Fin_kletka

КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ
Клеточная теория — одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений и мира животных, в котором клетка рассматривается в качестве общего структурного элемента растительных и животных организмов.

Прокариоты
Сине-зеленые водоросли и бактерии
Бактерии:
Кольцевидная ДНК
Отсутствует ядерная оболочка
Отсутствуют аппарат Гольджи и митохондрии
Жгутики простые (не окружены мембраной
Имеется клеточная стенка
На поверхности могут располагаться капсула или слизистый слой

Эукариотическая клетка

Плазматическая мембрана
Давсон, Даниэлли -1930г.
Робертсон – 1935г.
Гипотеза о строении элементарной мембраны:
1.Все мембраны имеют толщину 7,5 нм
2.В электронном микроскопе они представляются 3-х слойными
3. 3-х слойность есть результат расположения белков и липидов

Жидкостно – мозаическая структура плазматической мембраны
Основная гипотеза была сформулирована в 1972 году Николсоном и Сингером
Белковые молекулы, плавающие в липидном слое, образуют своеобразную мозаику из собственных молекул.

В основе лежит двойной слой липидов (фосфолипидов),
имеющих полярные головки и длинные неполярные
хвосты, представленные цепями жирных кислот.
В двойном слое хвосты молекул обращены друг к другу, а
полярные головки образуют гидрофильные поверхности.
С заряженными головками, благодаря электростатическим
взаимодействиям соединяются периферические белки

Белки мембран различаются по своему положению в мембране:
Они могут глубоко проникать в липидный бислой или даже пронизывать его - интегральные белки,
либо разными способами прикрепляться к мембране - поверхностные белки.
Белки, частично погруженные в мембрану-
полуинтегральные.

. Расположение (локализация) белков в мембранах. Трансмембранные белки, например: 1 - гпикофорин А; 2 - рецептор адреналина. Поверхностные белки: 3 - белки, связанные с интегральными белками, например, фермент сукцинатдегидрогеназа; 4 - белки, присоединённые к полярным "головкам" липидного слоя, например, протеинкиназа С; 5 - белки, "заякоренные" в мембране с помощью короткого гидрофобного концевого домена, например, цитохром b5; 6 - "заякоренные" белки, ковалентно соединённые с липидом мембраны (например, фермент щелочная фосфатаза).

Поверхностные белки часто прикрепляются к мембране, взаимодействуя с интегральными
Ряд пищеварительных ферментов, участвующих в гидролизе крахмала и белков, прикрепляется к интегральным белкам мембран микроворсинок кишечника.
Иногда связывание белка -- необходимое условие проявления ферментативной активности. К таким белкам, например, относят протеинкиназу С, факторы свёртывания крови.

Большая часть погруженных белков -ферменты
Интегральные (погруженные ) расположены в определенном порядке, так чтобы продукт реакции переходил от одного белка к другому
Периферические белки не позволяют им изменить этот порядок «разорвать конвеер»
Интегральные белки, собираясь в кружок образуют поры, через которые некоторые макромолекулы могут переходить с одной стороны мембраны на другую.

Функции мембраны обеспечиваются благодаря избирательной проницаемости
Транспортная
диффузия (от меньшей концентрации к большей) – жирорастворимые соединения, вода;
Проникновение-перенос при помощи специфических белков- переносчиков
Облегченный транспорт с помощью белков пермеаз –транспортные белки встроенные в мембрану, работают по принципу фермента, связывающего свой субстрат. Обеспечивают перенос меняя свою конфигурацию

D) Активный транспорт - двусторонний
перенос ( калий – натриевый насос)
Натрий-калий зависимая АТФ –аза расположена в мембране, активируется при повышении концентрации ионов натрия внутри клетки
3 Na+
2K+

Эндоцитоз (фаго – и пиноцитоз)
Экзоцитоз
Рецепторная функция мембраны
Межклеточные контакты

Гликопротеид
Каталитическая
внутриклеточная часть-
фермент аденилатциклаза
АТФ
цАМФ
реакции
фосфорилирования

ЯДРО
Самая крупная органелла (3-10мкм)
Содержимое ядра отделено от цитоплазмы оболочкой, состоящей из двух(8нм) близкорасположенных мембран(30нм).На них находятся ядерные поры (Д-70-80нм),образуют ядерно-поровый комплекс, Пора представляет цилиндр, сформированный набором из 8 крупных гранул.
Строение комплекса поры (схема). 1 — перинуклеарное пространство; 2 — внутренняя ядерная мембрана; 3 — наружная ядерная мембрана; 4 — периферические гранулы; 5 — центральная гранула; 6 — фибриллы, отходящие от гранул; 7 диафрагма поры; 8 — фибриллы хроматина.

Ядро
В ядре находятся хромосомы – Днк в комп-
лексе с гистоновыми и негистоновыми белками.
Ядрышко – их возникновение связано с ядрышковыми организаторами( особыми зонами хромосом) и их число определяется числом их организаторов. В них содержатся гены р-РНК.
Кариоплазма – вязкая жидкость, напоминающая гиалоплазму, но с более высокой кислотностью.
Содержит белки, различные виды РНК, рибосо-
мы

Эндоплазматическая сеть -ЭПС
Система соединенных между собой канальцев и полостей разной величины. Их стенки представляют собой мембраны, контактирующие со всеми органеллами клетки и наружной мембраной клетки.
Структурно – функциональная система, осуществляющая обмен и перемещение веществ внутри клетки

ЭПС
Шероховатая-содержит прикрепленные рибосомы, где идет синтез белка
Гладкая ЭПС
Здесь находятся ферменты синтеза и расщепления углеводов и липидов и собственно стероидных гормонов.
Основное место биосинтеза мембран цитоплазмы.
Отщепляющиеся от нее пузырьки представляют собой материал для других одномембранных органелл- аппарат Гольджи, вакуоли, лизосомы

Аппарат Гольджи
Состоит из окруженных мембранами полостей, уложенных в стопку, в которых происходит сортировка и упаковка поступивших макромолекул.
Функция – секреторная, синтетическая, строительная, накопительная:синтез сложных углеводов – полисахаридов, их связь с белками. Синтез муцина. Транспорт липидов.Укрупнение белковых молекул. Присоединение к белкам поли и олигосахаридных цепей

Аппарат Гольджи
Представляет собой образованную мембраной систему плоских цистерн, вакуолей и мелких пузырьков. В аппарат Гольджи поступают синтезированные на мембранах эндоплазматической сети белки и липиды. Эти соединения, а также синтезируемые в комплексе полисахариды «упаковываются» в гранулы и затем либо используются самой клеткой, либо выводятся из неё. Аппарат Гольджи образует лизосомы, сократительные вакуоли простейших, а также компоненты клеточной стенки у растений. Особенно хорошо этот органоид развит в секреторных клетках, напр. в вырабатывающих слизь клетках кишечника. Открыт (1898) итальянским гистологом К. Гольджи в нервных клетках

Синтез сложных углеводов, осуществляет их связь с белками, образуя сложные комплексы -гликопротеины
Здесь образуется гликопротеин – муцин – основная составная часть слизи.
Принимает участие в транспорте липидов
Здесь идет укрупнение белковых молекул
К белкам присоединяются поли и –олигосахаридные цепи

В растительных клетках обнаруживается ряд
отдельных стопок называемых дактилосомами

Митохондрии
Энергетические станции клетки функции которых сводятся к окислению органических соединений и использованию образовавшейся при этом энергии для синтеза АТФ.
Форма, число и размеры непостоянны в зависимости от потребности клетки
Скапливаются там, где нужна энергия

В наружной мембране присутствуют большое число каналообразующего белка порина – наружная мембрана становится проницаемой для крупных молекул.
Характерной чертой качественного состава внутренней мембраны является – высокое содержание транспортных белков, ферментов дыхательной цепи, а также крупных АТФ-синтетазных комплексов
На некоторых участках обе мембраны сливаются, формируя участки,через которые в клетку поступают белки из цитоплазмы

В матриксе находятся ферментные системы окисления глюкозы и жирных кислот, а также ферменты цикла Кребса и митохондриальные ДНК
Собственный белок синтезирующий аппарат
НА кристах расположены ферменты дыхательной цепи – процесс окислительного фосфорилирования, благодаря которому АдФ превращается в АТФ при помощи сложного комплекса белков АТФ – синтетаз.

митохондрии
Белок синтезирующий аппарат
Мелкие рибосомы (Кs-55S)
ДНК – 16500 нуклеотидный последовательностей
Есть крупные рибосомы, но их мало.
Собственные белки лишь частично удовлетворяют собственные потребности митохондрии полуавтономная органелла

Процесс энергообразования
Превращение образовавшегося в цитозоле пирувата и жирных кислот в ацетил –СО –А.
Окисление ацетил –Ко –А. в цикле Кребса ведущие к образованию НАДН+ (никотинадениндинуклеотид), ФАД.Н(флавинадениндинуклеотид) и АТФ –энергоемкие соединения.
Эти процессы идут в матриксе

На кристах: окислительное
фосфорилирование
Служит для превращения энергии запасенной в процессе гликолиза и цикла Кребса в виде
НАДН+ ФАД.Н2 в энергию высокоэнергетических связей молекул АТФ.
В ходе этого процесса электроны от НАДН+ ФАД.Н2 перемещаются по многоступенчатой цепи переноса электронов к конечному их акцептору – кислороду.
При переходе электрона со ступени на ступень в определенных звеньях такой цепи освобождается энергия, которая служит для фосфорилирования АДФ в АТФ

Потребление кислорода в качестве окислителя называют «внутриклеточным дыханием» – поэтому электронно – транспортную цепь ферментов, осуществляющих перенос электронов называют дыхательной цепью.
Суммарная реакция, катализируемая ферментами дыхательной цепи, состоит в окислении НАДН+ кислородом с образованием воды

Заключительный этап:
Синтез АТФ идет в АТФ –сомах с участием АТФ – синтетаз – сложного комплекса белков

пластиды
Это полуавтономные структуры (могут существовать относительно автономно от ядерной ДНК клетки), которые присутствуют в растительных клетках. Они образуются из пропластид, которые имеются у зародыша растения. Отграничены двумя мембранами.

Выделяют три группы пластид:
1) лейкопласты. Имеют округлую форму, не окрашены и содержат питательные вещества (крахмал);
2) хромопласты. Содержат молекулы красящих веществ и присутствуют в клетках окрашенных органов растений (плодах вишни, абрикоса, помидоров);
3) хлоропласты. Это пластиды зеленых частей растения (листьев, стеблей). По строению они во многом схожи с митохондриями животных клеток. Наружная мембрана гладкая, внутренняя имеет выросты — ламеллосомы, которые заканчиваются утолщениями — тилакоидами, содержащие хлорофилл. В строме (жидкой части хлоропласта) содержатся кольцевая молекула ДНК, рибосомы, запасные питательные вещества (зерна крахмала, капли жир

Хлоропласты представляют собой структуры, ограниченные двумя мембранами — внутренней и внешней. Внешняя мембрана, как и внутренняя, имеет толщину около 7 мкм, они отделены друг от друга межмембранным пространством около 20—30 нм. Внутренняя мембрана хлоропластов отделяет строму пластиды, аналогичную матриксу митохондрий. В строме зрелого хлоропласта высших растений видны два типа внутренних мембран. Это - мембраны, образующие плоские, протяженныеламеллы стромы, и мембраны тилакоидов - плоских дисковидных вакуолей, или мешков.
Ламеллы стромы (толщиной около 20 мкм) представляют собой плоские полые мешки или же имеют вид сети из разветвленных и связанных друг с другом каналов, располагающихся в одной плоскости. Обычно ламеллы стромы внутри хлоропласта лежат параллельно друг другу и не образуют связей между собой.
Кроме мембран стромы в хлоропластах обнаруживаются мембранные тилакоиды. Это плоские замкнутые мембранные мешки, имеющие форму диска. Величина межмембранного пространства у них также около 20-30 нм. Такие тилакоиды образуют стопки наподобие столбика монет, называемые гранами (рис. 227). Число тилакоидов на одну грану очень варьирует: от нескольких штук до 50 и более

Белоксинтезирующий аппарат- находится в матриксе. Представлен кольцевой ДНК – 130 -160тыс. пар нуклеотидов - около
130 генов. Рибосомы 70s (как у
прокариотриот) Часть белков син-
тезируется самостоятельно –
полуавтономная органелла.

Фотосинтез; Световая фаза
Энергия света поглощается хлорофиллом, который фиксирован в мембранах тилакоидов и переводит его в возбужденное состояние.
Электрон в составе хлорофилла поглощает квант света определенной длины волны и перемещается на более высокий энергетический уровень этой молекулы.
Возбужденный электрон перемещается по цепи переносчиков электронов, при этом он теряет энергию.

Освободившаяся энергия служит для фосфорилирования АДФ в АТФ.
Часть возбужденных светом электронов используется также для восстановления НАДФ(никотинамидадениндинуклеотид фосфат) – это соединение захватывает возбужденные светом электроны и ион водорода и восстанавливается в результате в НАДФ.Н

Под действием солнечного света в хлоропластах происходит фотолиз воды при этом возникают электроны, которые замещают потери их хлорофиллом;
В качестве побочного продукта при этом образуется кислород

Темновая фаза
В составе хлоропласта есть фермент, который катализирует соединение молекулы углекислого газа с производным сахара рибозы.
Одна молекула гексозы или глюкозы образуется из 6 молекул СО2. При этом для синтеза молекулы гексозы приходится расходовать 18 молекул АТФ и 12 НАДФ.Н
Глюкоза полимеризуется в крахмал.

Лизосомы и вакуоли- учить самостоятельно

Немембранные органеллы клетки

Опорно – двигательная система клетки
Жгутики
Микрофиламенты
микротрубочки

МИКРОТРУБОЧКА(microtubula), полая цилиндрич. структура клеток эукариотных организмов. Дл. от 100 нм до 1 млн. нм, диам. 24 ± 2 нм, толщина стенки 4,5 нм. Осн. компонент М.— белок тубулин, кроме него в состав М. входит ок. 20 разл. белков. М. образуют сеть в цитоплазме интерфазных клеток, веретено деления клетки, входят в состав ресничек и жгутиков, базальных телец и центриолей. М. участвуют в расхождении хромосом при митозе и мейозе, в поддержании формы клетки (образуют цитоскелет), во внутриклеточном транспорте, перемещении органоидов, секреции, формировании клеточной стенки. М. способны к самосборке и распаду в клетке и in vitro. Цитоплазматич, М. и, вероятно, М. веретена находятся в динамич. равновесии с растворённым в цитоплазме тубулином. Разрушаются М. под воздействием колхицина, подофиллотоксина и их аналогов, низкой темп-ры (0°С), высокого давления (сотни атм), ионов кальция.

Микрофиламенты – тонкие белковые нити диаметром 5-8 нм, встречающиеся практически во всех типах клеток. Они могут располагаться в цитоплазме пучками, сетевидными слоями или поодиночке. Основным белком микрофиламентов является актин. В клетке актин существует в двух формах: мономерной (глобулярный актин, G-актин) и полимеризованной (фибриллярный актин, F-актин).
Основными функциями микрофиламентов являются: обеспечение определенной жесткости и упругости клетки, изменение консистенции цитоплазмы, участие в эндоцитозе и экзоцитозе, обеспечение подвижности немышечных клеток (например, нейтрофилов и макрофагов), участие в сокращении мышечных клеток и волокон и др.

Клеточный центр
Центриоль –цилиндр по окружности
которого располагаются 9 триплетов
микротрубочек