Mitohondrije i plastidi imaju svoju kružnu DNK i male ribozome, preko kojih čine dio vlastitih proteina (poluautonomne organele).
Mitohondrije sudjeluju u (oksidaciji organskih supstanci) - opskrbljuju ATP (energiju) za život ćelije i predstavljaju “energetske stanice ćelije”.
Nemembranske organele
Ribosomi- ovo su organele koje se bave... Sastoje se od dvije podjedinice koje se hemijski sastoje od ribosomske RNK i proteina. Podjedinice se sintetiziraju u nukleolu. Neki od ribozoma su vezani za EPS; ovaj EPS se naziva grubim (granularnim).
Ćelijski centar sastoji se od dvije centriole koje formiraju vreteno tokom diobe ćelije - mitoze i mejoze.
Cilia, flagella služe za kretanje.
Odaberite jednu, najispravniju opciju. Ćelijska citoplazma sadrži
1) proteinske niti
2) cilije i flagele
3) mitohondrije
4) ćelijski centar i lizozomi
Odgovori
Uspostavite korespondenciju između funkcija i organela ćelija: 1) ribozoma, 2) hloroplasta. Napišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) nalazi se na granularnom ER
B) sinteza proteina
B) fotosinteza
D) sastoji se od dvije podjedinice
D) sastoji se od grana sa tilakoidima
E) formiraju polizom
Odgovori
Uspostavite korespondenciju između strukture ćelijske organele i organele: 1) Golgijev aparat, 2) hloroplast. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) organela sa dvostrukom membranom
B) ima svoj DNK
B) ima sekretorni aparat
D) sastoji se od membrane, mehurića, rezervoara
D) sastoji se od tilakoida grana i strome
E) jednomembranska organela
Odgovori
Uspostavite korespondenciju između karakteristika i organela ćelije: 1) hloroplasta, 2) endoplazmatskog retikuluma. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) sistem tubula koje formira membrana
B) organelu čine dvije membrane
B) transportuje supstance
D) sintetiše primarnu organsku materiju
D) uključuje tilakoide
Odgovori
1. Odaberite jednu, najispravniju opciju. Jednomembranske ćelijske komponente -
1) hloroplasti
2) vakuole
3) ćelijski centar
4) ribozomi
Odgovori
2. Odaberite tri opcije. Koje ćelijske organele su odvojene od citoplazme jednom membranom?
1) Golgijev kompleks
2) mitohondrije
3) lizozom
4) endoplazmatski retikulum
5) hloroplast
6) ribosom
Odgovori
Sve sljedeće karakteristike, osim dvije, mogu se koristiti za opisivanje strukturnih karakteristika i funkcioniranja ribozoma. Identifikujte dvije karakteristike koje „ispadaju“ sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) sastoje se od tripleta mikrotubula
2) učestvuju u procesu biosinteze proteina
3) formiraju vreteno
4) formiran od proteina i RNK
5) sastoji se od dvije podjedinice
Odgovori
Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su navedeni u tabeli. Odaberite organele sa dvostrukom membranom:
1) lizozom
2) ribosom
3) mitohondrije
4) Golgijev aparat
5) hloroplast
Odgovori
Odaberite tri tačna odgovora od šest i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Organele biljnih ćelija su dvostruke membrane.
1) hromoplasti
2) centrioli
3) leukoplasti
4) ribozomi
5) mitohondrije
6) vakuole
Odgovori
NUCLEUS1-MITOHONDRIA1-RIBOSOME1
Analizirajte tabelu. Za svaku ćeliju sa slovima odaberite odgovarajući termin sa ponuđene liste:
1) jezgro
2) ribosom
3) biosinteza proteina
4) citoplazma
5) oksidativna fosforilacija
6) transkripcija
7) lizozom
Odgovori
MITOHONDRIJA2-HROMOSOM1-RIBOZOM2 
Analizirajte tabelu “Strukture eukariotske ćelije”. Za svaku ćeliju označenu slovom, odaberite odgovarajući termin sa ponuđene liste.
1) glikoliza
2) hloroplasti
3) emitovanje
4) mitohondrije
5) transkripcija
6) jezgro
7) citoplazma
8) ćelijski centar
Odgovori
LIZOSOM1-RIBOZOM3-HLOROPLAST1 
1) Golgijev kompleks
2) sinteza ugljenih hidrata
3) jednomembranska
4) hidroliza skroba
5) lizozom
6) nemembranski
Odgovori
LIZOSOM2-HLOROPLAST2-RIBOZOM4 
Analizirajte tabelu. Za svaku ćeliju označenu slovima odaberite odgovarajući termin sa ponuđene liste.
1) dvostruka membrana
2) endoplazmatski retikulum
3) biosinteza proteina
4) ćelijski centar
5) nemembranski
6) biosinteza ugljenih hidrata
7) jednomembranska
8) lizozom
Odgovori
LIZOSOME3-AG1-CHLOROPLAST3 
Analizirajte tabelu „Strukture ćelije“. Za svaku ćeliju označenu slovom, odaberite odgovarajući termin sa ponuđene liste.
1) glikoliza
2) lizozom
3) biosinteza proteina
4) mitohondrije
5) fotosinteza
6) jezgro
7) citoplazma
8) ćelijski centar
Odgovori
CHLOROPLAST4-AG2-RIBOSOME5 
Analizirajte tabelu „Strukture ćelije“. Za svaku ćeliju označenu slovom, odaberite odgovarajući termin sa ponuđene liste.
1) oksidacija glukoze
2) ribosom
3) cijepanje polimera
4) hloroplast
5) sinteza proteina
6) jezgro
7) citoplazma
8) formiranje vretena
Odgovori
AG3-MITOHONDRIJA3-LIZOZOM4 
Analizirajte tabelu “Ćelijske organele”. Za svaku ćeliju označenu slovom, odaberite odgovarajući termin sa ponuđene liste.
1) hloroplast
2) endoplazmatski retikulum
3) citoplazma
4) karioplazma
5) Golgijev aparat
6) biološka oksidacija
7) transport supstanci u ćeliji
8) sinteza glukoze
Odgovori
1. Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su navedeni u tabeli. Citoplazma obavlja niz funkcija u ćeliji:
1) komunicira između jezgra i organela
2) djeluje kao matrica za sintezu ugljikohidrata
3) služi kao lokacija jezgra i organela
4) prenosi nasljedne informacije
5) služi kao lokacija hromozoma u eukariotskim ćelijama
Odgovori
2. Identifikujte dvije istinite tvrdnje sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su naznačene. Javlja se u citoplazmi
1) sinteza ribosomskih proteina
2) biosinteza glukoze
3) sinteza insulina
4) oksidacija organskih materija u neorganske
5) sinteza ATP molekula
Odgovori
Odaberite dva tačna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Odaberite nemembranske organele:
1) mitohondrije
2) ribosom
3) jezgro
4) mikrotubule
5) Golgijev aparat
Odgovori
Sljedeće karakteristike, osim dvije, koriste se za opisivanje funkcija prikazanih ćelijskih organela. Identifikujte dvije karakteristike koje “ispadaju” sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) služi kao energetska stanica
2) razgrađuje biopolimere u monomere
3) obezbeđuje pakovanje materija iz ćelije
4) sintetiše i akumulira ATP molekule
5) učestvuje u biološkoj oksidaciji
Odgovori
Uspostavite korespondenciju između strukture organele i njenog tipa: 1) ćelijski centar, 2) ribosom
A) sastoji se od dva okomito postavljena cilindra
B) sastoji se od dvije podjedinice
B) formiraju mikrotubule
D) sadrži proteine koji osiguravaju kretanje hromozoma
D) sadrži proteine i nukleinsku kiselinu
Odgovori
Uspostaviti slijed struktura u eukariotskoj biljnoj ćeliji (počevši od vanjske strane)
1) plazma membrana
2) ćelijski zid
3) jezgro
4) citoplazma
5) hromozomi
Odgovori
Odaberite tri opcije. Po čemu se mitohondrije razlikuju od lizosoma?
1) imaju spoljnu i unutrašnju membranu
2) imaju brojne izrasline - kriste
3) učestvuje u procesima oslobađanja energije
4) u njima se pirogrožđana kiselina oksidira u ugljični dioksid i vodu
5) u njima se biopolimeri razlažu na monomere
6) učestvuju u metabolizmu
Odgovori
1. Uspostavite korespondenciju između karakteristika ćelijske organele i njenog tipa: 1) mitohondrija, 2) lizozoma. Napišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) jednomembranska organela
B) unutrašnji sadržaj - matrica
D) prisustvo krista
D) poluautonomna organela
Odgovori
2. Uspostavite korespondenciju između karakteristika i organela ćelije: 1) mitohondrija, 2) lizozoma. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) hidrolitičko cijepanje biopolimera
B) oksidativna fosforilacija
B) jednomembranska organela
D) prisustvo krista
D) formiranje digestivne vakuole kod životinja
Odgovori
3. Uspostavite korespondenciju između osobine i ćelijske organele za koju je karakteristična: 1) lizozoma, 2) mitohondrija. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) prisustvo dvije membrane
B) akumulacija energije u ATP
B) prisustvo hidrolitičkih enzima
D) varenje ćelijskih organela
D) formiranje probavnih vakuola u protozoama
E) razlaganje organskih tvari do ugljičnog dioksida i vode
Odgovori
Uspostavite korespondenciju između ćelijskih organela: 1) ćelijskog centra, 2) kontraktilne vakuole, 3) mitohondrija. Napišite brojeve 1-3 ispravnim redoslijedom.
A) učestvuje u deobi ćelija
B) Sinteza ATP-a
B) oslobađanje viška tečnosti
D) "ćelijsko disanje"
D) održavanje konstantnog volumena ćelije
E) učestvuje u razvoju flagela i cilija
Odgovori
1. Uspostavite korespondenciju između naziva organela i prisustva ili odsustva ćelijske membrane: 1) membranska, 2) nemembranska. Napišite brojeve 1 i 2 ispravnim redoslijedom.
A) vakuole
B) lizozomi
B) ćelijski centar
D) ribozomi
D) plastidi
E) Golgijev aparat
Odgovori
2. Uspostavite korespondenciju između ćelijskih organela i njihovih grupa: 1) membranskih, 2) nemembranskih. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) mitohondrije
B) ribozomi
B) centrioli
D) Golgijev aparat
D) endoplazmatski retikulum
E) mikrotubule
Odgovori
3. Koje tri od navedenih organela su membranske?
1) lizozomi
2) centrioli
3) ribozomi
4) mikrotubule
5) vakuole
6) leukoplasti
Odgovori
1. Sve osim dvije ćelijske strukture navedene u nastavku ne sadrže DNK. Identifikujte dvije ćelijske strukture koje "ispadaju" sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) ribozomi
2) Golgijev kompleks
3) ćelijski centar
4) mitohondrije
5) plastidi
Odgovori
2. Odaberite tri ćelijske organele koje sadrže nasljedne informacije.
1) jezgro
2) lizozomi
3) Golgijev aparat
4) ribozomi
5) mitohondrije
6) hloroplasti
Odgovori
3. Odaberite dva tačna odgovora od pet. U kojim su strukturama eukariotskih ćelija lokalizovani molekuli DNK?
1) citoplazma
2) jezgro
3) mitohondrije
4) ribozomi
5) lizozomi
Odgovori
Odaberite jednu, najispravniju opciju. Gdje u ćeliji postoje ribozomi, osim ER?
1) u centriolima ćelijskog centra
2) u Golgijevom aparatu
3) u mitohondrijama
4) u lizozomima
Odgovori
Koje su karakteristike strukture i funkcije ribozoma? Odaberite tri ispravne opcije.
1) imaju jednu membranu
2) sastoje se od molekula DNK
3) razgrađuju organske materije
4) sastoje se od velikih i malih čestica
5) učestvuju u procesu biosinteze proteina
6) sastoje se od RNK i proteina
Odgovori
Odaberite tri tačna odgovora od šest i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Struktura jezgra eukariotske ćelije uključuje
1) hromatin
2) ćelijski centar
3) Golgijev aparat
4) nukleolus
5) citoplazma
6) karioplazma
Odgovori
Odaberite tri tačna odgovora od šest i zapišite brojeve pod kojima su označeni. Koji se procesi odvijaju u ćelijskom jezgru?
1) formiranje vretena
2) formiranje lizosoma
3) udvostručavanje molekula DNK
4) sinteza mRNA molekula
5) formiranje mitohondrija
6) formiranje ribosomskih podjedinica
Odgovori
Uspostavite korespondenciju između ćelijske organele i vrste strukture na koju se svrstava: 1) jednomembranska, 2) dvomembranska. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) lizozom
B) hloroplast
B) mitohondrije
D) EPS
D) Golgijev aparat
Odgovori
Uspostavite korespondenciju između karakteristika i organela: 1) hloroplasta, 2) mitohondrija. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) prisustvo naslaga zrna
B) sinteza ugljikohidrata
B) reakcije disimilacije
D) transport elektrona pobuđenih fotonima
D) sinteza organskih supstanci iz neorganskih
E) prisustvo brojnih krista
Odgovori
Sve dolje navedene karakteristike, osim dvije, mogu se koristiti za opisivanje ćelijske organele prikazane na slici. Identifikujte dvije karakteristike koje „ispadaju“ sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) jednomembranska organela
2) sadrži fragmente ribozoma
3) ljuska je prožeta porama
4) sadrži molekule DNK
5) sadrži mitohondrije
Odgovori
Dolje navedeni termini, osim dva, koriste se za karakterizaciju ćelijske organele, označene na slici upitnikom. Identifikujte dva pojma koja „ispadaju“ sa opšte liste i zapišite brojeve pod kojima su naznačeni.
1) membranska organela
2) replikacija
3) hromozomska divergencija
4) centrioli
5) vreteno
Odgovori
Uspostavite korespondenciju između karakteristika ćelijske organele i njenog tipa: 1) ćelijski centar, 2) endoplazmatski retikulum. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) transportuje organske materije
B) formira vreteno
B) sastoji se od dva centriola
D) jednomembranska organela
D) sadrži ribozome
E) nemembranska organela
Odgovori
1. Uspostavite korespondenciju između karakteristika i organela ćelije: 1) jezgra, 2) mitohondrija. Napišite brojeve 1 i 2 onim redom kojim odgovaraju brojevima.
A) zatvoreni molekul DNK
B) oksidativni enzimi na kristama
B) unutrašnji sadržaj - karioplazma
D) linearni hromozomi
D) prisustvo hromatina u interfazi
E) presavijena unutrašnja membrana
Odgovori
2. Uspostavite korespondenciju između karakteristika i organela ćelija: 1) jezgra, 2) mitohondrija. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) je mjesto sinteze ATP-a
B) je odgovoran za skladištenje genetskih informacija ćelije
B) sadrži kružnu DNK
D) ima kriste
D) ima jednu ili više jezgara
Odgovori
Uspostavite korespondenciju između karakteristika i organela ćelije: 1) lizozoma, 2) ribosoma. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) sastoji se od dvije podjedinice
B) je jednomembranska struktura
B) učestvuje u sintezi polipeptidnog lanca
D) sadrži hidrolitičke enzime
D) nalazi se na membrani endoplazmatskog retikuluma
E) pretvara polimere u monomere
Odgovori
Uspostavite korespondenciju između karakteristika i ćelijskih organela: 1) mitohondrija, 2) ribosoma. Napišite brojeve 1 i 2 redoslijedom koji odgovara slovima.
A) nemembranska organela
B) prisustvo sopstvene DNK
B) funkcija - biosinteza proteina
D) sastoji se od velikih i malih podjedinica
D) prisustvo krista
E) poluautonomna organela
Odgovori
Sve dolje navedene karakteristike, osim dvije, koriste se za opisivanje strukture ćelije prikazane na slici. Identifikujte dvije karakteristike koje „ispadaju“ sa opće liste i zapišite brojeve pod kojima su označene.
1) sastoji se od RNK i proteina
2) sastoji se od tri podjedinice
3) sintetizovan u hijaloplazmi
4) vrši sintezu proteina
5) može se pričvrstiti na EPS membranu
Odgovori
© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019
Karakteristike eukariotskih ćelija
Prosječna veličina eukariotske ćelije je oko 13 mikrona. Ćelija je podijeljena unutarnjim membranama u različite odjeljke (reakcioni prostori). Tri vrste organela jasno omeđen od ostatka protoplazme (citoplazme) ljuskom od dvije membrane: ćelijskog jezgra, mitohondrija i plastida. Plastidi služe uglavnom za fotosintezu, a mitohondrije za proizvodnju energije. Svi slojevi sadrže DNK kao nosioca genetske informacije.
Citoplazma sadrži različite organele, uključujući ribozome, koji se također nalaze u plastidima i mitohondrijima. Sve organele leže u matriksu.
Karakteristike prokariotskih ćelija
Prosječna veličina prokariotskih stanica je 5 mikrona. Nemaju nikakve unutrašnje membrane osim izbočina unutrašnjih membrana i plazma membrane. Umjesto jezgra ćelije, postoji nukleoid, lišen ljuske i koji se sastoji od jednog molekula DNK. Osim toga, bakterije mogu sadržavati DNK u obliku sićušnih plazmida, sličnih ekstranuklearnoj DNK eukariota.
IN prokariotske ćelije, sposobne za fotosintezu (plavo-zelene alge, zelene i ljubičaste bakterije), postoje različito strukturirane velike membranske izbočine - tilakoidi, koji po svojoj funkciji odgovaraju plastidima eukariota. Prokariote karakterizira prisustvo vreće murine - a mehanički jak element ćelijskog zida.
Osnovne komponente eukariotske ćelije. Njihova struktura i funkcije.
Shell obavezno sadrži plazma membranu. Osim toga, biljke i gljive imaju ćelijski zid, a životinje glikokaliks.
U biljkama i gljivama ima protoplast– sav sadržaj ćelije osim ćelijskog zida.
Citoplazma je unutrašnje polutečno okruženje ćelije. Sastoji se od hijaloplazme, inkluzija i organela. Citoplazma sadrži egzoplazmu (kortikalni sloj, leži direktno ispod membrane, ne sadrži organele) i endoplazmu (unutrašnji dio citoplazme).
Hyaloplasma(citosol) je glavna supstanca citoplazme, koloidna otopina velikih organskih molekula.Osigurava međusobnu povezanost svih komponenti ćelije
U njemu se odvijaju osnovni metabolički procesi, na primjer, glikoliza.
Inkluzije- Ovo su opcione komponente ćelije koje se mogu pojaviti i nestati u zavisnosti od stanja ćelije. Na primjer: kapi masti, škrobne granule, proteinska zrna.
Organoidi Postoje membranske i nemembranske.
Membranske organele su jednomembranske (EPS, AG, lizozomi, vakuole) i dvostruka membrana(plastidi, mitohondrije).
TO nemembranski organele uključuju ribozome i ćelijski centar.
Organele eukariotske ćelije, njihova struktura i funkcije.
Endoplazmatski retikulum- jednomembranska organela. To je sistem membrana koje formiraju “cisterne” i kanale, međusobno povezane i omeđujući jedan unutrašnji prostor – EPS šupljine. Postoje dvije vrste EPS-a: 1) hrapav, koji na svojoj površini sadrži ribozome, i 2) glatki, čije membrane ne nose ribozome.
Funkcije: 1) transport supstanci iz jednog dela ćelije u drugi, 2) podela ćelijske citoplazme na kompartmente („kompartmente“), 3) sinteza ugljenih hidrata i lipida (glatka ER), 4) sinteza proteina (gruba ER)
Golgijev aparat- jednomembranska organela. Sastoji se od naslaganih spljoštenih „cisterni“ sa proširenim ivicama. Uz njih je povezan i sistem malih jednomembranskih vezikula (Golgijeve vezikule). Svaki snop obično se sastoji od 4-6 „tankova“, strukturna je i funkcionalna jedinica Golgijevog aparata i naziva se diktiosom.
Funkcije Golgijevog aparata: 1) akumulacija proteina, lipida, ugljikohidrata, 2) „pakovanje“ proteina, lipida, ugljikohidrata u membranske vezikule, 4) lučenje proteina, lipida, ugljikohidrata, 5) sinteza ugljikohidrata i lipida, 6) mjesto formiranja lizosoma .
Lizozomi- jednomembranske organele. Oni su mali mjehurići koji sadrže skup hidrolitičkih enzima. Enzimi se sintetiziraju na grubom ER i kreću u Golgijev aparat, gdje se modificiraju i pakuju u membranske vezikule, koje nakon odvajanja od Golgijevog aparata same postaju lizozomi. Razgradnja tvari pomoću enzima naziva se liza.
Funkcije lizosoma: 1) unutarćelijska probava organskih materija, 2) uništavanje nepotrebnih ćelijskih i nećelijskih struktura, 3) učešće u procesima reorganizacije ćelije.
Vakuole- jednomembranske organele su “posude” ispunjene vodenim rastvorima organskih i neorganskih materija.Tečnost koja ispunjava biljnu vakuolu naziva se ćelijski sok.
Funkcije vakuole: 1) akumulacija i skladištenje vode, 2) regulisanje metabolizma vode i soli, 3) održavanje turgorskog pritiska, 4) akumulacija u vodi rastvorljivih metabolita, rezervnih hranljivih materija, 5) bojenje cvetova i plodova i time privlačenje oprašivača i raspršivača semena
Mitohondrije ograničen sa dvije membrane. Vanjska membrana mitohondrija je glatka, unutrašnja formira brojne nabore - cristas. Kriste povećavaju površinu unutrašnje membrane, na kojoj se nalaze multienzimski sistemi uključeni u sintezu ATP molekula. Unutrašnji prostor mitohondrija ispunjen je matriksom. Matrica sadrži kružnu DNK, specifičnu mRNA, ribozome prokariotskog tipa i enzime Krebsovog ciklusa.
Funkcije mitohondrija: 1) sinteza ATP-a, 2) razgradnja organskih materija kiseonikom.
Plastidi karakterističan samo za biljne ćelije. Postoje tri glavne vrste plastida: leukoplasti - bezbojni plastidi u ćelijama neobojenih delova biljaka, hromoplasti - obojeni plastidi obično žuti, crveni i narandžasti, hloroplasti - zeleni plastidi.
Hloroplasti. U ćelijama viših biljaka hloroplasti imaju oblik bikonveksnog sočiva. Hloroplasti su ograničeni sa dvije membrane. Vanjska membrana je glatka, unutrašnja ima složenu naboranu strukturu. Najmanji nabor se naziva tilakoid. Grupa tilakoida raspoređenih poput hrpe novčića naziva se grana. Tilakoidne membrane sadrže fotosintetske pigmente i enzime koji osiguravaju sintezu ATP-a. Glavni fotosintetski pigment je hlorofil, koji određuje zelenu boju hloroplasta.
Unutrašnji prostor hloroplasta je ispunjen stroma. Stroma sadrži kružnu DNK, ribozome, enzime Calvinovog ciklusa i zrna škroba.
Funkcija hloroplasta: fotosinteza.
Funkcija leukoplasta: sinteza, akumulacija i skladištenje rezervnih nutrijenata.
Hromoplasti. Stroma sadrži kružnu DNK i pigmente - karotenoide, koji hromoplastima daju žutu, crvenu ili narandžastu boju.
Funkcija hromoplasta: bojenje cvijeća i plodova i time privlačenje oprašivača i raspršivača sjemena.
Ribosomi- nemembranske organele, prečnika približno 20 nm. Ribosomi se sastoje od dvije podjedinice - velike i male. Hemijski sastav ribozoma je protein i rRNA. Molekuli rRNA čine 50-63% mase ribozoma i formiraju njegov strukturni okvir. Tokom biosinteze proteina, ribozomi mogu "raditi" pojedinačno ili se kombinovati u komplekse - poliribozome (polizomi ) . U takvim kompleksima oni su međusobno povezani jednim mRNA molekulom. Kombinacija podjedinica u cijeli ribozom se događa u citoplazmi, obično tokom biosinteze proteina.
Funkcija ribozoma: sklapanje polipeptidnog lanca (sinteza proteina).
Citoskelet formirani od mikrotubula i mikrofilamenata. Mikrotubule su cilindrične, nerazgranate strukture. Glavna hemijska komponenta je protein tubulin. Mikrotubule se uništavaju kolhicinom. Mikrofilamenti su filamenti napravljeni od proteina aktina. Mikrotubule i mikrofilamenti formiraju složena tkanja u citoplazmi.
Funkcije citoskeleta: 1) određivanje oblika ćelije, 2) podrška za organele, 3) formiranje vretena, 4) učešće u kretanju ćelije, 5) organizacija citoplazmatskog toka.
Ćelijski centar uključuje dva centriola i centrosferu. Centriol je cilindar čiji zid čini devet grupa od tri spojene mikrotubule. Centriole su spojene u parove gdje se nalaze pod pravim uglom jedna prema drugoj. Prije diobe stanice, centriole se razilaze na suprotne polove, a u blizini svakog od njih se pojavljuje ćerka centriol. Oni formiraju diobeno vreteno, koje doprinosi ravnomjernoj raspodjeli genetskog materijala između stanica kćeri.
Funkcije: 1) obezbeđivanje divergencije hromozoma do polova ćelije tokom mitoze ili mejoze, 2) centar organizacije citoskeleta.
Plazma membrana (plazmalema)
Sve ćelijske membrane su zasnovane na dvostruki sloj molekule lipida. Njihovi hidrofobni "repovi", koji se sastoje od ostataka molekula masnih kiselina, okrenuti su prema unutrašnjoj strani dvosloja. Sa vanjske strane nalaze se hidrofilne "glave" koje se sastoje od ostatka molekule glicerol alkohola. Membrane najčešće uključuju fosfolipide i glikolipide (njihove molekule su najpolarnije), kao i masti i tvari slične mastima (na primjer, kolesterol). Lipidi su osnova membrane, osiguravajući njenu stabilnost i čvrstoću, tj. obavljaju strukturnu (konstrukciju) funkciju. Ova funkcija je moguća zbog hidrofobnosti lipida.
Vezani za nabijene lipidne glave putem elektrostatičkih interakcija vjeverice. Membranski proteini obavljaju strukturnu, katalitičku i transportnu funkciju.U zavisnosti od lokacije razlikuju se potopljeni, periferni i prožimajući proteini. Ugrađeni proteini su lagano ugrađeni u lipidni dvosloj i enzimi su koji kataliziraju različite biokemijske reakcije. Periferni proteini se nalaze na površini lipidnog dvosloja. Oni stabiliziraju lokaciju uronjenih enzimskih proteina. Prodorni proteini prodiru kroz membranu i obavljaju transportne funkcije.
Molekule se nalaze na vanjskoj površini membrane ugljikohidrati(oligosaharidi) koji obavljaju receptorske funkcije. Oligosaharidi percipiraju faktore sredine ćelije i obezbeđuju njenu reakciju, menjaju propusnost membrane, obezbeđuju „prepoznavanje“ ćelija istog tipa i povezuju ih u tkivo. Zbirka oligosaharida na površini životinjske ćelije naziva se glikokaliks.
Funkcije plazma membrane
- Funkcija barijere. Membrana ograničava prodiranje stranih, toksičnih tvari u ćeliju.
- Regulatorno. Oligosaharidi koji se nalaze na površini plazma membrane djeluju kao receptori koji percipiraju djelovanje različitih supstanci i mijenjaju propusnost membrane.
- Katalitički. Na površini membrane nalaze se brojni enzimi koji kataliziraju biokemijske reakcije.
- Membranski transport. Postoji nekoliko vrsta membranskog transporta.
A). Transport velikih molekula organske supstance, bakterije i viruse endocitozom (prodiranje u ćeliju) ili egzocitozom (uklanjanje iz ćelije). Endocitoza je apsorpcija supstanci okružujući ih izbočinama plazma membrane. Pravi se razlika između fagocitoze (apsorpcija čvrstih materija) i pinocitoze (apsorpcija tečnosti). Fagocitoza je karakteristična za jednoćelijske organizme i za višećelijske fagocite, koji na taj način osiguravaju uništavanje stranih čestica. Pinocitoza je karakteristična za jednoćelijske organizme i epitelne ćelije crijeva. Egzocitoza - oslobađanje tvari iz stanice- izvodi se obrnutim redoslijedom.
B). Mali molekuli organske i anorganske tvari, ioni mogu ući u ćeliju pasivnim transportom (difuzijom) ako se tvar kreće iz područja visoke koncentracije u područje niske koncentracije. Pasivni transport se uvijek odvija bez potrošnje energije.
Postoje 2 vrste pasivnog transporta: obična difuzija i olakšana difuzija.
Običnom difuzijom se kreću:
- tvari topljive u mastima - direktno kroz membranu
- hidrofilne male molekule (voda, ugljični dioksid) i joni - kroz proteinske pore, koje nastaju prodiranjem proteina
Olakšana difuzija se provodi uz pomoć posebnih proteina nosača. Veliki hidrofilni molekuli, kao što je glukoza, se transportuju na ovaj način. Glukoza se kombinuje sa proteinom nosačem. Formira se kompleks koji je vrlo topljiv u membrani, što olakšava prodiranje glukoze u ćeliju. Brzina olakšane difuzije je veća od one normalne difuzije.
IN). Transport supstanci preko membrane može se vršiti i aktivnim transportom. Aktivni transport se događa samo uz utrošak energije, jer se tvari kreću iz područja niske koncentracije u područje visoke koncentracije. Najviše proučavan proces je prijenos jona natrijuma i kalija pomoću kalij-natrijum pumpe.
Citoplazma
Citoplazma je unutrašnji sadržaj ćelije i sastoji se od glavne supstance (hijaloplazme), organela i inkluzija.
Hyaloplasma- tečni (želeast) dio ćelije, je rastvor organskih i neorganskih supstanci. Njegove funkcije:
- Kroz hijaloplazmu se kreću različite supstance (i-RNA, t-RNA, aminokiseline, ATP, itd.).
- U hijaloplazmi se javljaju različite biohemijske reakcije.
- Hijaloplazma osigurava hemijsku interakciju svih ćelijskih struktura i ujedinjuje ih u jednu.
- U hijaloplazmi se talože inkluzije različitih hemijskih sastava.
Inkluzije- Ovo nestalanćelijske strukture su depoziti supstanci, privremeno nije uključen u ćelijski metabolizam. Uključci mogu varirati u hemijskom sastavu i funkciji.
Primjeri uključivanja:
- mineral (na primjer, kristali soli)
- trofični (proteinske granule, polisaharidi, lipidne kapljice)
- vitamin
- pigment (na primjer, pigmentne granule u stanicama retine) itd.
Organoidi- Ovo trajno stanične strukture koje obavljaju specifične funkcije. Ovisno o svojoj strukturi, citoplazmatske organele dijele se na membranske i nemembranske organele.
Osobine strukture i funkcije membranske organele
Membranske organele su šuplje strukture čije zidove formira jednostruka ili dvostruka membrana.
- Organele formirane od jedne membrane: endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks, lizozomi, vakuole . Ove organele imaju sličan hemijski sastav membrana i formiraju unutarćelijski sistem za sintezu i transport supstanci.
- Dvomembranske organele. Njihove zidove formira dvostruka membrana. To su mitohondrije (u svim!!! eukariotskim ćelijama) i plastidi (samo u biljnim ćelijama!!!).
Jednomembranske organele
1.Endoplazmatski retikulum (ER)
EPS je jednomembranska organela koja se sastoji od šupljina i tubula, povezan između sebe. Endoplazmatski retikulum je strukturno povezan sa jezgrom: membrana se proteže od vanjske membrane jezgra, formirajući zidove endoplazmatskog retikuluma. Postoje 2 vrste EPS-a: grubo (granularno) i glatko (agranularno). Oba tipa EPS-a su prisutna u svakoj ćeliji.
Na membranama grubi XPS Postoje brojne male granule - ribozomi, posebne organele uz pomoć kojih se sintetiziraju proteini. Stoga nije teško pretpostaviti da se na površini grubog EPS-a sintetišu proteini koji prodiru unutar grubog EPS-a i kroz njegove šupljine mogu se kretati na bilo koje mjesto u ćeliji.
Membrane gladak EPS nemaju ribozome, ali njihove membrane sadrže enzime koji vrše sintezu ugljikohidrata i lipida. Nakon sinteze, ugljikohidrati i lipidi se također mogu kretati duž ER membrana na bilo koje mjesto u ćeliji Stepen razvijenosti tipa EPS zavisi od specijalizacije ćelije. Na primjer, u ćelijama koje sintetiziraju proteinske hormone, granularni EPS će biti bolje razvijen, a u ćelijama koje sintetiziraju tvari slične mastima, agranularni EPS će biti bolje razvijen.
EPS funkcije:
- Sinteza supstanci. Proteini se sintetiziraju na grubom ER, a lipidi i ugljikohidrati se sintetiziraju na glatkom ER.
- Transportna funkcija. Kroz šupljine ER, sintetizirane supstance se kreću na bilo koje mjesto u ćeliji.
2. Golgijev kompleks
Golgijev kompleks (diktiosom) je gomila ravnih membranskih vrećica koje se nazivaju cisterne. Spremnici su potpuno izolirani jedan od drugog i nisu međusobno povezani. Uz rubove rezervoara granaju se brojne cijevi i mjehurići. Povremeno se od EPS-a odvajaju vakuole (vezikule) sa sintetizovanim supstancama, koje se kreću u Golgijev kompleks i povezuju se sa njim. Supstance sintetizirane u ER postaju složenije i akumuliraju se u Golgijevom kompleksu.
Funkcije Golgijevog kompleksa
- U rezervoarima kompleksa Golgi dolazi do dalje hemijske transformacije i usložnjavanja supstanci koje u njega ulaze iz EPS-a. Na primjer, stvaraju se tvari potrebne za obnavljanje stanične membrane (glikoproteini, glikolipidi), polisaharidi.
- U Golgijevom kompleksu tvari se akumuliraju i privremeno se "pohranjuju"
- Formirane supstance se „pakuju“ u vezikule (vakuole) i u tom obliku se kreću po ćeliji.
- U Golgijevom kompleksu formiraju se lizozomi (sferne organele s probavnim enzimima).
3. Lizozomi („liza” - raspadanje, raspadanje)
Lizozomi- male sferične organele, čije zidove formira jedna membrana; sadrže litičke (razgradne) enzime. Prvo, lizozomi odvojeni od Golgijevog kompleksa sadrže neaktivne enzime. Pod određenim uslovima, njihovi enzimi se aktiviraju. Kada se lizosom spoji s fagocitotskom ili pinocitotskom vakuolom, nastaje probavna vakuola u kojoj dolazi do intracelularne probave različitih tvari.
Funkcije lizosoma:
- Oni razgrađuju tvari apsorbirane kao rezultat fagocitoze i pinocitoze. Biopolimeri se razlažu na monomere, koji ulaze u ćeliju i koriste se za njene potrebe. Na primjer, mogu se koristiti za sintezu novih organskih supstanci ili se mogu dalje razgraditi za proizvodnju energije.
- Uništite stare, oštećene, suvišne organele. Do razgradnje organela može doći i tokom ćelijske gladi.
- Provodi se autoliza (cijepanje) stanica (resorpcija repa kod punoglavaca, ukapljivanje tkiva u području upale, uništavanje ćelija hrskavice pri formiranju koštanog tkiva itd.).
4. Vakuole
Vakuole su sferne jednomembranske organele koje su rezervoari vode i tvari otopljenih u njoj. Vakuole uključuju: fagocitotičke i pinocitotičke vakuole, digestivne vakuole, vezikule odvojene od ER-a i Golgijev kompleks. Vakuole životinjskih ćelija su male i brojne, ali njihov volumen ne prelazi 5% ukupne zapremine ćelije. Njihova glavna funkcija je transport tvari kroz ćeliju i interakcija između organela.
U biljnoj ćeliji, vakuole čine do 90% zapremine. U zreloj biljnoj ćeliji postoji samo jedna vakuola, koja zauzima centralni položaj. Membrana vakuole biljne ćelije je tonoplast, njen sadržaj je ćelijski sok. Funkcije vakuola u biljnoj ćeliji: održavanje stanične membrane u napetosti, akumuliranje različitih tvari, uključujući i ćelijski otpad. Vakuole opskrbljuju vodu za procese fotosinteze.
Ćelijski sok može sadržavati:
-rezervne supstance koje sama ćelija može iskoristiti (organske kiseline, aminokiseline, šećeri, proteini).
-tvari koje se uklanjaju iz staničnog metabolizma i akumuliraju u vakuolama (fenoli, tanini, alkaloidi, itd.)
-fitohormoni, fitoncidi,
-pigmenti (supstancije za bojenje) koje ćelijskom soku daju ljubičastu, crvenu, plavu, ljubičastu, a ponekad i žutu ili krem boju. Pigmenti ćelijskog soka boje latice cvijeća, plodove i korijenje.
Tubulno-vakuolarni sistem ćelije (sistem transporta i sinteze supstanci)
ER, Golgijev kompleks, lizozomi i vakuole čine jedan cevasto-vakuolarni sistem ćelije. Svi njegovi elementi imaju sličan hemijski sastav membrana, pa je njihova interakcija moguća. Svi elementi FAC-a potiču iz EPS-a. Vakuole koje ulaze u Golgijev kompleks se odvajaju od EPS-a; vezikule koje se spajaju sa ćelijskom membranom, lizozomi, odvajaju se od Golgijevog kompleksa.
FAC vrijednost:
- KBC membrane dijele ćelijski sadržaj u zasebne odjeljke (komp. A rtments) u kojima se odvijaju određeni procesi. To omogućava da se različiti procesi, ponekad direktno suprotni, odvijaju istovremeno u ćeliji.
- Kao rezultat aktivnosti CBC-a, ćelijska membrana se stalno obnavlja.
Dvomembranske organele
Dvomembranska organela je šuplja struktura čije zidove formira dvostruka membrana. Postoje 2 tipa dvomembranskih organela: mitohondrije i plastidi. Mitohondrije su karakteristične za sve eukariotske ćelije; plastidi se nalaze samo u biljnim ćelijama. Mitohondrije i plastidi su komponente energetskog sistema ćelije; kao rezultat njihovog funkcionisanja, sintetiše se ATP.
1. Struktura i funkcije mitohondrija
Mitohondrije– dvomembranska poluautonomna organela koja sintetiše ATP.
Oblik mitohondrija je raznolik, mogu biti štapićasti, filamentni ili sferični. Zidove mitohondrija čine dvije membrane: vanjska i unutrašnja. Vanjska membrana je glatka, a unutrašnja formira brojne nabore - cristas. Unutrašnja membrana sadrži brojne enzimske komplekse koji vrše sintezu ATP-a.
Preklapanje unutrašnje membrane je od velike važnosti. Više enzimskih kompleksa može biti locirano na presavijenoj površini nego na glatkoj površini. Broj nabora u mitohondriju može se mijenjati ovisno o energetskim potrebama stanica.Ako je ćeliji potrebna energija, tada se povećava broj krista. Shodno tome, povećava se broj enzimskih kompleksa koji se nalaze na kristama. Kao rezultat toga, formiraće se više ATP-a. Osim toga, ukupan broj mitohondrija u ćeliji može se povećati. Ako ćeliji nije potrebna velika količina energije, tada se smanjuje broj mitohondrija u ćeliji, a smanjuje se broj krista unutar mitohondrija.
Unutrašnji prostor mitohondrija ispunjen je homogenom supstancom (matriksom) bez strukture. Matrica sadrži kružne molekule DNK, RNK i male ribozome (kao kod prokariota). Mitohondrijska DNK sadrži informacije o strukturi mitohondrijalnih proteina. RNA i ribosomi vrše svoju sintezu. Ribosomi mitohondrija su mali, njihova struktura je vrlo slična ribosomima bakterije.. Neki naučnici veruju da su mitohondrije nastale od bakterija koje su prodrle u eukariotsku ćeliju.Možda se to dogodilo u početnim fazama nastanka života.
Mitohondrije se nazivaju poluautonomna organele. To znači da su ovisni o ćeliji, ali u isto vrijeme zadržavaju određenu nezavisnost. Na primjer, sami mitohondriji sintetiziraju vlastite proteine, uključujući enzime njihovih enzimskih kompleksa. Osim toga, mitohondrije se mogu razmnožavati fisijom neovisno o diobi stanica.
2. Plastidi
Hloroplasti imaju ljusku od 2 membrane. Spoljna ljuska je glatka, a unutrašnja formira brojne vezikule (tilakoide). Gomila tilakoida je grana. Zrna su poređana radi boljeg prodora sunčeve svjetlosti. Tilakoidne membrane sadrže molekule zelenog pigmenta hlorofila, zbog čega su hloroplasti zeleni. Fotosinteza se odvija uz pomoć hlorofila. Dakle, glavna funkcija hloroplasta je izvođenje procesa fotosinteze.
Prostor između zrna je ispunjen matriksom. Matrica sadrži DNK, RNK, ribozome (male, poput onih kod prokariota), lipidne kapljice i škrobna zrna.
Kloroplasti su, poput mitohondrija, poluautonomne organele biljne stanice, jer mogu samostalno sintetizirati vlastite proteine i mogu se dijeliti bez obzira na diobu stanice.
Hromoplasti su plastidi crvene, narandžaste ili žute boje. Kromoplasti su obojeni karotenoidnim pigmentima koji se nalaze u matriksu. Tilakoidi su slabo razvijeni ili ih uopšte nema. Tačna funkcija hromoplasta nije poznata. Možda privlače životinje zrelim plodovima.
Leukoplasti su bezbojni plastidi koji se nalaze u ćelijama bezbojnog tkiva. Tilakoidi su nerazvijeni. Leukoplasti akumuliraju škrob, lipide i proteine.
Plastidi se mogu međusobno transformirati jedni u druge: leukoplasti - hloroplasti - hromoplasti.
Osobine strukture i funkcije nemembranskih organela
- Ribosom- nemembranska ćelijska organela koja vrši biosintezu proteina. Sastoji se od dvije podjedinice - male i velike. Ribosom se sastoji od 3-4 rRNA molekula koji čine njegov okvir i nekoliko desetina molekula različitih proteina. Ribosomi se sintetiziraju u nukleolu. U ćeliji ribozomi mogu biti locirani na površini granularnog ER ili u hijaloplazmi ćelije u obliku polisoma. Polizom je kompleks mRNA i nekoliko ribozoma koji čitaju informacije iz njega. Funkcija ribozoma je biosinteza proteina. Ako se ribozomi nalaze na ER, onda se proteini koje sintetiziraju koriste za potrebe cijelog organizma, a hijaloplazmatski ribozomi sintetiziraju proteine za potrebe same stanice. Ribosomi u prokariotskim ćelijama su manji od ribozoma u eukariota. Isti mali ribozomi nalaze se u mitohondrijima i plastidima.
- Microthreads- niti kontraktilno proteina aktina ili miozina koji se nalaze u površinskom sloju hijaloplazme, direktno ispod plazma membrane. Sposobni su za kontrakciju, što rezultira pomicanjem hijaloplazme, invaginacijom ili protruzijom ćelijske membrane i stvaranjem suženja tokom diobe ćelije.
- Mikrotubule- šuplje cilindrične ćelijske strukture koje se sastoje od nesvodivo tubulin protein. Mikrotubule nisu sposobne za kontrakciju. Zidovi mikrotubula su formirani od 13 lanaca proteina tubulina. Mikrotubule se nalaze duboko u hijaloplazmi ćelija. Funkcije mikrotubula:
- stvoriti elastičan i prilično jak ćelijski okvir koji održava oblik ćelije.
- formiraju vreteno stanične diobe i tako učestvuju u raspodjeli hromozoma tokom mitoze i mejoze
- obezbeđuju kretanje organela
- dio su cilija, flagela i ćelijskih centara.
- Centrioles- cilindrična struktura, čije zidove formira 9 trojki mikrotubula. Centriole su raspoređene u parovima okomito jedna na drugu. U području centriola formiraju se vretenaste mikrotubule. Zbirka centriola i mikrotubula vretena naziva se ćelijski centar.
- Cilia i flagella- organele kretanja. Glavna funkcija je kretanje ćelija ili kretanje okolne tečnosti ili čestica duž ćelija. U višećelijskom organizmu cilije su karakteristične za epitel respiratornog trakta i jajovoda, a flagele su karakteristične za spermu. Cilia i flagella razlikuju se samo po veličini - flagele su duže. Zasnovani su na mikrotubulama raspoređenim po sistemu 9(2) + 2. To znači da 9 duplih mikrotubula (dubleta) formira zid cilindra, u čijem se središtu nalaze 2 pojedinačne mikrotubula. Nosač cilija i flagela su bazalna tijela. Bazalno tijelo ima cilindrični oblik, formirano od 9 trojki (trojki) mikrotubula; u centru bazalnog tijela nema mikrotubula.
Mikrofilamenti, mikrotubule, centriole, a u nekim ćelijama - cilije i flagele sa bazalnim tijelima čine mišićno-koštani sistem ćelije ili citoskelet. Citoskelet prožima čitavu hijaloplazmu, određuje oblik ćelije i njenu promjenu pri diobi ili kretanju nekih stanica, te osigurava kretanje organela u ćeliji.
ĆELIJSKI INFORMACIONI SISTEM
Informacioni sistem ćelije obuhvata: jezgro, ribozome i različite organske molekule (i-RNA, enzimski proteini, ATP, itd.) Ćelijski informacioni sistem obezbeđuje skladištenje, reprodukciju i implementaciju genetskih informacija sadržanih u DNK.
Genetska informacija je informacija o svojstvima organizma koja se nasljeđuje. Budući da sva svojstva organizama zavise od različitih proteina, genetske informacije sadrže informacije o strukturi proteina. Genetske informacije su zapisane u DNK različitim sekvencama njenih nukleotida.
Mjesto gdje se pohranjuju genetske informacije je jezgro. Tamo se takođe reprodukuje udvostručavanjem DNK.
Implementacija genetskih informacija vrši se u citoplazmi tokom procesa biosinteze proteina uz pomoć ribozoma. Prenos informacija iz jezgra u citoplazmu obavljaju molekuli mRNA.
Informacioni sistem funkcioniše samo tokom perioda između deoba ćelija. Tokom diobe, jezgro se raspada, DNK superkole, čitanje genetskih informacija postaje nemoguće i biosinteza proteina prestaje.
STRUKTURA I FUNKCIJE NUKLUSA
Jezgro je najvažnija komponenta eukariotske ćelije. Jezgro nije organela ćelije, jer se raspada tokom ćelijske deobe.
Funkcije kernela:
- skladištenje genetskih informacija i njihova reprodukcija
- kontrolu aktivnosti ćelije implementacijom genetskih informacija sadržanih u DNK.
Postoje 4 glavne komponente u strukturi jezgra:
-nuklearna membrana (kariolema)
-nuklearni sok (karioplazma, kariolimfa, nukleplazma)
Nucleolus
hromatin.
Formirano jezgro je prisutno u ćeliji samo u periodu između njenih dioba (u interfazi). Tokom diobe ćelije, nuklearna membrana se raspada, nukleolus nestaje, a kromatin se spiralizira i transformira u hromozome.
Nuklearni omotač se sastoji od 2 blisko raspoređene membrane - vanjske i unutrašnje. Između njih postoji prostor. Vanjska membrana prelazi u membranu endoplazmatskog retikuluma i na nju se mogu vezati ribozomi. Nakon određene udaljenosti, obje membrane se spajaju jedna s drugom, stvarajući rupe - nuklearne pore. Broj pora može varirati ovisno o aktivnosti jezgra.
Funkcije nuklearne membrane:
- Zaštitni. Štiti genetski materijal od raznih negativnih utjecaja.
- Omogućava lokalizaciju (smještanje) genetskog materijala na određeno mjesto u ćeliji.
- Kroz pore jezgra, tvari se razmjenjuju između jezgra i citoplazme. Histonski proteini i ribosomalni proteini sintetizirani u citoplazmi ulaze u jezgro. mRNA, tRNA i ribosomalne podjedinice kreću se iz jezgra u citoplazmu.
- Nuklearna membrana osigurava određenu reakciju okoline unutar jezgre koja je neophodna za njegovo normalno funkcioniranje
- Strukturno. Nuklearni omotač daje jezgru njegov specifičan oblik
Nalazi se u karioplazmi jezgra hromatin. Hromatin je nukleoprotein, jer se sastoji od DNK (75%) i proteina (25%). Dijelovi DNK omotani su oko grupa od 8 proteinskih molekula, kao rezultat toga DNK se kondenzira (skraćuje) i postaje kompaktnija. Stepen kondenzacije hromatina u različitim dijelovima jezgre je različit. U tom smislu razlikuju se heterohromatin i euhromatin.
Euhromatin izgleda kao mreža tankih filamenata. Euhromatin je genetski aktivan, genetske informacije DNK se kopiraju na RNA molekule (proces transkripcije), prenose u citoplazmu, gdje se na njegovoj osnovi sintetiziraju različiti proteini.
Heterohromatin je u kondenzovanijem stanju, stoga je genetski neaktivan (sadrži neinformativnu DNK), genetske informacije se ne realizuju.
Prije diobe stanice, kromatin se spiralizira i kondenzira (kompaktira), formirajući gusta tijela u obliku slova X - mitotičke hromozome. Linearne dimenzije DNK su smanjene za 10.000 puta. Do tog vremena, nuklearna membrana je uništena i mitotički hromozomi slobodno leže u citoplazmi ćelije.
Mitotički hromozomi na početku diobe sastoje se od dvije hromatide. Svaka hromatida je supernamotani DNK molekul. Molekuli DNK dviju hromatida su apsolutno identični molekuli i nose iste genetske informacije, budući da su nastali kao rezultat udvostručavanja jednog molekula DNK majke. Hromatide su povezane u području suženja - centromere. Centromera dijeli svaku hromatidu u 2 kraka. Neki hromozomi razvijaju dodatnu konstrikciju - nukleolarni organizator. Na njegovoj osnovi se formira nukleol.
Tokom diobe ćelije dijele se i hromozomi. Svaki hromozom je podeljen na 2 hromatide koje su od ovog trenutka nezavisni hromozomi u obliku štapa.Tako su na početku deobe ćelije hromozomi tela u obliku slova x (formirana od dva supersmotana DNK molekula), na kraju deobe - štapić -u obliku tijela (formirana od jednog supersmotanog molekula DNK).
Tokom interfaze, molekul DNK se udvostručuje, pa se na početku diobe, nakon kondenzacije hromatina, ponovo formira hromozom u obliku slova X od 2 hromatide.
Nucleolus- okruglo, gusto tijelo unutar jezgra, nije ograničeno membranom. To je skup organskih molekula i ribosomskih podjedinica koje se razvijaju.
Nukleolus se formira u zoni nukleolnog organizatora. Nukleolarni organizator je specifična regija hromozoma u kojoj se nalaze r-RNA geni. Na njihovoj osnovi se sintetiše r-RNA. R-RNA se veže za ribosomske proteine, koji ulaze u jezgro iz citoplazme kroz nuklearne pore. Nastaju ribonukleoproteini od kojih se formiraju ribosomske podjedinice. Dakle, nukleolus je mjesto formiranja ribosomskih podjedinica.
Tokom diobe ćelije dolazi do kondenzacije hromatina, zaustavlja se sinteza rRNA molekula, a nukleolus se raspada.
Karioplazma ili nuklearni sok- nuklearni matriks u kojem se nalaze nukleolus i hromatin. To je gelasta supstanca, njen sastav uključuje enzime, ribosomske proteine, histonske proteine, nukleotide, proizvode aktivnosti nukleola i hromatin.
Funkcije karioplazme:
1. Povezuje sve dijelove jezgra u jedinstvenu cjelinu.
2. Transport različitih supstanci odvija se kroz karioplazmu.
HROMOSOMSKI SETOVI
Skup hromozoma- skup hromozoma ćelije. Skupovi kromosoma različitih vrsta organizama mogu se razlikovati po broju kromosoma, njihovoj veličini i obliku. Skup kvantitativnih (broj hromozoma i veličina) i kvalitativnih (oblik hromozoma) karakteristika skupa hromozoma naziva se kariotip. Kariotip je konstantan za svaku vrstu i njegove karakteristike su naslijeđene.
Proučavanje hromozomskih skupova omogućilo nam je da utvrdimo sljedeće činjenice:
- U organizmima iste vrste, sve ćelije imaju isti skup hromozoma.
- U somatskim ćelijama svi hromozomi su upareni, pa se hromozomski skupovi nazivaju diploidni (2n). Hromozomi istog para nazivaju se homologni. Identični su po obliku, veličini i skupu gena. Jedan od homolognih hromozoma je majčinski, a drugi očinski.
- Polne ćelije sadrže samo jedan hromozom iz para. Skupovi hromozoma zametnih ćelija nazivaju se haploidnim (n).
- Kromosomski skup razlikuje autosome i polne hromozome. Autozomi su isti kod muškaraca i žena. Spolni hromozomi sadrže gene koji određuju spolne karakteristike i razlikuju se između muškaraca i žena. Postoje dvije vrste polnih hromozoma: X hromozomi i Y hromozomi. Kod ljudi, ženke imaju dva X hromozoma u svom skupu hromozoma, a muškarci imaju XY.
- Broj hromozoma u hromozomskom skupu može biti isti kod različitih vrsta (ali kariotipovi će se sigurno razlikovati!) Na primjer, čimpanze, žohari i paprike imaju 48 hromozoma. Stoga možemo zaključiti da broj hromozoma ne ukazuje na identitet vrste i ne ukazuje na evolucijski odnos vrsta.
- Broj hromozoma ne zavisi od nivoa organizacije vrste. Na primjer, hromozomski set šarana ima 104 hromozoma, a ljudi 46 hromozoma.
RAZLIKE U BILJNIM I ŽIVOTINJSKIM ĆELIJAMA
Struktura i funkcioniranje životinjskih i biljnih stanica imaju zajedničke karakteristike i razlike. Razlike su sljedeće:
- Biljna ćelija ima debelu i izdržljivu ćelijsku membranu sačinjenu od polisaharida (celuloza, pektin, hemiceluloza) iznad ćelijske membrane. Molekuli celuloze u ćelijskom zidu nalaze se paralelno jedni s drugima i međusobno su povezani velikim brojem vodoničnih veza. Celuloza daje snagu ćelijskom zidu. Prostor između molekula celuloze ispunjen je drugim ugljikohidratima koji imaju labavu strukturu. Zahvaljujući njima, ćelijska membrana se može rastegnuti tokom rasta ćelije. Ćelijska membrana ima pore. Nizovi citoplazme - plazmodesmati - prolaze kroz njih od ćelije do ćelije. Putem plazmodesma, tvari se razmjenjuju između susjednih stanica. Životinjskim stanicama nedostaje ćelijski zid i plazmodezma. Stanična membrana je prekrivena vrlo tankim slojem ugljikohidrata, koji je dio glikokaliksa.
- Biljne ćelije imaju posebne dvomembranske organele - plastide. Postoje 3 vrste plastida: hloroplasti, hromoplasti, leukoplasti.
- U ćelijama viših biljaka nema centriola, a centar ćelije predstavljaju samo mikrotubule. U stanicama nižih biljaka, kao i u životinjskim stanicama, nalaze se centriole.
- Vakuole u biljnim ćelijama zauzimaju do 90% njihovog volumena. U mladim ćelijama vakuole su male i brojne. Zatim se spajaju i formira se jedna velika vakuola. Vakuola biljne ćelije ispunjena je ćelijskim sokom. Ćelijski sok je vodena otopina šećera, aminokiselina, vitamina, pigmenata i neorganskih soli. Vakuola obavlja nekoliko funkcija: daje elastičnost ćeliji, skladišti organske tvari i odlaže u nju metabolički otpad. U životinjskim ćelijama vakuole zauzimaju mali volumen (do 5%). To su uglavnom kontraktilne, digestivne, fagocitne vakuole.
- U biljnim ćelijama ugljikohidrati se pohranjuju u obliku škroba, a u životinjskim stanicama - u obliku glikogena.
- Prema načinu ishrane biljke su fotoautotrofi, a životinje heterotrofi.
STRUKTURA PROKARIOTA
Prokarioti su organizmi čije ćelije nemaju jezgro vezano za membranu. Nadkraljevstvo prokariota sastoji se od jednog kraljevstva - kraljevstva Drobyanok, koje uključuje bakterije i plavo-zelene alge.Razmotrimo strukturu prokariota na primjeru bakterija.
- Bakterije imaju najmanje ćelije - od 0,5 do 10 mikrona. Za poređenje: prosječna veličina životinjske ćelije je 40 mikrona.
- Bakterijska ćelija je izvana prekrivena plazma membranom tipične strukture. Iznad membrane sve bakterije imaju jak stanični zid koji obavlja zaštitne funkcije.
- Stanični zid mnogih bakterija okružen je mukoznom kapsulom polisaharida. Sluz dobro zadržava vodu, pa kapsula sluzi štiti bakterijsku ćeliju od isušivanja. Debljina mukozne kapsule zavisi od uslova u kojima se bakterija nalazi. Na primjer, kod bakterija u tlu mukozna kapsula je vrlo dobro razvijena, ali kod vodenih bakterija je odsutna.
- Neke bakterije imaju organele kretanja - jednu ili više flagela, koje su osigurane bazalnim tijelom koje se nalazi ispod membrane.
- Matrica bakterijske ćelije je hijaloplazma.
- Bakterije nemaju jezgro vezano za membranu. Zamijenjuje ga kružna molekula DNK (bakterijski "hromozom") koja se nalazi u centru bakterijske ćelije. Lokacija DNK naziva se nukleoid. Prokariotska DNK nije povezana sa proteinima. Nema nukleola. Ne postoje pravi hromozomi.
- Bakterijskoj ćeliji nedostaju endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks, mitohondrije, plastidi i druge membranske organele. Njihove funkcije obavljaju mezozomi - unutrašnje invaginacije ćelijske membrane. Fotosintetske bakterije formiraju posebne mezozome, čije membrane sadrže molekule bakterijskog klorofila. Takvi mezozomi provode fotosintezu.
- Bakterijski ribozomi su manji i iste veličine kao ribozomi mitohondrija i plastida eukariota. Funkcije ribozoma, poput onih eukariota, su sinteza proteina. Zbog visoke stope reprodukcije i rasta, bakterije zahtijevaju velike količine proteina, pa ribozomi ponekad mogu činiti i do 40% mase ćelije.
- Organske supstance se skladište u obliku škroba ili glikogena, ponekad u obliku masti.
ĆELIJSKA TEORIJA
Ćelijska teorija je jedna od najvažnijih bioloških generalizacija, prema kojoj svi organizmi imaju ćelijsku strukturu.
Ćelijska teorija je nastala kao rezultat analize ogromne količine činjeničnog materijala koji je prikupljen tokom 200 godina. Proučavanje ćelija postalo je moguće nakon otkrića mikroskopa.
1665 - Robert Hooke, koristeći primitivni svjetlosni mikroskop, vidio je male "ćelije" na dijelu plute, koje je nazvao ćelijama.
1671 - Malpighi, Gru, Fontana potvrdio je Hookeovo istraživanje na drugim biološkim objektima. Naučnici ukazuju na prisustvo ćelijskih zidova.
1677 - Leeuwenhoek je poboljšao mikroskop. Ručno polirana sočiva su omogućila povećanje od 275x. Koristeći svoj mikroskop, Leeuwenhoek je otkrio jednoćelijske životinje.
U 19. veku nastali su mikroskopi sa uvećanjem od 1200 puta, sa dobrim, jasnim slikama bez izobličenja. Protoplazma i jezgro su otkriveni. Akumulirano je znanje i poboljšane tehnike mikroskopije. Na osnovu dostupnih podataka i vlastitih istraživanja, njemački botaničar Matthias Schleiden i zoolog Theodor Schwann 1839. godine, gotovo istovremeno, nezavisno jedan od drugog, došli su do zaključka da je stanica elementarna strukturna jedinica svih biljnih i životinjskih organizama. M. Schleiden i T. Schwann formulirali su osnovne principe ćelijske teorije, koju su kasnije razvili mnogi naučnici. Greške Schleidena i Schwanna bile su sljedeće:
Ćelije svih organizama slične su po strukturi i hemijskom sastavu.4.Nove ćelije nastaju samo dijeljenjem već postojećih ćelija.
5.Aktivnost organizma sastoji se od aktivnosti i interakcije njegovih sastavnih nezavisnih ćelija.
6.Stanična struktura svih organizama ukazuje na jedinstvo njihovog porijekla.
Eukarioti uključuju carstva biljaka, životinja i gljiva.
Osnovne karakteristike eukariota.
- Ćelija je podijeljena na citoplazmu i jezgro.
- Većina DNK je koncentrisana u jezgru. Nuklearna DNK je ta koja je odgovorna za većinu životnih procesa ćelije i za prijenos naslijeđa na ćelije kćeri.
- Nuklearna DNK je podijeljena na niti koje nisu zatvorene u prstenove.
- DNK lanci su linearno izduženi unutar hromozoma i jasno su vidljivi tokom mitoze. Skup hromozoma u jezgrima somatskih ćelija je diploidni.
- Razvijen je sistem vanjskih i unutrašnjih membrana. Unutrašnji dijele ćeliju u zasebne odjeljke - odjeljke. Učestvuju u formiranju ćelijskih organela.
- Postoji mnogo organela. Neke organele su okružene dvostrukom membranom: jezgro, mitohondrije, hloroplasti. U jezgri, uz membranu i nuklearni sok, nalaze se jezgra i hromozomi. Citoplazma je predstavljena glavnom tvari (matriks, hijaloplazma) u kojoj su raspoređene inkluzije i organele.
- Veliki broj organela ograničen je jednom membranom (lizozomi, vakuole, itd.)
- U eukariotskoj ćeliji razlikuju se organele od opšteg i posebnog značaja. Na primjer: opšte značenje – jezgro, mitohondrije, EPS, itd.; od posebnog značaja su mikroresice apsorpcione površine epitelne ćelije creva, cilije epitela traheje i bronhija.
- Mitoza je karakterističan mehanizam reprodukcije u generacijama genetski sličnih ćelija.
- Karakteristika seksualnog procesa. Stvaraju se prave polne ćelije - gamete.
- Nije sposoban za fiksiranje slobodnog azota.
- Aerobno disanje se javlja u mitohondrijima.
- Fotosinteza se odvija u hloroplastima koji sadrže membrane, koje su obično raspoređene u grana.
- Eukarioti su predstavljeni jednoćelijskim, filamentoznim i istinski višećelijskim oblicima.
Glavne strukturne komponente eukariotske ćelije
organoidi
Core. Struktura i funkcije.
Ćelija ima jezgro i citoplazmu. Ćelijsko jezgro sastoji se od membrane, nuklearnog soka, nukleola i hromatina. Funkcionalna uloga nuklearni omotač sastoji se u izolaciji genetskog materijala (hromozoma) eukariotske ćelije iz citoplazme sa njenim brojnim metaboličkim reakcijama, kao i regulaciji bilateralnih interakcija između jezgra i citoplazme. Nuklearni omotač se sastoji od dvije membrane odvojene perinuklearnim prostorom. Potonji mogu komunicirati s tubulima citoplazmatskog retikuluma.
Nuklearni omotač je probijen porama promjera 80-90 nm. Područje pora ili kompleks pora promjera oko 120 nm ima određenu strukturu, što ukazuje na složen mehanizam za regulaciju nuklearno-citoplazmatskih kretanja tvari i struktura. Broj pora zavisi od funkcionalnog stanja ćelije. Što je veća sintetička aktivnost u ćeliji, to je njihov broj veći. Procjenjuje se da kod nižih kralježnjaka, u eritroblastima, gdje se hemoglobin intenzivno formira i akumulira, ima oko 30 pora na 1 μm 2 nuklearne membrane. U zrelim eritrocitima ovih životinja, koji zadržavaju svoje jezgre, ostaje do pet pora na 1 μg membrane, tj. 6 puta manje.
U području kompleksa perja tzv gusta ploča - proteinski sloj ispod cijele unutrašnje membrane nuklearnog omotača. Ova struktura prvenstveno obavlja potpornu funkciju, jer je u njenom prisustvu očuvan oblik jezgre čak i ako su obje membrane nuklearnog omotača uništene. Pretpostavlja se i da pravilna veza sa supstancom guste lamine potiče uređen raspored hromozoma u interfaznom jezgru.
Osnova nuklearni sok, ili matrica, prave proteine. Nuklearni sok formira unutrašnje okruženje jezgra, te stoga igra važnu ulogu u osiguravanju normalnog funkcionisanja genetskog materijala. Nuklearni sok sadrži nitasta, ili fibrila, proteini, s kojim je povezana izvedba funkcije podrške: matrica također sadrži primarne transkripcione produkte genetske informacije - heteronuklearne RNK (hn-RNA), koje se također ovdje obrađuju, pretvarajući se u m-RNA (vidi 3.4.3.2).
Nucleolus predstavlja strukturu u kojoj se formira i sazrijeva ribosomalni RNK (rRNA). rRNA geni zauzimaju određene dijelove (ovisno o vrsti životinje) jednog ili nekoliko kromosoma (kod ljudi ima 13-15 i 21-22 para) - nukleolnih organizatora, u čijem području se formiraju nukleole. Takva područja u metafaznim hromozomima izgledaju kao suženja i nazivaju se sekundarne konstrikcije. WITH Koristeći elektronski mikroskop, filamentne i granularne komponente se identifikuju u nukleolu. Filamentna (fibrilarna) komponenta je predstavljena kompleksima proteina i džinovskih molekula prekursora RNK, od kojih se potom formiraju manji molekuli zrele rRNA. Tokom procesa sazrevanja, fibrile se transformišu u ribonukleoproteinska zrna (granule), koja predstavljaju granularnu komponentu.
Strukture hromatina u obliku grudvica, rasuti u nukleoplazmi, interfazni su oblik postojanja staničnih hromozoma
citoplazma
IN citoplazma razlikovati glavnu tvar (matriks, hijaloplazma), inkluzije i organele. Osnovna tvar citoplazme ispunjava prostor između plazmaleme, nuklearnog omotača i drugih unutarćelijskih struktura. Običan elektronski mikroskop ne otkriva nikakvu unutrašnju organizaciju u njemu. Proteinski sastav hijaloplazme je raznolik. Najvažnije bjelančevine predstavljaju enzimi glikolize, metabolizma šećera, dušičnih baza, aminokiselina i lipida. Brojni hijaloplazmatski proteini služe kao podjedinice od kojih se sklapaju strukture poput mikrotubula.
Glavna tvar citoplazme čini istinsko unutrašnje okruženje ćelije, koje ujedinjuje sve unutarćelijske strukture i osigurava njihovu međusobnu interakciju. Izvođenje objedinjujuće i skele funkcije matriksa može biti povezano s mikrotrabekularnom mrežom, detektiranom pomoću elektronskog mikroskopa velike snage, formirane od tankih fibrila debljine 2-3 nm i prodire kroz cijelu citoplazmu. Kroz hijaloplazmu se događa značajna količina unutarćelijskog kretanja tvari i struktura. Glavnu supstancu citoplazme treba posmatrati na isti način kao i složeni koloidni sistem sposoban da pređe iz stanja sličnog (tečnom) u stanje slično gelu. U procesu ovakvih tranzicija posao se obavlja. Za funkcionalni značaj takvih prijelaza, pogledajte odjeljak. 2.3.8.
Inkluzije(Sl. 2.5) nazivaju se relativno nestabilne komponente citoplazme, koje služe kao rezervne nutrijente (mast, glikogen), proizvodi koji se uklanjaju iz ćelije (sekretne granule) i balastne supstance (neki pigmenti).
Organelles - To su trajne strukture citoplazme koje obavljaju vitalne funkcije u ćeliji.
Organele su izolovane opšte značenje I poseban. Potonji su prisutni u značajnim količinama u ćelijama specijalizovanim za obavljanje određene funkcije, ali se u malim količinama mogu naći i u drugim tipovima ćelija. To uključuje, na primjer, mikroresice apsorpcijske površine crijevne epitelne ćelije, cilije epitela dušnika i bronhija, sinaptičke vezikule, transportne tvari koje prenose živčanu ekscitaciju od jedne do druge živčane ćelije ili ćelije radnog organa, miofibrili o kojima zavisi kontrakcija mišića. Detaljno ispitivanje posebnih organela je dio histološkog kursa.
Organele od opšteg značaja obuhvataju elemente tubularnog i vakuolarnog sistema u vidu grubog i glatkog citoplazmatskog retikuluma, lamelarnog kompleksa, mitohondrija, ribozoma i polizoma, lizozoma, peroksizoma, mikrofibrila i mikrotubula, centriola ćelijskog centra. Biljne ćelije sadrže i hloroplaste, u kojima se odvija fotosinteza.
Kanaltsevaya I vakuolarnog sistema formirane od komunikacionih ili odvojenih cevastih ili spljoštenih (cisternastih) šupljina, omeđenih membranama i šireći se po citoplazmi ćelije. Često rezervoari imaju proširenja poput mehurića. U imenovanom sistemu postoje grubo I glatki citoplazmatski retikulum(vidi sliku 2.3) Strukturna karakteristika grube mreže je vezivanje polisoma za njene membrane. Zbog toga obavlja funkciju sinteze određene kategorije proteina koji se pretežno uklanjaju iz stanice, na primjer, izlučuju stanice žlijezde. U području grube mreže dolazi do stvaranja proteina i lipida citoplazmatskih membrana, kao i do njihovog sklapanja. Cisterne grube mreže, gusto zbijene u slojevitu strukturu, mjesta su najaktivnije sinteze proteina i nazivaju se ergastoplazma.
Membrane glatkog citoplazmatskog retikuluma su lišene polisoma. Funkcionalno, ova mreža je povezana s metabolizmom ugljikohidrata, masti i drugih neproteinskih supstanci, kao što su steroidni hormoni (u gonadama, korteksu nadbubrežne žlijezde). Kroz tubule i cisterne tvari, posebno materijal koji luči žljezdana stanica, kreću se od mjesta sinteze do zone pakovanja u granule. U područjima jetrenih stanica bogatih glatkim mrežastim strukturama uništavaju se i neutraliziraju štetne toksične tvari i neki lijekovi (barbiturati). U vezikulama i tubulima glatke mreže prugasto-prugastih mišića pohranjuju se (taloženi) ioni kalcija koji igraju važnu ulogu u procesu kontrakcije.
Ribosom - to je okrugla ribonukleoproteinska čestica prečnika 20-30 nm. Sastoji se od malih i velikih podjedinica, čija se kombinacija javlja u prisustvu glasničke RNK (mRNA). Jedan molekul mRNA obično povezuje nekoliko ribozoma zajedno kao niz perli. Ova struktura se zove polizom. Polizomi su slobodno locirani u glavnoj tvari citoplazme ili su pričvršćeni za membrane grubog citoplazmatskog retikuluma. U oba slučaja služe kao mjesto aktivne sinteze proteina. Poređenje odnosa broja slobodnih polisoma i polisoma vezanih za membranu u embrionalnim nediferenciranim i tumorskim stanicama, s jedne strane, i specijalizovanim stanicama odraslog organizma, s druge, dovelo je do zaključka da se proteini formiraju na polizomima hijaloplazme. za sopstvene potrebe (za “kućnu” upotrebu) date ćelije, dok se na polisomima granularne mreže sintetišu proteini koji se uklanjaju iz ćelije i koriste za potrebe organizma (npr. probavni enzimi, majčino mleko proteini).
Golgijev lamelarni kompleks formirana zbirkom diktiosoma u rasponu od nekoliko desetina (obično oko 20) do nekoliko stotina, pa čak i hiljada po ćeliji.
Diktiozom(Sl. 2.6, A) predstavljena je hrpom od 3-12 spljoštenih cisterni u obliku diska, sa čijih rubova su vezani vezikuli (vezikule). Ograničeno na određeno područje (lokalno) širenje cisterni stvara veće vezikule (vakuole). U diferenciranim ćelijama kralježnjaka i ljudi, diktiosomi se obično skupljaju u perinuklearnoj zoni citoplazme. U lamelarnom kompleksu nastaju sekretorne vezikule ili vakuole, čiji su sadržaj proteini i druga jedinjenja koja se moraju ukloniti iz ćelije. U ovom slučaju, prethodnik sekreta (prosecret), ulazeći u diktiosom iz zone sinteze, prolazi kroz neke hemijske transformacije u njemu. Također je izoliran (segregiran) u obliku "porcija", koji su također prekriveni membranom. Lizozomi se formiraju u lamelarnom kompleksu. Diktiozomi sintetiziraju polisaharide, kao i njihove komplekse s proteinima (glikoproteini) i mastima (glikolipidi), koji se zatim mogu naći u glikokaliksu stanične membrane.
Ljuska mitohondrija sastoji se od dvije membrane koje se razlikuju po hemijskom sastavu, skupu enzima i funkcijama. Unutrašnja membrana formira invaginacije u obliku lista (kriste) ili tubularne (tubule). Prostor omeđen unutrašnjom membranom je matrica organele. Pomoću elektronskog mikroskopa u njemu se detektuju zrna prečnika 20-40 nm. Oni akumuliraju ione kalcija i magnezija, kao i polisaharide poput glikogena.
Matrica sadrži vlastiti aparat za biosintezu proteina organele. Predstavljaju ga 2 kopije kružne DNK molekule lišene histona (kao kod prokariota), ribozoma, skupa prijenosnih RNK (tRNA), enzima za replikaciju DNK, transkripciju i translaciju nasljednih informacija. Po svojim osnovnim svojstvima: veličini i strukturi ribozoma, organizaciji vlastitog nasljednog materijala, ovaj aparat je sličan onom kod prokariota i razlikuje se od aparata biosinteze proteina u citoplazmi eukariotske ćelije (što potvrđuje simbiotski hipoteza porekla mitohondrija; videti § 1.5) Geni sopstvene DNK kodiraju nukleotidne sekvence mitohondrijalne rRNK i tRNK, kao i sekvence aminokiselina nekih proteina organele, uglavnom njene unutrašnje membrane. Aminokiselinske sekvence (primarna struktura) većine mitohondrijalnih proteina su kodirane u DNK ćelijskog jezgra i formiraju se izvan organele u citoplazmi.
Glavna funkcija mitohondrija je enzimsko izdvajanje energije iz određenih hemikalija (tako što ih oksidira) i skladištenje energije u biološki upotrebljivom obliku (sintetiziranjem molekula adenozin trifosfata -ATP). Općenito se ovaj proces naziva oksidativno(raspuštanje. Komponente matriksa i unutrašnja membrana aktivno učestvuju u energetskoj funkciji mitohondrija. Sa ovom membranom su povezani lanac transporta elektrona (oksidacija) i ATP sintetaza, koja katalizuje fosforilaciju ADP-a u ATP povezanu sa oksidacijom. Među sporednim funkcijama mitohondrija je učešće u sintezi steroidnih hormona i nekih aminokiselina (glutaminske).
Lizozomi(Sl. 2.6, IN) su mehurići prečnika obično 0,2-0,4 μm, koji sadrže skup enzima kisele hidrolaze koji katalizuju hidrolitičku (u vodenom okruženju) razgradnju nukleinskih kiselina, proteina, masti i polisaharida pri niskim pH vrednostima. Njihovu ljusku formira jedna membrana, ponekad prekrivena izvana vlaknastim proteinskim slojem (u obrascima elektronske difrakcije postoje "ograničeni" mjehurići). Funkcija lizosoma je unutarćelijska probava različitih kemijskih spojeva i struktura.
Primarni lizozomi(prečnika 100 nm) nazivaju se neaktivne organele, sekundarno - organele u kojima se odvija proces probave. Sekundarni lizozomi nastaju od primarnih. Podijeljeni su na heterolizozomi(fagolizozomi) i autolizozomi(citolizozomi). Prvo (slika 2.6, G) materijal koji ulazi u ćeliju izvana se probavlja putem pinocitoze i fagocitoze, a drugo, uništavaju se vlastite strukture ćelije koje su završile svoju funkciju. Sekundarni lizozomi, u kojima je proces varenja završen, nazivaju se zaostala tijela(telolizozomi). Nedostaju im hidrolaze i sadrže neprobavljeni materijal.
Mikrotijela čine zajedničku grupu organela. To su vezikule promjera 0,1-1,5 μm ograničene jednom membranom sa sitnozrnatim matriksom i često kristaloidnim ili amorfnim proteinskim inkluzijama. Ova grupa uključuje, posebno, peroksizomi. Sadrže enzime oksidaze koji katalizuju stvaranje vodikovog peroksida, koji se, budući da je toksičan, zatim uništava djelovanjem enzima peroksidaze. Ove reakcije su uključene u različite metaboličke cikluse, na primjer u razmjenu mokraćne kiseline u stanicama jetre i bubrega. U ćeliji jetre broj peroksisoma dostiže 70-100.
Organele od opšteg značaja uključuju i neke trajne strukture citoplazme koje nemaju membrane. Mikrotubule(Sl. 2.6, D) - tubularne formacije različitih dužina sa vanjskim prečnikom od 24 nm, širinom lumena od 15 nm i debljinom stijenke od oko 5 nm. Nalaze se u slobodnom stanju u citoplazmi ćelija ili kao strukturni elementi flagela, cilija, mitotičkih vretena i centriola. Slobodne mikrotubule i mikrotubule cilija, flagela i centriola imaju različitu otpornost na destruktivne uticaje, na primer hemijske (kolhicin). Mikrotubule se grade od stereotipnih proteinskih podjedinica njihovom polimerizacijom. U živoj ćeliji procesi polimerizacije odvijaju se istovremeno s procesima depolimerizacije. Odnos ovih procesa određuje broj mikrotubula. U slobodnom stanju, mikrotubule obavljaju potpornu funkciju, određujući oblik ćelija, a također su faktori usmjerenog kretanja intracelularnih komponenti.
Mikrofilamenti(Sl. 2.6, E) se nazivaju duge, tanke strukture, koje ponekad formiraju snopove i nalaze se u cijeloj citoplazmi. Postoji nekoliko različitih vrsta mikrofilamenata. Aktinski mikrofilamenti zbog prisustva kontraktilnih proteina (aktina) u njima, smatraju se strukturama koje pružaju ćelijske oblike kretanja, na primjer, ameboid. Također im se pripisuje uloga skele i učešće u organizaciji unutarćelijskih kretanja organela i područja hijaloplazme.
Duž periferije ćelija ispod plazmaleme, kao i u perinuklearnoj zoni, nalaze se snopovi mikrofilamenata debljine 10 nm - srednji filteri. U epitelnim, nervnim, glijalnim, mišićnim ćelijama, fibroblastima građeni su od različitih proteina. Srednji filamenti očigledno vrše mehaničku funkciju skele.
Aktinske mikrofibrile i srednji filamenti, poput mikrotubula, građeni su od podjedinica. Zbog toga njihova količina zavisi od odnosa procesa polimerizacije i depolimerizacije.
Karakteristično za životinjske ćelije, delove biljnih ćelija, gljive i alge ćelijski centar, koji sadrži centriole. Centriole(pod elektronskim mikroskopom) ima izgled „šupljeg” cilindra prečnika oko 150 nm i dužine 300-500 nm. Njegov zid se sastoji od 27 mikrotubula, grupisanih u 9 tripleta. Funkcija centriola uključuje stvaranje mitotičkih niti vretena, koje također formiraju mikrotubule. Centriole polariziraju proces diobe stanica, osiguravajući odvajanje sestrinskih hromatida (hromozoma) u anafazi mitoze.
Eukariotska ćelija ima ćelijski skelet (citoskelet) od intracelularnih vlakana (prstenova) - početak 20. veka, ponovo otkriven krajem 1970. godine. Ova struktura omogućava ćeliji da ima svoj oblik, ponekad ga mijenja. Citoplazma je u pokretu. Citoskelet je uključen u proces prijenosa organela i sudjeluje u regeneraciji stanica.
Mitohondrije su složene formacije sa dvostrukom membranom (0,2-0,7 µm) i različitih oblika. Unutrašnja membrana ima kriste. Vanjska membrana je propusna za gotovo sve kemikalije, unutrašnja je propusna samo za aktivni transport. Između membrana je matrica. Mitohondrije se nalaze tamo gde je potrebna energija. Mitohondrije imaju ribozomski sistem, molekul DNK. Mogu se pojaviti mutacije (više od 66 bolesti). U pravilu su povezani s nedovoljnom energijom ATP-a i često su povezani sa kardiovaskularnim zatajenjem i patologijama. Broj mitohondrija je različit (u tripanosomskoj ćeliji postoji 1 mitohondrija). Količina zavisi od starosti, funkcije, aktivnosti tkiva (jetra - više od 1000).
Lizozomi su tijela okružena elementarnom membranom. Sadrži 60 enzima (40 lizozomskih, hidrolitičkih). Unutar lizozoma postoji neutralna sredina. Aktiviraju se niskim pH vrijednostima, ulazeći u citoplazmu (samoprobava). Lizozomske membrane štite citoplazmu i ćeliju od uništenja. Nastaju u Golgijevom kompleksu (unutarćelijski želudac; mogu reciklirati istrošene ćelijske strukture). Postoje 4 vrste. 1-osnovni, 2-4 – sekundarni. Kroz endocitozu, supstanca ulazi u ćeliju. Primarni lizozom (granula za skladištenje) sa skupom enzima apsorbira supstancu i formira se probavna vakuola (sa potpunom probavom dolazi do razgradnje na spojeve male molekularne težine). Nesvareni ostaci ostaju u rezidualnim tijelima, koja se mogu akumulirati (lizozomske bolesti skladištenja). Rezidualna tijela koja se akumuliraju u embrionalnom periodu dovode do gargaleizma, deformiteta i mukopolisaharidoza. Autofagijski lizozomi uništavaju vlastite strukture ćelije (nepotrebne strukture). Može sadržavati mitohondrije, dijelove Golgijevog kompleksa. Često se formira tokom posta. Može se pojaviti kada je izložen drugim stanicama (crvena krvna zrnca).
Eukariotske ćelije od najjednostavnijih organizama do stanica viših biljaka i sisara, odlikuju se složenošću i raznolikošću strukture. Tipično eukariotske ćelije ne postoji, ali se zajedničke karakteristike mogu identifikovati iz hiljada tipova ćelija. Svaki eukariotske ćelije sastoji se od citoplazme i jezgra.
Struktura eukariotske ćelije.
Plazmalema(ćelijska membrana) životinjskih ćelija formirana je membranom prekrivenom izvana slojem glikokaliksa debljine 10-20 nm. Plazmalema obavlja funkcije razgraničenja, barijere, transporta i receptora. Zbog svojstva selektivne permeabilnosti, plazmalema reguliše hemijski sastav unutrašnje sredine ćelije. Plazmalema sadrži receptorske molekule koji selektivno prepoznaju određene biološki aktivne supstance (hormone). U slojevima i slojevima susjedne ćelije se drže zajedno zbog prisutnosti različitih tipova kontakata, koji su predstavljeni dijelovima plazmaleme koji imaju posebnu strukturu. Kortikalni sloj je uz membranu iznutra citoplazma debljine 0,1-0,5 mikrona.
Citoplazma. Citoplazma sadrži niz formiranih struktura koje imaju pravilne karakteristike strukture i ponašanja u različitim periodima života ćelije. Svaka od ovih struktura ima određenu funkciju. Otuda je nastalo njihovo poređenje sa organima čitavog organizma, pa su stoga i dobili ime organele, ili organoidi. U citoplazmi se talože razne tvari - inkluzije (glikogen, masne kapljice, pigmenti). Citoplazma je prožeta membranama endoplazmatski retikulum.
Endoplazmatski retikulum (EDR). Endoplazmatski retikulum je razgranata mreža kanala i šupljina u citoplazmi ćelije, formirana od membrana. Na membranama kanala nalaze se brojni enzimi koji osiguravaju vitalnu aktivnost stanice. Postoje 2 vrste EMF membrana - glatke i grube. Na membranama glatki endoplazmatski retikulum Postoje enzimski sistemi uključeni u metabolizam masti i ugljikohidrata. Glavna funkcija grubi endoplazmatski retikulum- sinteza proteina, koja se odvija u ribosomima vezanim za membrane. Endoplazmatski retikulum- ovo je opšti unutarćelijski cirkulatorni sistem, kroz koji se supstance transportuju unutar ćelije i od ćelije do ćelije.
Ribosomi obavljaju funkciju sinteze proteina. Ribosomi su sferične čestice promjera 15-35 nm, koje se sastoje od 2 podjedinice nejednake veličine i sadrže približno jednake količine proteina i RNK. Ribosomi u citoplazmi nalaze se ili su pričvršćeni za vanjsku površinu membrana endoplazmatskog retikuluma. Ovisno o vrsti sintetiziranog proteina, ribozomi se mogu kombinovati u komplekse - poliribozomi. Ribosomi su prisutni u svim vrstama ćelija.
Golgijev kompleks. Glavni strukturni element Golgijev kompleks je glatka membrana koja formira pakete spljoštenih cisterni, ili velikih vakuola, ili malih vezikula. Cisterne Golgijevog kompleksa povezane su sa kanalima endoplazmatskog retikuluma. Proteini, polisaharidi i masti sintetizirani na membranama endoplazmatskog retikuluma transportuju se do kompleksa, kondenziraju se unutar njegovih struktura i „pakuju“ u obliku sekreta, spremnih za oslobađanje ili se koriste u samoj ćeliji tokom njenog života.
Mitohondrije. Univerzalna rasprostranjenost mitohondrija u životinjskom i biljnom svijetu ukazuje na važnu ulogu koju mitohondrije igranje u kavezu. Mitohondrije imaju oblik sfernog, ovalnog i cilindričnog tijela, a mogu biti nitasti. Veličina mitohondrija je 0,2-1 mikrona u prečniku, do 5-7 mikrona u dužini. Dužina filamentoznih oblika doseže 15-20 mikrona. Broj mitohondrija u ćelijama različitih tkiva nije isti, ima ih više gde su sintetički procesi intenzivni (jetra) ili su troškovi energije visoki. Zid mitohondrija se sastoji od 2 membrane – spoljašnje i unutrašnje. Vanjska membrana je glatka, a septa - grebeni ili kriste - protežu se od unutrašnje membrane u organoid. Membrane krista sadrže brojne enzime uključene u energetski metabolizam. Glavna funkcija mitohondrija - ATP sinteza.
Lizozomi- mala ovalna tijela prečnika oko 0,4 µm, okružena jednom troslojnom membranom. Lizozomi sadrže oko 30 enzima koji mogu razgraditi proteine, nukleinske kiseline, polisaharide, lipide i druge tvari. Razgradnja tvari pomoću enzima se naziva liza, zbog čega je organoid dobio ime lizozom. Vjeruje se da se lizosomi formiraju iz struktura Golgijevog kompleksa ili direktno iz endoplazmatskog retikuluma. Funkcije lizosoma : unutarćelijska probava hranljivih materija, uništavanje strukture same ćelije kada ona odumre tokom embrionalnog razvoja, kada se embrionalna tkiva zamenjuju trajnim i u nizu drugih slučajeva.
Centrioles.Ćelijski centar se sastoji od 2 vrlo mala cilindrična tijela smještena pod pravim uglom jedno prema drugom. Ova tijela se zovu centriola. Zid centriola sastoji se od 9 pari mikrotubula. Centriole su sposobne za samosastavljanje i pripadaju samoreplicirajućim organelama citoplazme. Centriole igraju važnu ulogu u diobi stanica: započinju rast mikrotubula koji formiraju vreteno diobe.
Core. Jedro je najvažnija komponenta ćelije. Sadrži molekule DNK i stoga obavlja dvije glavne funkcije: 1) skladištenje i reprodukciju genetskih informacija, 2) regulaciju metaboličkih procesa koji se odvijaju u ćeliji. Izgubljena ćelija jezgro, ne može postojati. Jezgro je takođe nesposobno za samostalno postojanje. Većina ćelija ima jedno jezgro, ali se u jednoj ćeliji mogu uočiti 2-3 jezgra, na primer u ćelijama jetre. Poznate su višenuklearne ćelije sa brojem jezgara od nekoliko desetina. Oblici jezgara zavise od oblika ćelije. Jezgra su sferična i višestruka. Jezgro je okruženo školjkom koja se sastoji od dvije membrane koje imaju uobičajenu troslojnu strukturu. Vanjska nuklearna membrana je prekrivena ribosomima, unutrašnja je glatka. Glavnu ulogu u životu jezgra igra izmjena tvari između jezgre i citoplazme. Sadržaj jezgra uključuje nuklearni sok, ili karioplazmu, hromatin i jezgro. Sastav nuklearnog soka uključuje različite proteine, uključujući većinu nuklearnih enzima, slobodne nukleotide, aminokiseline, proizvode aktivnosti nukleola i kromatina, koji se kreću iz jezgre u citoplazmu. hromatin sadrži DNK, proteine i predstavlja spiralizirane i zbijene dijelove hromozoma. Nucleolus To je gusto okruglo tijelo smješteno u nuklearnom soku. Broj nukleola kreće se od 1 do 5-7 ili više. Nukleoli su prisutni samo u jezgrima koji se ne dijele; tokom mitoze nestaju, a nakon završetka diobe se ponovo formiraju. Nukleolus nije nezavisna ćelijska organela; nedostaje mu membrana i formira se oko regije hromozoma u kojoj je kodirana struktura rRNA. U nukleolu se formiraju ribosomi, koji se potom kreću u citoplazmu. hromatin nazivaju se grudice, granule i mrežaste strukture jezgra, koje su intenzivno obojene nekim bojama i razlikuju se po obliku od nukleola.