Клетка и ее строение

Лекция 2 - Введение в биологию
Строение клетки (обзор)
Органеллы, ядро, мембраны, основные виды живых организмов (прокариоты и эукариоты), вирусы

Клеточная теория
Клетка – основная единица жизни

Размер эукариотической клетки - 15-20 мкм
Ограничение размеров клетки:
Необходимое для жизнедеятельности количество макромолекул
С увеличением объемов клетки скорости химических реакций ограничиваются скоростью диффузии молекул.
Оптимальное соотношение S/V.

Figure 3.2
Secretion being released
from cell by exocytosis
Peroxisome
Ribosomes
Rough
endoplasmic
reticulum
Nucleus
Nuclear envelope
Chromatin
Golgi apparatus
Nucleolus
Smooth endoplasmic
reticulum
Cytosol
Lysosome
Mitochondrion
Centrioles
Centrosome
matrix
Microtubule
Microvilli
Microfilament
Intermediate filaments
Plasma
membrane

Двойной липидный слой с встроенными молекулами белков
Липидный слой состоит из фосфолипидов, гликолипидов и холестерола
Гликолипиды – это липиды со встроенным углеводом
Фосфолипиды имеют гидрофобный (липид) и гидрофильный (фосфат) концы
Плазматическая (клеточная) мембрана

Жидко-мозаичная модель мембраны
Figure 3.3

Митохондрии
Figure 3.17a, b

Рибосомы
Гранулы, содержащие белки и рРНК
Место белкового синтеза
Свободные рибосомы синтезируют растворенные белки
Рибосомы, связанные с мембранами, производят белки для включения в мембраны

Эндоплазматический ретикулум (ЭР)
Трубочки и пластинки, связанные друг с другом
Связан с ядерной мембраной
2 типа – гладкий и шероховатый

Эндоплазматический ретикулум (ЭР)
Figure 3.18a, c

Шероховатый ЭР
Внешняя сторона на поверхности содержит много рибосом
Производит все мембранные белки и фосфолипиды

Гладкий ЭР
Состоит из сети трубочек
В печени – участвует в метаболизме липидов и холестерола
В печени и почках – детоксикация химических веществ
Синтез стероидных гормонов

Гладкий ЭР
В клетках кишечника – всасывание, синтез и транспорт жиров
В мышечных клетках – запас и выброс ионов кальция

Аппарат Гольджи
Стопка плоских мембранных мешков
Модификация, концентрация и упаковка белков
Транспортные пузырьки от ЭР соединяются с cis стороной Гольджи
Белки затем мигрируют к trans стороне Гольджи, откуда секреторные пузырьки отправляются к пункту назначения

Аппарат Гольджи
Figure 3.20a

Функции аппарата Гольджи
Figure 3.21

Лизосомы
Мембранные органеллы, содержащие пищеварительные ферменты
Переваривают бактерии, вирусы, токсины, отжившие органеллы, разрушают гликоген
Разрушают отмершие ткани
Разрушают костную ткань с высвобождением ионов кальция
Иммунные клетки содержат секретируемые лизосомы

Эндомембранная система
Figure 3.23

Пероксисомы
Мембранные органеллы, содержащие оксидазы и каталазы
Участвуют в синтезе жирных кислот
Обезвреживают токсичные вещества
Нейтрализуют свободные радикалы
Свободные радикалы – высокореактивные вещества с неспаренными электронами (например, O2–)

Цитоскелет
Figure 3.24a-b
Микротрубочки, микрофиламенты и промежуточные филаменты

Цитоскелет
Figure 3.24c

Микротрубочки
Трубочки состоящие из сферического белка тубулина
Отвечают за форму клетки и распределение органелл

Микрофиламенты
Нити белка актина
Присоединены к цитоплазматической стороне клеточной мембраны
Усиливают клеточную поверхность, связываются с молекулами клеточной адгезии и участвует в эндо и экзоцитозе
Актиновые миофибриллы

Промежуточные филаменты
Прочные, нерастворимые белки
Усиливают прочность клетки против натяжения и образуют десмосомы

Двигательные молекулы
Комплексы белков, участвующие в мобильности
Требуют энергии АТФ
Присоединяются к органеллам

Двигательные молекулы
Figure 3.25a

Двигательные молекулы
Figure 3.25b

Центриоли
Маленькие органеллы в форме бочонка, расположенные в центросоме около ядра
Набор 9 триплетов микротрубочек
Организуют митотическое веретено во время митоза (деления клетки)
Образуют жгутики и реснички соответствующих клеток

Центриоли
Figure 3.26a, b

Реснички
Figure 3.27a

Реснички
Figure 3.27c

Ядро
Содержит ядерную оболочку, ядрышки, хроматин и районы содержания особых белков
Хроматин содержит ДНК, содержащую гены – матрицы синтеза почти всех клеточных белков
Диктует какие и сколько белков будут синтезироваться

Ядро
Figure 3.28a

Ядерная мембрана
Селективно проницаемая двойная мембрана, содержащая поры – для транспорта макромолекул
Внутри – гелеподобная нуклеоплазма

Ядрышки
Маленькие темно-окрашенные тельца
Место образования рибосом

2 типа клеток – прокариоты и эукариоты

Прокариоты и эукариоты
3 основных древа жизни
Прокариоты – Archea и Bacteria
Эукариоты входят в царство Eukarya и включают в себя Животные, Растения, Грибы, Простейшие и некоторые Водоросли

Прокариоты и эукариоты

Вирусы
Маленькие инфекционные агенты, которые могут реплицироваться только внутри живых клеток