolte in acqua. Contiene anche proteine ​​e strutture solubili come ribosomi e proteasomi. La parte interna del citosol, quella più fluida e granulare, è detta endoplasma.

La rete di fibre e le alte concentrazioni di macromolecole disciolte, come le proteine, portano alla formazione di aggregati macromolecolari, che influenzano fortemente il trasferimento di sostanze tra i componenti del citoplasma.

Organoide significa "piccolo organo" associato a una membrana. Gli organelli si trovano all'interno della cellula e svolgono funzioni specifiche necessarie per mantenere la vita di questo più piccolo elemento costitutivo della vita. Gli organelli sono piccole strutture cellulari che svolgono funzioni specializzate. Si possono citare i seguenti esempi:

• mitocondri;
• ribosomi;
• nucleo;
• lisosomi;
• cloroplasti (nelle piante);
• reticolo endoplasmatico;
• Apparato del Golgi.

All'interno della cellula c'è anche un citoscheletro, una rete di fibre che la aiutano a mantenere la sua forma.

Le inclusioni citoplasmatiche sono particelle temporaneamente sospese in una sostanza gelatinosa e costituite da macromolecole e granuli. Si possono trovare tre tipi di tali inclusioni: secretorie, nutrienti e pigmentate. Esempi di inclusioni secretorie includono proteine, enzimi e acidi. Il glicogeno (la molecola di deposito del glucosio) e i lipidi sono ottimi esempi di inclusioni nutritive e la melanina presente nelle cellule della pelle è un esempio di inclusioni di pigmenti.

Le inclusioni citoplasmatiche, essendo piccole particelle sospese nel citosol, rappresentano una vasta gamma di inclusioni presenti in diversi tipi di cellule. Questi possono essere cristalli di ossalato di calcio o biossido di silicio nelle piante, oppure granuli di amido e glicogeno. Un'ampia gamma di inclusioni sono lipidi che hanno una forma sferica, sono presenti sia nei procarioti che negli eucarioti e servono per l'accumulo di grassi e acidi grassi. Ad esempio, tali inclusioni occupano la maggior parte del volume degli adiposi, cellule di stoccaggio specializzate.

Funzioni del citoplasma nella cellula

Le funzioni più importanti possono essere presentate nella seguente tabella:

• garantire la forma della cellula;
• habitat degli organelli;
• trasporto di sostanze;
• apporto di nutrienti.

Il citoplasma serve a supportare gli organelli e le molecole cellulari. Molti processi cellulari avvengono nel citoplasma. Alcuni di questi processi includono sintesi proteica, la prima fase della respirazione cellulare, che è chiamato glicolisi, processi di mitosi e meiosi. Inoltre, il citoplasma aiuta gli ormoni a muoversi attraverso la cellula e attraverso di esso vengono rimossi anche i prodotti di scarto.

In questo liquido simile alla gelatina, che contiene enzimi che promuovono la decomposizione dei prodotti di scarto, si svolgono la maggior parte delle diverse azioni ed eventi, e qui si svolgono anche molti processi metabolici. Il citoplasma fornisce forma alla cellula, riempiendola e aiuta a mantenere gli organelli al loro posto. Senza di essa la cellula apparirebbe “sgonfia” e le varie sostanze non potrebbero spostarsi facilmente da un organello all'altro.

Trasporto di sostanze

La sostanza liquida del contenuto cellulare è molto importante per il mantenimento delle sue funzioni vitali, poiché consente un facile scambio di nutrienti tra gli organelli. Questo scambio è dovuto al processo di flusso citoplasmatico, ovvero il flusso del citosol (la parte più mobile e fluida del citoplasma) che trasporta nutrienti, informazioni genetiche e altre sostanze da un organello all'altro.

Includono anche alcuni dei processi che si verificano nel citosol trasferimento dei metaboliti. L'organello può produrre amminoacidi, acidi grassi e altre sostanze, che si spostano attraverso il citosol fino all'organello che necessita di queste sostanze.

I flussi citoplasmatici portano a la cellula stessa può muoversi. Alcune delle strutture viventi più piccole sono dotate di ciglia (piccole strutture simili a capelli all'esterno della cellula che consentono alla cellula di muoversi nello spazio). Per altre cellule, ad esempio l'ameba, l'unico modo per muoversi è il movimento del fluido nel citosol.

Apporto di nutrienti

Oltre al trasporto di vari materiali, lo spazio liquido tra gli organelli funge da sorta di camera di stoccaggio per questi materiali fino al momento in cui sono effettivamente necessari all'uno o all'altro organello. Proteine, ossigeno e vari elementi costitutivi sono sospesi all'interno del citosol. Nel citoplasma, oltre alle sostanze utili, ci sono anche prodotti metabolici che attendono il loro turno finché il processo di rimozione non li rimuove dalla cellula.

Membrana plasmatica

La membrana cellulare, o plasmatica, è una formazione che impedisce il flusso del citoplasma dalla cellula. Questa membrana è composta da fosfolipidi che formano un doppio strato lipidico, che è semipermeabile: solo alcune molecole possono penetrare in questo strato. Proteine, lipidi e altre molecole possono attraversare la membrana cellulare attraverso il processo di endocitosi, che produce una vescicola contenente queste sostanze.

Una vescicola contenente fluido e molecole si stacca dalla membrana, formando un endosoma. Quest'ultimo si sposta all'interno della cellula verso i suoi destinatari. I prodotti di scarto vengono eliminati attraverso il processo di esocitosi. In questo processo, le vescicole formate nell'apparato del Golgi si collegano a una membrana, che spinge il loro contenuto nell'ambiente. La membrana fornisce anche forma alla cellula e funge da piattaforma di supporto per il citoscheletro e la parete cellulare (nelle piante).

Cellule vegetali e animali

La somiglianza del contenuto interno delle cellule vegetali e animali indica la loro origine simile. Il citoplasma fornisce supporto meccanico alle strutture interne della cellula, che sono sospese in esso.

Il citoplasma mantiene la forma e la consistenza della cellula e contiene anche molte sostanze chimiche che sono fondamentali per il mantenimento dei processi vitali e del metabolismo.

Nel contenuto gelatinoso si verificano reazioni metaboliche come la glicosi e la sintesi proteica. Nelle cellule vegetali, a differenza delle cellule animali, c'è un movimento del citoplasma attorno al vacuolo, noto come flusso citoplasmatico.

Il citoplasma delle cellule animali è una sostanza simile ad un gel disciolto in acqua; riempie l'intero volume della cellula e contiene proteine ​​e altre importanti molecole necessarie alla vita. La massa gelatinosa contiene proteine, idrocarburi, sali, zuccheri, amminoacidi e nucleotidi, tutti gli organelli cellulari e il citoscheletro.

Il contenuto gelatinoso della cellula, delimitato da una membrana, è chiamato citoplasma di una cellula vivente. Il concetto fu introdotto nel 1882 dal botanico tedesco Eduard Strassburger.

Struttura

Il citoplasma è l'ambiente interno di qualsiasi cellula ed è caratteristico delle cellule di batteri, piante, funghi e animali.
Il citoplasma è costituito dai seguenti componenti:

• ialoplasma (citosol) - sostanza liquida;
• inclusioni cellulari - componenti opzionali della cellula;
• organelli: componenti permanenti della cellula;
• citoscheletro - struttura cellulare.

La composizione chimica del citosol comprende le seguenti sostanze:

• acqua - 85%;
• proteine ​​- 10%
• composti organici - 5%.

I composti organici includono:

• sali minerali;
• carboidrati;
• lipidi;
• composti contenenti azoto;
• una piccola quantità di DNA e RNA;
• glicogeno (caratteristico delle cellule animali).

Riso. 1. Composizione del citoplasma.

Il citoplasma contiene una fornitura di sostanze nutritive (gocce di grasso, granuli di polisaccaridi), nonché prodotti di scarto insolubili della cellula.

Il citoplasma è incolore e si muove e scorre costantemente. Contiene tutti gli organelli della cellula e media la loro interconnessione. Quando parzialmente rimosso, il citoplasma viene ripristinato. Quando il citoplasma viene completamente rimosso, la cellula muore.

La struttura del citoplasma è eterogenea. Assegnare condizionalmente due strati di citoplasma:

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• ectoplasma (plasmagel) - uno strato esterno denso che non contiene organelli;
• endoplasma (plasmasolo) - uno strato interno, più liquido, contenente organelli.

La divisione in ectoplasma ed endoplasma è chiaramente espressa nei protozoi. L'ectoplasma aiuta la cellula a muoversi.

All'esterno, il citoplasma è circondato da una membrana citoplasmatica o plasmalemma. Protegge la cellula dai danni, effettua il trasporto selettivo delle sostanze e fornisce irritabilità cellulare. La membrana è costituita da lipidi e proteine.

Attività di vita

Il citoplasma è una sostanza vitale coinvolta nei principali processi della cellula:

• metabolismo;
• crescita;
• divisione.

Il movimento del citoplasma è chiamato ciclosi o flusso citoplasmatico. Si verifica nelle cellule eucariotiche, compresi gli esseri umani. Durante la ciclosi, il citoplasma fornisce sostanze a tutti gli organelli della cellula, svolgendo il metabolismo cellulare. Il citoplasma si muove attraverso il citoscheletro consumando ATP.

All’aumentare del volume del citoplasma, la cellula cresce. Il processo di divisione del corpo di una cellula eucariotica dopo la divisione nucleare (cariocinesi) è chiamato citocinesi. Come risultato della divisione del corpo, il citoplasma insieme agli organelli viene distribuito tra due cellule figlie.

Riso. 2. Citocinesi.

Funzioni

Le principali funzioni del citoplasma in una cellula sono descritte nella tabella.

La separazione del citoplasma dalla membrana per osmosi dell'acqua in uscita è chiamata plasmolisi. Il processo inverso, la deplasmolisi, si verifica quando una quantità sufficiente di acqua entra nella cellula. I processi sono caratteristici di qualsiasi cellula tranne le cellule animali.

Voto medio: 4.7. Voti totali ricevuti: 77.

A differenza delle cellule eucariotiche e fungine, le cellule animali non hanno. Questa caratteristica è stata persa in un lontano passato dagli organismi unicellulari che l'hanno originata. La maggior parte delle cellule, sia animali che vegetali, hanno dimensioni comprese tra 1 e 100 µm (micrometri) e sono quindi visibili solo al microscopio.

Le prime testimonianze fossili di animali risalgono al periodo Vendiano (650-454 milioni di anni fa). Con questo periodo terminò la prima, ma nel periodo successivo un'esplosione di nuove forme di vita diede origine a molti dei maggiori gruppi faunistici oggi conosciuti. Ci sono prove che gli animali siano comparsi prima (505-438 milioni di anni fa).

La struttura delle cellule animali

Diagramma della struttura della cellula animale

• - organelli autoreplicanti costituiti da nove fasci di microtubuli e presenti solo nelle cellule animali. Aiutano a organizzare la divisione cellulare, ma non sono essenziali per questo processo.
• -necessario per il movimento cellulare. Negli organismi multicellulari, le ciglia funzionano per spostare fluidi o sostanze attorno a una cellula stazionaria o per o gruppi di cellule.
• - una rete di sacche che produce, elabora e trasporta composti chimici all'interno e all'esterno della cellula. È associato a un involucro nucleare a due strati, che fornisce una conduttura tra il nucleo e.
• Gli endosomi sono vescicole legate alla membrana formate da un insieme complesso di processi noti come endosomi e si trovano nel citoplasma di quasi tutte le cellule animali. Il meccanismo di base dell'endocitosi è l'opposto di ciò che avviene durante la secrezione cellulare.
• - dipartimento di distribuzione e consegna di prodotti chimici cellulari. Modifica le proteine ​​e i grassi incorporati nel reticolo endoplasmatico e li prepara anche per l'esportazione all'esterno della cellula.
• I filamenti intermedi sono un'ampia classe di proteine ​​fibrose che svolgono ruoli importanti sia come elementi strutturali che funzionali.

Divide tutte le celle (o organismi vivi) in due tipologie: procarioti E eucarioti. I procarioti sono cellule o organismi privi di nucleo, che includono virus, batteri procarioti e alghe blu-verdi, in cui la cellula è costituita direttamente dal citoplasma, in cui si trova un cromosoma - Molecola di DNA(a volte RNA).

Cellule eucariotiche hanno un nucleo contenente nucleoproteine ​​​​(proteina istonica + complesso DNA), così come altri organoidi. Gli eucarioti comprendono la maggior parte dei moderni organismi viventi unicellulari e multicellulari conosciuti dalla scienza (comprese le piante).

La struttura dei granoidi eucariotici.

Nome organoide	Struttura organoide	Funzioni dell'organoide
Citoplasma	L'ambiente interno di una cellula in cui si trovano il nucleo e altri organelli. Ha una struttura semiliquida a grana fine.	Svolge una funzione di trasporto. Regola la velocità dei processi biochimici metabolici. Fornisce l'interazione tra gli organelli.
Ribosomi	Piccoli organoidi di forma sferica o ellissoidale con un diametro compreso tra 15 e 30 nanometri.	Forniscono il processo di sintesi delle molecole proteiche e il loro assemblaggio da aminoacidi.
Mitocondri	Organelli che hanno un'ampia varietà di forme, da sferiche a filamentose. All'interno dei mitocondri sono presenti pieghe da 0,2 a 0,7 µm. Il guscio esterno dei mitocondri ha una struttura a doppia membrana. La membrana esterna è liscia e all'interno sono presenti escrescenze a forma di croce con enzimi respiratori.	Gli enzimi sulle membrane forniscono la sintesi dell'ATP (acido adenosina trifosforico). Funzione energetica. I mitocondri forniscono energia alla cellula rilasciandola durante la scomposizione dell'ATP.
Reticolo endoplasmatico (RE)	Sistema di membrane nel citoplasma che forma canali e cavità. Ne esistono due tipi: granulare, che ha ribosomi, e liscio.	Fornisce processi per la sintesi dei nutrienti (proteine, grassi, carboidrati). Le proteine ​​sono sintetizzate sull'EPS granulare, mentre i grassi e i carboidrati sono sintetizzati sull'EPS liscio. Fornisce la circolazione e il trasporto dei nutrienti all'interno della cellula.
Plastidi(organelli caratteristici solo delle cellule vegetali) sono di tre tipi:	Organelli a doppia membrana
Leucoplasti	Plastidi incolori che si trovano nei tuberi, nelle radici e nei bulbi delle piante.	Costituiscono un serbatoio aggiuntivo per immagazzinare i nutrienti.
Cloroplasti	Gli organelli sono di forma ovale e di colore verde. Sono separati dal citoplasma da due membrane a tre strati. I cloroplasti contengono clorofilla.	Convertono le sostanze organiche da quelle inorganiche utilizzando l'energia solare.
Cromoplasti	Organelli, di colore da giallo a marrone, in cui si accumula il carotene.	Promuove la comparsa di parti colorate gialle, arancioni e rosse nelle piante.
Lisosomi	Gli organelli sono di forma rotonda con un diametro di circa 1 micron, hanno una membrana sulla superficie e un complesso di enzimi all'interno.	Funzione digestiva. Digeriscono le particelle nutritive ed eliminano le parti morte della cellula.
Complesso di Golgi	Può avere forme diverse. È costituito da cavità delimitate da membrane. Dalle cavità si estendono formazioni tubolari con bolle alle estremità.	Forma lisosomi. Raccoglie ed elimina le sostanze organiche sintetizzate nell'EPS.
Centro cellulare	È costituito da un centrosfera (una sezione densa del citoplasma) e da centrioli: due piccoli corpi.	Svolge una funzione importante per la divisione cellulare.
Inclusioni cellulari	Carboidrati, grassi e proteine, che sono componenti non permanenti della cellula.	Nutrienti di riserva utilizzati per il funzionamento cellulare.
Organoidi del movimento	Flagelli e ciglia (escrescenze e cellule), miofibrille (formazioni filiformi) e pseudopodi (o pseudopodi).	Svolgono una funzione motoria e forniscono anche il processo di contrazione muscolare.

Nucleo cellulareè l'organello principale e più complesso della cellula, quindi lo considereremo