Składniki żywej komórki i ich funkcje

Przeczytaj ten artykuł, aby dowiedzieć się więcej o komponentach żywej komórki i ich funkcjach!

Strukturalna organizacja komórki:

Komórka jest jednostką struktury biologicznej i aktywności. Składa się z uporządkowanej masy protoplazmy otoczonej ochronną i selektywnie przepuszczalną osłoną zwaną membraną plazmową.

Protoplazmę komórki nazywa się protoplast (Hanstein, 1880). Tworzy się go z plazmy-lemat, cytoplazmy, wakuoli i jądra. W komórkach roślin, grzybach, bakteriach i cyjanobakteriach komórka jest również otoczona ścianą komórkową.

Komórka jest jednostką struktury biologicznej i aktywności. Składa się z uporządkowanej masy protoplazmy otoczonej ochronną i selektywnie przepuszczalną osłoną zwaną membraną plazmową. Protoplazmę komórki nazywa się protoplast (Hanstein, 1880). Tworzy się go z plazmy-lemat, cytoplazmy, wakuoli i jądra. W komórkach roślin, grzybach, bakteriach i cyjanobakteriach komórka jest również otoczona ścianą komórkową.

[I] Protoplazma:

Protoplazma została opisana jako "żywa fizyczna podstawa życia" Thomasa Huxleya (1868), ponieważ wszystkie czynności żywych istot są działaniami samej protoplazmy. Jest to jedyna substancja, która jest obdarzona życiem i dlatego rośliny i zwierzęta zawierające tę substancję w swoim ciele są uważane za żywe. Gdy protoplazma umiera, komórka przestaje pełnić jakąkolwiek funkcję dla roślin lub zwierzęcia, które następnie jako całość staje się obojętne i martwe.

Właściwości fizyczne protoplazmy:

Na podstawie badań mikroskopowych protoplazma pojawia się jako przezroczysta, bezbarwna galaretowata galaretowata substancja. Jest to wodny roztwór bardzo małych granulek i kuleczek różnych (substancje z tego powodu wydają się lepkie, elastyczne i ziarniste).

W stanie aktywnym protoplazma pozostaje nasycona wodą, co stanowi 75-90 procent zawartości. Protoplazmę koaguluje podczas ogrzewania, a po zabiciu traci przezroczystość. Reaguje na różne bodźce zewnętrzne, np. Porażenie prądem i chemikalia.

Protoplazma ma charakter półprzepuszczalny i ta właściwość jest tracona po zabiciu protoplazmy. W normalnych warunkach protoplazmę żywej komórki znajduje się w stanie powolnego, ale ciągłego ruchu. W wielu przypadkach pokazuje jednak różne ruchy różnego rodzaju.

Nagie masy protoplazmy, ukazują dwa rodzaje ruchowo-rzęskowe (ruch pływowy wolnych, drobnych, protoplazmatycznych ciał, takich jak zoospory wielu alg i grzybów za pomocą rzęsek lub wici) i ameboidalne (ruch pełzania za pomocą pseudopodii as w Amebie). Protoplazma, otoczona ścianą komórkową, pokazuje ruch płynący wewnątrz, który określa się mianem cyklozy.

Cyclosis ma dwa rodzaje rotacji (protoplazma porusza się wokół wakuoli wewnątrz komórki tylko w jednym kierunku, w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, np. Komórki liści Hydrilla lub Vallisneria i krążenie (protoplazma porusza się w różnych kierunkach wokół różnych wakuoli wewnątrz komórka jak we włosach storczykowych Tradescantii).

Protoplazma jest złożonym wielofazowym układem koloidalnym. Najważniejszą cechą fizyczną protoplazmy jest jej koloidalna natura, do której zawdzięcza większość swoich właściwości.

Skład chemiczny protoplazmy:

Aktywna protoplazma zawiera wysoki procent wody (75-90%) i pozostaje nasycony. Pozostawiając tę ​​wodę ciało stałe protoplazmy zawiera: białka - 40-60%.

Substancje tłuszczowe (prawdziwe tłuszcze i lipidy, w szczególności lecytyna) - 12-14%; węglowodany-12-14% i sole nieorganiczne 5-7%. Analiza martwej protoplazmy ujawnia długą listę elementów w niej obecnych.

Spośród tych Tlen (O) około 65%, najbardziej widoczne są węgiel (C) około 18, 3%, wodór (H) około 11% i azot (N) około 2, 5%. Pozostałe pierwiastki składające się na pozostałe 3% to chlor (CI), siarka (S), fosfor (P), krzem (Si), wapń (Ca), mangan (Mn), itp.

Oprócz wyżej wymienionych substancji chemicznych różne typy pigmentów, lateks, witaminy, regulatory wzrostu, enzymy i alkaloidy znajdują się również w protoplazmie i odgrywają określone role w komórce.

Protoplazma ma dwie główne części

1. Cytoplazma

2. Nucleus

Najbardziej zewnętrzna część cytoplazmy składa się z błony komórkowej nazywanej plazmą-lematem lub błoną plazmatyczną w komórkach zwierzęcych i roślinnych. W komórkach roślinnych błona komórkowa jest chroniona z zewnątrz przez grubą ścianę komórkową.

[II] Ściana ogniwa:

Ściana komórkowa jest nieożywionym układem charakterystycznym tylko dla komórek roślinnych. Wyjątkowo gamety pewnych niższych roślin i plazmodium niektórych grzybów nie mają ścian komórkowych. Dopiero gdy ściana komórkowa styka się z żywym protoplastem, który ją utworzył, jest zdolny do wzrostu i dlatego nie można powiedzieć, że jest niezależny od protoplastu.

Ściana komórkowa składa się z trzech części:

1. Środkowa lamela:

Jest cienki, amorficzny, tworzy substancję międzykomórkową i pomaga utrzymać razem główne ściany sąsiednich komórek. Środkowa blaszka nie występuje na zewnętrznej stronie komórek powierzchniowych. Składa się z pektynianu wapnia i magnezu. Laminę środkową można rozpuścić za pomocą różnych substancji, w tym pektynazy i płynu Jeffery'ego. Jest optycznie izotropowy.

2. Główna ściana:

Jest to pierwsza komórka utworzona przez komórkę i osadzona po obu stronach środkowej blaszki w sąsiadujących komórkach. Jest optycznie anizotropowy i chemicznie składa się z celulozy, substancji pektynowych, hemicelulozy i niektórych innych polisacharydów. Wszystkie żywe komórki mają pierwotne ściany. Ponieważ pierwotna ściana jest osadzana bardzo wcześnie w ontogenezie komórki, jest ona poddawana znacznemu stresowi podczas późniejszego wzrostu komórki.

Nie tylko rośnie w wymiarze liniowym, ale również w grubości. Zatem pierwotna ściana komórkowa ma zarówno plastyczność, jak i elastyczność. W niektórych przypadkach wzrost grubości ściany pierwotnej jest odwracalny w przeciwieństwie do nieodwracalnego charakteru ściany wtórnej.

Ściana pierwotna składa się z wielu mikrowłókien osadzonych w amorficznej matrycy podobnej do żelu lub zmielonej substancji. W większości roślin mikrowłókna są formowane z celulozy. Są one wykonane z polimeru acetyloglukozoaminy lub grzybowej celulozy w wielu grzybach. Mikro-fibryle są zorientowane różnie w zależności od kształtu i pogrubienia ściany. Zwykle są one rozmieszczone w luźnej sieci.

3. Ściana wtórna:

Wytwarzany jest w niektórych dojrzałych komórkach, gdy później przestały rosnąć, np. Cewki, elementy naczyń, włókna, kolenchyma. Ściana wtórna jest ułożona wewnątrz ściany pierwotnej przez akrecję lub osadzanie się materiałów na powierzchni istniejącej struktury. Jest gruba (3- 10 μm) i składa się z co najmniej trzech warstw, czasem więcej (np. Lateksowa tuba Euphorbia milli).

Są one nazywane S ₁, S ₂, S ₃, S _x itd. Najbardziej wewnętrzna warstwa ścianki wtórnej jest czasami odrębna zarówno pod względem chemicznym, jak i barwienia z uwagi na obecność ksylanów. Jest to nazywane trzeciorzędową ścianą, np. Drewno napinające w nagonasiennych. Ściana wtórna może być nieobecna, nieregularnie osadzona lub uformowana jednolicie w komórkach. Powoduje to różnicowanie komórek - miąższ, collenchyma, sclerenchyma, cewniki i naczynia.

Skład ścianki wtórnej jest zasadniczo podobny do ścianki pierwotnej z posiadaniem mikrowłókien celulozowych osadzonych w matrycy pektyny i hemicelulozy. Mikro-włókienka celulozy ściany wtórnej leżą blisko, równolegle i pod kątem do osi wzdłużnej komórki.

W ścianie może znajdować się wiele różnych materiałów, takich jak lignina, suberyna i kutyna. Inne substancje, które mogą być osadzane w ścianie komórkowej to krzemionka (np. Trawy), minerały, woski, garbniki, żywice, gumy itp.

Skład chemiczny ściany komórkowej:

Ściana komórkowa roślin innych niż grzyby składa się z celulozy - polisacharydu. Jego wzór to (C ₆ H _J0 O ₅ ) n. Oprócz celulozy mogą być obecne również niektóre substancje pektynowe, hemiceluloza i inne polisacharydy. Płytka środkowa wykonana jest z pektynianu wapnia i pektynianu magnezu. Ściany pierwotne i wtórne są zwykle zbudowane z celulozy, chociaż mogą występować również inne substancje.

Molekularny i makrocząsteczkowy układ celulozy w ścianie komórkowej:

Celuloza, długi łańcuch o prostym łańcuchu d-glukozy, stanowi znaczną część szkieletu ściany komórkowej. Około 100 długich łańcuchów celulozy stanowi elementarną włókienek lub micelę. Około 20 elementarnych włókienek tworzy mikrowłókna.

Przestrzenie między mikrowłókienkami są wypełnione wodą, substancjami pektykowymi, hemicelulozami w ścianach pierwotnych i ligniną, kutyną, suberinem itp. W ściankach wtórnych. Około 250 mikro-włókien tworzy włókienka.

Plamodesmata:

Plasmodesmata (singular-plaasmodesma; Tangl, 1879; Strasburger, 1901) to mosty cytoplazmatyczne pomiędzy sąsiadującymi komórkami roślinnymi, które rozwijają się w niewielkich porach ich ścian. Tworzą protoplazmatyczne continuum zwane symplast.

Różne substancje mogą przechodzić z jednej komórki do drugiej za pośrednictwem plazmodermat. Plasmodesma składa się z kanału wyłożonego błoną plazmową i mającego prosty lub rozgałęziony kanalik znany jako desmotubule. Desmotubule jest przedłużeniem retikulum endoplazmatycznego.

Doły:

Doły to nietolerowane obszary w ściankach wtórnych komórek roślinnych. W związku z tym pojawiają się one jako depresje. Dołki na ogół występują w parach na ścianie dwóch sąsiednich komórek. W jamie znajduje się wnęka lub komora studzienki i membrana w otworze. Membrana wgłębienia składa się z głównej ściany i środkowej płytki.

Pits są dwa rodzaje, proste i graniczy. Prosty dół ma jednolitą szerokość komory studzienki. W otworze granicznym komora wgłębienia ma kształt kolby, ponieważ ściana wtórna obejmuje jego usta.

Membrany pestki są przepuszczalne. Może mieć niewielkie submikroskopowe pory. Dlatego jamki pomagają w szybkiej translokacji pomiędzy dwoma sąsiednimi komórkami.

Funkcje ściany komórkowej:

Pełni szereg funkcji:

(i) Chroni protoplazmę przed uszkodzeniem mechanicznym.

(ii) Chroni komórkę przed atakiem patogenów.

(iii) Zapewnia sztywność komórki.

(iv) Zapewnia kształt komórce i przeciwdziała ciśnieniu osmotycznemu

(v) Wzmacnia rośliny lądowe, aby wytrzymać siły grawitacyjne.

(vi) Poprzez swój wzrost ściana pomaga w ekspansji komórek.

(vii) W zależności od typu komórki jego ściana może być przepuszczalna lub nieprzepuszczalna. Nawet przepuszczalna ściana wywiera pewien wpływ regulacyjny na transport substancji do i z komórki.

(viii) Piony obecne w ścianie pomagają wytwarzać protoplazmatyczne continuum lub symplast wśród komórek.

(ix) Cutin i suberin ściany komórkowej zmniejszają utratę wody poprzez transpirację.

(x) Ściany rurek sitowych, cewek i naczyń są wyspecjalizowane w transporcie dalekobieżnym.

[III] Cytoplazma:

Cytoplazma jest podobną do galaretowatej półpłynną ogólną masą protoplazmy, z wyłączeniem jądra, ale zawiera wszystkie inne składniki - matrycę cytoplazmatyczną, organelle komórkowe i inkluzje komórek.

A. Matryca cytoplazmatyczna lub cytosol (Hialoplazm):

Jest to przezroczysta, płynna część cytoplazmy, która może występować w dwóch stanach, zolu i żelu. Oba są odpowiednio nazwane plazmasolem i plazmasmem. Plazmagel zwykle występuje poniżej błony komórkowej. Nazywa się ektopoplast.

Plasmasol ma charakter wewnętrzny i jest znany jako endoplast. Woda stanowi 90% matrycy. Matryca jest w rzeczywistości kompleksem krystalo-koloidalnym w wodzie, w którym pewne związki chemiczne występują w postaci prawdziwego roztworu, podczas gdy inne występują w postaci roztworu koloidalnego.

Macierz cytoplazmatyczna pełni wiele funkcji. Ważne są:

1. Organelle komórkowe wymieniają materiał przez matrycę cytoplazmatyczną.

2. Matryca zawiera surowce i dostarcza ich organelli komórkowych do ich funkcjonowania.

3. Matryca jest siedzibą syntezy wielu biochemicznych związków, takich jak tłuszcze, nukleotydy, niektóre węglowodany, białka, koenzymy itp.

4. Glikemia, oddychanie beztlenowe i rodzaj pentozowego oddychania tlenowego występują w części macierzowej cytoplazmy.

5. Pomaga w dystrybucji różnych materiałów wewnątrz komórki.

B. Organelle komórkowe:

Są strukturami subkomórkowymi o charakterystycznych formach morfologicznych, charakterystycznych konstytucjach chemicznych i określonych funkcjach. Komórka zawiera wiele organelli, takich jak mitochondria, plastyki, retikulum endoplazmatyczne, kompleks Golgiego, rybosomy, mikro-ciała, lizosomy itp.

1. Mitochondria (Mito = nici, chondriony granulek) - Po raz pierwszy odkryta przez Kollikera w 1880 r. I opisana przez Altmanna w 1894 r. Jako "bioplasty" w 1894 r., Te organelle zostały ponownie ochrzczone mitochondriami przez Bendę (1897).

Ogólnie mitochondria mają kształt prętów, ale plemniki i komórki jajowe wielu organizmów mają bardziej kuliste formy. Mitochondria mają szkielet lipoproteinowy zawierający wiele enzymów i koenzymów niezbędnych do metabolizmu energetycznego. Zawierają również specyficzny DNA dla cytoplazmatycznego dziedziczenia i rybosomu do syntezy białek.

Kształt, wielkość, a także liczba różnią się w zależności od tkanki, organizmu i stanu fizjologicznego organizmu. Aktywność komórki jest głównym kryterium podziału mitochondriów w komórce, np. W komórkach wątroby stanowią około 30-35% białka komórkowego, podczas gdy w komórkach nerkowych tworzą około 20%.

W komórkach roślinnych liczba ta jest mniejsza w porównaniu z komórkami zwierzęcymi. Rozłożone równomiernie w cytoplazmie mogą być ograniczone do określonego obszaru, w którym występuje duże zapotrzebowanie na ATP, np. W komórkach mięśniowych, plemnikach, prętach i stożkach oczu. Mitochondria są nieobecne w organizmach prokariotycznych i anaerobowych eukariotach.

Ultrastruktura mitochondriów:

Pojedynczy mitochondrion ma średnicę od 0, 5 do 1, 0 μm i 7 μm długości. Mitochondrium jest zamknięty przez dwie odrębne membrany zwane błonami zewnętrznymi i wewnętrznymi; ten ostatni oddziela matrycę organelli, żelopodobny płyn.

Tak więc wewnętrzna membrana oddziela matrycę od wypełnionej płynem przestrzeni wewnętrznej membrany. Zarówno błona zewnętrzna jak i wewnętrzna zawierają różne enzymy. Wiele enzymów używanych podczas cyklu Krebsa jest przyczepionych do matrycy z zawieszonymi w niej niciami DNA i rozproszonymi rybosomami.

Membrany wewnętrzne i zewnętrzne różnią się od siebie chemicznie i strukturalnie, a także przepuszczalnością. Wewnętrzna membrana ma większą powierzchnię dzięki jej rozszerzeniu do matrycy w postaci "Cristis", które różnią się kształtem i liczbą, w zależności od topografii komórkowej, począwszy od leżenia równolegle do siebie, tworząc sieć zespalającą.

Liczba Cristis wzrasta lub maleje w zależności od aktywności tlenowej mitochondrium, ponieważ podczas aktywności tlenowej należy wytworzyć większą liczbę ATP, a więc większą liczbę crista w celu dostosowania do układów enzymatycznych. Wewnętrzna błona jest bogata w białka i kardiolipinę, podczas gdy zewnętrzna jest bogata w fosfoloidy. Obie membrany wydają się być na trójglamarkowym wzorze opisanym przez Robertsona (1967).

Błonka wewnętrzna, jak również jej cristae, mają małą rakietę tenisową jak cząstki zwane cząstkami elementarnymi, cząstki F0 - F ₁ lub oksysomy (= oksysomy). Mitochondrium zawiera lx 10 ⁴ - lx 10 ⁵ cząstek elementarnych. Każda elementarna cząsteczka lub oksysom ma głowę, łodygę i podstawę. Podstawa (podjednostka F0) ma około 11 nm długości i 1, 5 nm grubości.

Łodyga ma długość 5 nm i szerokość 3, 5 nm. Głowa (podjednostka F ₁ ) ma średnicę 9-10 nm. Cząstki elementarne zawierają ATP-ase. Są zatem ośrodkami syntezy ATP podczas oksydacyjnej fosforylacji. Enzymy transportu elektronów znajdują się w błonie wewnętrznej w kontakcie z cząstkami elementarnymi.

W niektórych miejscach kontaktują się zewnętrzne i wewnętrzne błony mitochondrialne. Nazywa się je miejscami adhezyjnymi. Miejsca przyczepności są specjalnymi obszarami przenikania mitochondrium do przenoszenia materiałów z zewnątrz do wnętrza i odwrotnie.

Zewnętrzna komora lub przestrzeń peri-mitochondrialna to przestrzeń pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną membraną powłoki mitochondrialnej. Zwykle ma szerokość 60-100 A ° i rozciąga się w przestrzenie cristae. Komora zawiera płyn zawierający kilka enzymów.

Wewnętrzna komora tworzy rdzeń mitochondrium i zawiera półpłynną matrycę. Macierz zawiera cząsteczki białka, rybosomy, RNA, mitochondrialne DNA, enzymy cyklu Krebsa, syntezę aminokwasów i metabolizm kwasów tłuszczowych. Rybosomy mitochondrialne mają od 55 do 70 S charakteru. DNA jest nagi. Jest on zwykle okrągły, ale może być liniowy. DNA czyni mitochondrium pół-autonomicznym.

Pół-autonomiczny status mitochondriów:

Wiadomo, że mitochondria zawierają DNA i RNA i istnieją dowody na to, że mają własną syntezę białek. Jednak jądrowy DNA odgrywa również rolę w syntezie białek mitochondriów.

Z tego powodu mitochondria są uważane za samo- propagujące cząstki autonomiczne. Uważa się, że białka strukturalne mitochondriów są składane in situ, podczas gdy białka rozpuszczalne są składane na rybosomach niem mitochondrialnych. Funkcje:

1. Mitochondria to miniaturowe zakłady biochemiczne, w których produkty żywnościowe lub substraty oddechowe są całkowicie utleniane do dwutlenku węgla i wody. Energia uwolniona w procesie jest początkowo przechowywana w postaci zredukowanych koenzymów i zredukowanych grup prostetycznych.

Ten ostatni wkrótce ulega utlenianiu i tworzy bogaty w energię ATP. ATP wychodzi z mitochondriów i pomaga wykonywać różne procesy energetyczne, takie jak skurcz mięśni, przewodzenie impulsów nerwowych, biosynteza, transport błony, podział komórkowy, ruch itd. Z powodu tworzenia się ATP mitochondria są nazywane komórka.

2. Mitochondria dostarczają ważnych związków pośrednich do syntezy kilku bio-substancji chemicznych, takich jak chlorofil, cytochromy, pirymidyny, steroidy, alkaloidy itp.

3. Macierz lub wewnętrzna komora mitochondriów ma enzymy do syntezy kwasów tłuszczowych. Enzymy wymagane do wydłużenia kwasów tłuszczowych opisano w zewnętrznej komorze mitochondrialnej.

4. Synteza wielu aminokwasów występuje w mitochondriach. Pierwszymi utworzonymi aminokwasami są kwas glutaminowy i kwas asparaginowy. Są one syntezowane odpowiednio z kwasu ∞-ketoglutarowego i szczawiooctowego. Inne aminokwasy wytwarza się przez transformację i transaminację lub przeniesienie grupy aminowej (-NH2) z kwasu glutaminowego i kwasu asparaginowego.

5. Organizm na ogół otrzymuje mitochondria od swojej matki, ponieważ jest obecny w jajach.

2. Plastydy:

Termin plastyd został wprowadzony przez E. Haeckela w 1866 r. Plastyd to półautonomiczne organelle posiadające otoczkę DNA i podwójną membranę, które przechowują lub syntetyzują różne typy związków organicznych. Z wyjątkiem niektórych protistantów, plastydy są ograniczone tylko do roślin. Plastidy powstają z bezbarwnych prekursorów zwanych proplastami.

Proplastidy mają zdolność dzielenia się i różnicowania na różnego rodzaju plastyd. W zależności od koloru są to trzy główne typy: leukoplasty, chromoplasty i chloroplasty (Schimper, 1883).

(i) Leukoplasty (Gk leucos-biały, formowane plastycznie):

Są to bezbarwne plastydy, które zwykle występują w pobliżu jądra w komórkach niebędących komórkami zielonymi i posiadają wewnętrzne blaszki. Grana i barwniki fotosyntetyczne są nieobecne. Leukoplasty mają zmienną wielkość i formę, np. Zaokrąglone, owalne, cylindryczne, nitkowate itd.

Istnieją trzy rodzaje specjalnych leukoplastów. (a) Amylozy. Są to leukoplasty zawierające skrobię. Zawiera proste lub złożone ziarno skrobi pokryte specjalną osłonką białkową, np. Bulwy ziemniaka, ryżu, pszenicy, (b) elikoplastów (lipidoplasty, oleoplasty). Bezbarwne plastydy przechowują tłuszcz, np. Rose Tube, (c) Aleuroplasty, Proteoplast lub Proteinoplast. Plastydy zawierają białko w postaci bezpostaciowej, krystaloidalnej lub krystalo-globoidalnej (np. Aleurone komórki ziarna kukurydzy, komórki endospermy Castora).

(ii) Chromoplasty (Gk, chroma-color, plasto-formowane):

Plastyd ma kolor żółty lub czerwonawy ze względu na obecność barwników karotenoidowych. Chlorofile są nieobecne. Chromoplasty powstają z leukoplastów lub chloroplastów. Zmiana koloru z zielonego na czerwonawy podczas dojrzewania pomidora i chili wynika z przekształcenia chloroplastów w chromoplasty. Pomarańczowy kolor korzeni marchwi wynika z chromoplastów.

(iii) Chloroplasty (Gk chloros = trawa zielona, ​​formowana plastycznie):

Są to zielone plastyki, które zawierają barwniki fotosyntetyczne, chlorofile i karotenoidy oraz biorą udział w syntezie żywności z nieorganicznych surowców w obecności energii promieniowania. Chloroplasty glonów innych niż zielone są nazywane chromatoforami (np. Rodoplasty czerwonych alg, phaeoplasts brown alg).

Tam gdzie obecne są chloroplasty, ich liczba, kształt i rozmiar są różne. W niższych roślinach są one o jeden za dużo na komórkę i mają różne kształty: miseczkowate w Chlamydomonas, w kształcie litery U w kształcie litery Uoth, w kształcie wstążki w Spirogyra, itp.

W przypadku alg zielonych chloroplast jest związany z żywnością i magazynowaniem ciała białkowego, zwanego pyrenoidem. Ale w większości roślin zielonych jest to mały, obustronnie wypukły, dyskretny korpus, zwykle w zakresie od 4 do 6 μm.

Ultrastruktura chloroplastów:

Chloroplasty roślin zielonych mają podobną warstwę membranową jak mitochondria, każda o grubości około 50 A, a przestrzeń międzyfazowa ma szerokość 70-100A. Zewnętrzna membrana ograniczająca, która zapewnia określony kształt chloroplastowi, pomaga również regulować ruch materiałów pomiędzy chloroplastem i otaczającą cytoplazmą.

Wewnętrzna membrana łączy się z zewnętrzną membraną i jest wrzucana do rozgałęzień równolegle do siebie i jest nazywana lamellą. Większość lameli w chloroplastach wyższych roślin jest zorganizowana w worki o kształcie dysku, zwane tylakoidami. Tylakaki są strukturalnymi elementami chloroplastu biorącego udział w fotosyntezie.

Jeden stos tylakaków nazywa się granum. 40-100 grana może występować w chloroplastach. Każdy granum ma 20-50 thylakoids. Grana nie występuje w chloroplastach glonów. Te ostatnie są zatem agranalne. Membrany Grana zawierają białkowe cząstki o dwóch podstawowych wielkościach, o średnicy 105 i 140 μm.

Większe cząstki związane są z fotosystemem I fotosyntezy, a mniejsze z fotosystemem II fotosyntezy. Ze względu na obecność grana, cholowidy są zróżnicowane na dwunalikalne tylakoidy i zręby lub międzykanałowe tylakoidy.

Ziarnisty ziarniak składa się ze ziaren skrobi i centrów zrębu; nici DNA i rybosomy (70 S) są również rozproszone w zrębie. Chloroplast lub DNA ct są nagie, okrągłe lub okazjonalnie liniowe. Matryca chloroplastu w wyższej roślinie może tymczasowo przechowywać skrobię, jako ziarna skrobi, znane jako skrobia asymilacyjna.

Membrana z granulek składa się z białek i fosfolipidów i zawiera chlorofil i karotenoidy, które są podstawowymi pigmentami fotosyntetycznymi.

Rozwój chloroplastów:

Nowe chloroplasty są wytwarzane przez podział dojrzałych chloroplastów lub rozwijają de novo od proplastów w komórce. Proplasty mogą powodować powstawanie innych rodzajów plastydów oprócz chloroplastów. Informacje genetyczne obecne w jądrze komórkowym i chloroplastach współdziałają podczas różnicowania nowych organelli.

DNA zawarte w samym chloroplastach ulega transkrypcji i translacji w celu utworzenia niektórych białek chloroplastowych, a pozostałe białka chloroplastu otrzymuje się po jądrowym DNA po translacji.

Funkcje chloroplastu:

1. W roślinach eukariotycznych fotosynteza występuje w chloroplastach w obecności światła słonecznego. Reakcje fotochemiczne (reakcje świetlne) fotosyntezy zachodzą na błony tylakoidowej grani, podczas gdy reakcje biochemiczne (reakcje ciemne) występują w zrębie.

2. Chloroplasty są naturalnymi maszynami do syntezy bogatych w energię związków organicznych, które zapewniają żywność nie tylko dla roślin, ale również dla wszystkich żywych istot.

3. Podczas procesu fotosyntezy chloroplasty pochłaniają dwutlenek węgla (CO ₂ ) ze środowiska i uwalniają tlen (O ₂ ), który jest używany w oddychaniu komórkowym przez wszystkie żywe istoty. W ten sposób utrzymuje równowagę CO ₂ i O ₂ w środowisku.

3. Retikulum endoplazmatyczne (ER):

Został odkryty przez Portera (1945) i Thompsona (1945). Nazwa została nadana przez Portera w 1953 roku. Retikulum endoplazmatyczne jest trójwymiarowym, skomplikowanym i wzajemnie połączonym układem kanałów wyłożonych membraną, które przebiegają przez cytoplazmę. Miejscami łączy się z lemieszem plazmy i otoczką jądrową. Wysoko rozwinięte ER komórek mięśniowych nazywa się "retikulum sarkoplazmatyczne".

Retikulum endoplazmatyczne dzieli się na:

(a) Szorstka lub ziarnista retikulum endoplazmatyczna; chropowatość jest spowodowana obecnością rybosomów lub cząsteczek RNP (rybonukleoproteiny) i

(b) retikulum endoplazmatyczne gładkie lub ziarniste; jest gładka z powodu braku rybosomów.

Surowa retikulum endoplazmatyczna jest dobrze rozwinięta w komórkach zaangażowanych w syntezę białek, takich jak komórki produkujące enzymy. Pomaga również w wytwarzaniu lizosomów. Ich membrana ma cienki pory w obszarze dołączonego rybosomu, aby przekazać syntetyzowany polipeptyd do kanału retikulum endoplazmatycznego do transportu.

Szorstka retikulum endoplazmatyczna zawiera dwa typy glikoprotein (ryboforyna I i ryboforyna II) do przyłączenia do rybosomów. Surowa retikulum endoplazmatyczna składa się głównie z cystern. Tubules są bardzo nieliczne.

Gładka retikulum endoplazmatyczna znajduje się w dużej ilości w komórkach syntetyzujących lipidy i tych produkujących hormon steroidowy, takich jak cholesterol, glicerydy, testosteron i progesteron lub w tych, które biorą udział w metabolizmie witamin, takich jak nabłonkowe komórki barwnikowe siatkówki. Najczęściej składa się z pęcherzyków i kanalików. Uważa się, że sphaerosomy pochodzą z SER.

ER może działać jako rodzaj systemu przewodzącego, a ciągłość zaobserwowana w niektórych przypadkach między ER a otoczką jądrową sugeruje, że ta właściwość jest możliwa i może to być jeden ze sposobów transportu RNA i nukleo-białek z jądra do cytoplazma.

Struktura:

Retikulum endoplazmatyczne składa się z wyłożonych membraną kanałów lub przestrzeni, które zawierają płyn zwany macierzą endoplazmatyczną. Membrana jednostkowa ER jest podobna do membrany plazmowej w składzie chemicznym i ma grubość 50-60A0. Retikulum endoplazmatyczne może występować w trzech formach - cysternach, pęcherzykach i kanalikach. Trzy formy ER mogą występować w tej samej komórce, ale w różnym czasie rozwoju komórki.

(i) Cisternae:

Są to płaskie, podobne do worka części retikulum endoplazmatycznego o średnicy 40-50 nm. Cysterny znajdują się w wiązkach, gdzie leżą równolegle do siebie. Występują w komórkach aktywnie zaangażowanych w syntezę.

(ii) Pęcherzyki:

Są owalnymi lub zaokrąglonymi woreczkami o średnicy 25-500 nm. Pęcherzyki pojawiają się jako małe wakuole. Pozostają izolowane w cytoplazmie. Pęcherzyki są również nazywane mikrosomami.

(iii) Rurki:

Są to rurkowate przedłużenia, które mogą być połączone z cysternami lub pęcherzykami w celu utworzenia układu siatkowego. Kanaliki mogą być nieregularne lub regularne, rozgałęzione lub nierozgałęzione o średnicy 50-100 nm.

Funkcje:

Retikulum endoplazmatyczne pomaga znacznie zwiększyć powierzchnię dla aktywności metabolicznych, umożliwiając enzymowi działanie z jego substratem w większym stopniu.

Funkcjonuje jako szkielet kostny lub wewnątrzkomórkowa i ultra-strukturalna struktura szkieletowa, zapewniając mechaniczne wsparcie koloidalnej matrycy cytoplazmatycznej.

Duże zagłębienia wytwarzane przez wybrzuszenie ER zapewniają miejsca gromadzenia produktów, zanim zostaną one przetransportowane z komórki. To powoduje ochronę produktów metabolicznych.

Błona retikulum endoplazmatycznego zawiera wiele enzymów (np. ATP-azy, reduktazy, dehydrogenazy, fosfatazy) dla różnych aktywności metabolicznych i cytochromów biorących udział w transporcie elektronów.

4. Kompleks Golgiego:

Kompleks Golgiego jest złożoną strukturą cytoplazmatyczną zbudowaną z gładkich torebek błonowych lub cystern, sieci kanalików z pęcherzykami i wakuolami, które biorą udział w przemianie błonowej, wydzielaniu i wytwarzaniu złożonych bio-chemikaliów.

Otacza go cytoplazma wolna od organelli zwana strefą wykluczenia lub substancja naziemna Golgiego. Po raz pierwszy zobaczył go George (1867), ale pochodzi od włoskiego naukowca Camillo Golgi, który w 1898 roku rozpoznał aparat w komórkach nerwowych płomykówki i kota.

Aparat lub kompleks Golgiego jest nieobecny w komórkach prokariotycznych (PPLO, bakterie i niebiesko-zielone algi). W komórkach zwierzęcych jest pojedyncza lub składa się z pojedynczego połączonego kompleksu. Te dwa stany są odpowiednio nazywane zlokalizowanymi (większość komórek kręgowców) i dyfundowane (większość komórek bezkręgowych, wątroba i komórki nerwowe kręgowców). W komórkach roślinnych składa się z wielu niezwiązanych jednostek zwanych dictyosomami.

Struktura:

Kształt i rozmiar kompleksu Golgi nie są ustalone. Zależą one od stanu fizjologicznego komórek. Zwykle kompleks Golgiego składa się z czterech części - cystern, kanalików, pęcherzyków i wakuoli.

Marginesy cystern są delikatnie zakrzywione, co nadaje całemu ciału Golgiego kształt zakrzywiony lub łukowaty; w ten sposób wypukła powierzchnia cystern ma "twarz cis" lub "twarz formującą", a strona wklęsła zawiera "twarz trans" lub "twarz dojrzałości".

Cisternae są podobne do gładkiej retikulum endoplazmatycznego i zamykają światło o 60-90 A °, które zawiera płynną substancję lub matrycę. Pozycja twarzy trans ciała Golgiego jest specjalnie ustawiona w zależności od typu komórki.

Ze względu na ich bliskie morfologiczne i fizjologiczne powiązanie z retikulum endoplazmatycznym i lizosomami, są one czasami określane jako elementy systemów endomembranowych lub wakuolarnych.

Czasami marginesy cystern ulegają perforacji, tworząc "fenestrae". Liczba i wielkość ciała Golgiego zmienia się wraz z metaboliczną aktywnością komórki. Podczas podziału komórki liczba ciał Golgiego wzrasta, gdy wydzielają one materiały w celu utworzenia płytki komórek.

Funkcje:

1. Liczba białek syntetyzowanych przez szorstką retikulum endoplazmatyczną jest przekazywana organom Golgiego w celu ich ostatecznego przetworzenia, zanim zostaną wyeksportowane do miejsca docelowego. Białka przeznaczone do wydzielania, naprawy błony plazmatycznej lub ich osadzania docierają do powierzchni cis aparatu Golgi.

Kiedy znajdują się w cysternach, białka te są fosforylowane, glikolizowane, siarczanowane lub po prostu przetwarzane. Glikoliza zachodzi w twarzy trans i to tutaj białka są sortowane zgodnie z ich przeznaczeniem.

Funkcjonowanie i wydajność aparatu Golgiego wynika z grupy enzymów o nazwie difosfataza nukleozydowa, która hydrolizuje difosforany urydyny, guanozyny i inozyny.

2. W oocytach zwierząt aparat Golgiego funkcjonuje jako środek, wokół którego osadza się żółtko, proces ten nazywane jest witellogenezą.

3. Większość złożonego węglowodanu, innego niż glikogen i skrobia, syntetyzuje się w kompleksie Golgiego, np. Mukopolisacharydy, kwas hialuronowy, hemiceluloza itp.

Lizosomy:

Zostały odkryte przypadkowo przez Christiana de Duve w 1955 roku. Organelle obserwowano pod mikroskopem elektronowym przez Novikoffa (1956). Ukuł też termin "lizosomy" ("Lizy trawienno-trawienne" lub "luźne", "ciało soma") - małe pęcherzyki, które są ograniczone pojedynczą membraną i zawierają enzymy hydrolityczne w postaci drobnych krystalicznych lub półkrystalicznych granulek o długości fali 5-8 nm. .

Jednowarstwowa membrana składa się z lipoproteiny i trudno jest zidentyfikować lizosomy w oparciu o charakter morfologiczny. Zarejestrowano w nich około 40 enzymów. Wszystkie enzymy nie występują w tym samym lizosomie, ale istnieją różne zestawy enzymów w różnych typach lizosomów.

Te worki związane z błoną są bogate w wysokie stężenia enzymów hydrolizujących rozkład białek i innych związków biochemicznych i są uwalniane po rozerwaniu błony zewnętrznej. Enzymy to kwaśna fosfataza, rybonukleaza, B-glukoronidaza i proteazy. Ze względu na obecność tych enzymów trawiennych, lizosomy nazywane są "torbami samobójczymi".

Inną interesującą właściwością lizosomów, izolowanych z komórek nerkowych, jest ich zdolność do wychwytywania i koncentracji obcych białek, co sugeruje, że mogą one pomóc w trawieniu lub detoksyfikacji obcych materiałów przez pinocytozę.

Występowanie:

Lizosomy występują we wszystkich komórkach zwierzęcych za wyjątkiem czerwonych krwinek. Zostały one zarejestrowane w grzybach, Euglena, korzeniach korzeni nasion kukurydzy, bawełny i grochu. U zwierząt, lizosomy są obfite w leukocyty, makrofagi, komórki Kupffera i podobne komórki o aktywności fagocytarnej.

Tworzenie się lizosomów:

Uważa się, że lizosomy są tworzone przez wspólną aktywność retikulum endoplazmatycznego i kompleksu Golgiego. The precursors of hydrolytic enzymes are mostly synthesised at the rough endoplasmic reticulum which transfers them to the forming face of Golgi complex through its vesicles. In Golgi complex the precursors are changed to enzymes. They are then packed in larger vesicles which are pinched off as lysosomes from the maturing face.

Lysosomes pass through various stages in the same cell. The phenomenon is called polymorphism or existence of more than one morphological form. Four most distinct form of lysosomes are observed viz.,

1. Primary or protolysosomes believed to be derived from the trans face of the Golgi complex.

2. Secondary lysosomes, heterolysosomes and autolysosomes: The former are formed after the primary lysosomes merge with the cytoplasmic vacuoles containing extracellular substances obtained by any form of endocytosis. Once fusion is over, the enzymes of the primary lysosomes are released into these vacuoles called 'phagosomes or endosomes'.

Once the formation of either heterolysosomes or autolysosomes is over, the enzymatic digestion of the vacuolar contents starts and as the process continues it becomes difficult to identify the nature of the secondary lysosomes and they are called digestive vacuoles.

3. Residual bodies are also called 'teloly ^: osomes' or 'dense bodies'. These represent the final stages of breakdown of foreign material or cellular organelles by the lysosome. At this point there is an accumulation of poorly digested material associated with the membrane.

Autolysis or Autophagy:

It is self destruction of a cell, tissue or organ with the help of lysosomes. Lysosomes performing autolysis do not enclose the structures to be broken down. Instead they themselves burst to release the digestive enzymes. Autolysis occurs in tissues undergoing degeneration or necrosis.

6. Sphaerosomes:

Sphaerosomes (= spherosomes) are small cell organelles bounded by single membrane which take part in storage and synthesis of fats. They were discovered by Perner in 1953. Sphaerosomes are small spherical and refractile vesicles which are 0.5—1.0 nm in diameter. They arise from endoplasmic reticulum and are surrounded by a single membrane. 98% of a sphaerosome is fat.

Proteins constitute the remaining 2%. Some proteins are probably enzymatic and take part in the synthesis of fats. Because of the presence of fat, sphaerosomes can be seen under light microscope after staining the cells with Sudan dyes and osmium tetraoxide.

Sphaerosomes occur abundantly in the endosperm cells of oil seeds. Sphaerosomes of some tissues (eg, tobacco endosperm, maize root tip) contain hydrolytic enzymes. Therefore, they are considered to have lysosomic activity.

7. Micro-bodies or Microsomes:

These denote a variety of small cellular components bounded by single membrane and the name is generally restricted to organelles possessing flavin oxidase and catalase. An important difference between the microbodies of animals and those of plants is that the microbodies of animals contain urease, while the plant microbodies do not have this enzyme. Microbodies are of two types—peroxisomes and glyoxysomes.

(i) Peroxisomes (Rhodin, 1954):

Peroxisomes are found in both plant and animal cells, generally in close association with endoplasmic reticulum, mitochondria and chloroplasts. Commonly they have a diameter of 0.5-1.0 μm. It contains a variety of enzymes to oxidise various substrates to produce hydrogen peroxide and contain high concentration of catalase to remove the toxic H ₂ O ₂ . The peroxisomes can oxidise substrates such as urate, amino acids or glyoxylate to produce H, O ₂, which is immediately acted upon by catalase to be reduced to oxygen and water. In green leaves the peroxisomes carry out photorespiration.

(ii) Glyoxysomes (Briedenbach, 1967):

These microbodies of fat storing cells in the germinating oilseeds contain enzymes of the Glyoxylate cycle eg malate synthetase and isocitrate lyase; they also contain several essential enzymes of the Krebs cycle. Glyoxysomes are generally involved in triglyceride metabolism.

Podobnie jak inne mikroby, glioksysomy mają pojedynczą membranę pokrywającą i bogatą w enzym matrycę z rdzeniem krystaloidalnym. Zarówno składnik fosfolipidowy, jak i enzymy tego organelli pochodzą z ER. β-utlenianie kwasów tłuszczowych wytwarza acetylo-CoA, które te ciała przekształcają w kwas bursztynowy, który z kolei w odwróconym szlaku glikolitycznym wytwarza glukozę. Ta zdolność do konwersji węglowodanów tłuszczowych jest specyficzna tylko dla roślin i nie jest opisywana u zwierząt.

8. Rybosomy (cząstki palady):

Rybosomy odkryli Robinson i Brown (1953) w komórce roślinnej i Palade (1955) w komórce zwierzęcej. Palade również ukuł termin Ribosome. Są to nagie cząsteczki protoplazmatyczne rybonukleoproteiny (RNP) o długości 200-340 A ⁰ i średnicy 170-240 A ^0, które funkcjonują jako miejsca syntezy białka lub polipeptydu.

Rybosomy są popularnie znane jako fabryki białek. Rybosomy często tworzą układy spiralne lub rozetowe z retikulum endoplazmatycznego i są nie tylko związane z ER, ale są również rozproszone w cytoplazmie, oba typy różnią się rolami w komórce.

Ta pierwsza występuje w obfitości, gdy synteza białek jest aktywna do użycia samej komórki (np. Hemoglobiny, enzymów itp.), A druga, gdy białka są eksportowane z komórki (np. Enzymy trawienne, przeciwciała itp.).

Struktura rybosomu:

Każdy rybosom składa się z dwóch nierównych podjednostek, większego kształtu kopuły i mniejszego owalu. Duża podjednostka ma wypukłość, grzbiet i łodygę. Mniejsza podjednostka posiada platformę, rozszczep, głowę i podstawę. Jest to około połowa wielkości większej podjednostki. Mniejsza podjednostka pasuje do większej na jednym końcu, jak czapeczka. Mg ²⁺ jest wymagany do wiązania dwóch podjednostek.

Rybosomy mogą występować w rozetkach lub grupach helikalnych zwanych polibosomami lub polisomach (Gk. Poly-many, soma-body). Różne rybosomy polyribosome są połączone z mRNA o grubości 10-20A ⁰ i powstają podczas okresów aktywnej syntezy białek.

W zależności od miejsca ich występowania rybosomy są dwojakiego rodzaju: cytoplazmatycznego i organelli. Ryboosomy organelle mogą być wolne w macierzy cytoplazmatycznej lub przyczepione do retikulum endoplazmatycznego. Tylko wolne rybosomy cytoplazmatyczne występują w komórkach prokariotycznych. Związane i organelli rybosomy są nieobecne.

Wielkość rybosomów określa się za pomocą współczynnika sedymentacji Ryc. 2.28 Polyribosome w wirówce. Mierzy się go jako jednostkę Svedberga o nazwie S (S = 1 × 10 ¹³ s). Rybosomy cytoplazmatyczne prokariotów to 70 S. Dwie podjednostki rybosomów 70S to 50 S (masa cząsteczkowa - 1, 8 x 10 ⁶ daltonów) i 30 S (masa cząsteczkowa - 0, 6 x 10 ⁶ daltonów). Rybosomy cytoplazmatyczne eukariotów to 80 S z dwiema podjednostkami 60S i 40 S. Tunel występuje pomiędzy dwiema podjednostkami dla przejścia mRNA.

Większa podjednostka ma rowek do wypychania nowo syntetyzowanego polipeptydu. Istnieją dwa reaktywne miejsca w większej podjednostce o nazwie P-miejsce (miejsce peptydylowe lub donorowe) i miejsce A (miejsce aminoacylowe lub akceptorowe). Najprawdopodobniej kompleks aminoacyl-tRNA jest przyłączony do miejsca akceptorowego, a łańcuch peptydowy przenoszący tRNA jest przyłączony do miejsca peptydylowego lub donorowego.

Rybosomy 80 S są syntetyzowane wewnątrz jąderka. W cytoplazmie powstaje 70 μ rybosomów prokariotów, podczas gdy te z semi-autonomicznych organelli komórkowych powstają w ich matrycy.

Skład chemiczny:

Chemicznie rybosom składa się z dwóch części, białek i RNA (rRNA). Zwykle więcej rRNA występuje w rybosomach 70 S w porównaniu z białkiem (60-65: 35-40), podczas gdy odwrotne jest w przypadku rybosomów 80S (40-44: 56-60). Uważa się, że cząsteczki białka i RNA są utrzymywane razem przez siły elektrostatyczne tworzące wiązanie soli między grupami fosforanowymi RNA i grupami aminowymi białek lub przez tworzenie kompleksu magnezu lub połączenie obu.

9. Struktury cytoszkieletowe:

Są to niezwykle małe, włókniste i rurowe struktury, które tworzą szkielet konstrukcji wewnątrz komórki. Występują tylko w komórkach eukariotycznych. Struktury cytoszkieletowe utrzymują kształt komórki, a jej rozszerzenia regulują orientację i rozmieszczenie organelli komórkowych. Są to trzy typy: mikrofilamenty, włókna pośrednie i mikrotubule.

(a) Mikrofilamenty:

Są ultrammykroskopowymi długimi, wąskimi cylindrycznymi prętami lub białkowymi włóknami, które występują w eukariotycznych komórkach roślinnych i zwierzęcych. Mikrofilamenty składają się z aktyny stanowiącej 10-15% całkowitego białka komórkowego.

Mają one grubość 6 nm i wykazują okresowy wygląd paciorkowy ze względu na ścisłe helikalne ułożenie kulistych cząsteczek aktyny. Mogą również występować w wiązkach równoległych lub w luźnej sieci i ogólnie leżą na powierzchni międzyfazowej zol-żel, a także poniżej błony komórkowej. Mikrofilamenty są również połączone z włóknami wrzecionowymi, retikulum endoplazmatycznym, chloroplastem itp.

Mikrofilamenty są kurczliwe. Skojarzenie z białkiem miozyny wydaje się być niezbędne do skurczu mikrowłókien. Myofibryle z włókien mięśniowych również reprezentują mikrofilamenty. Mikrofilamenty tworzą kurczliwą maszynerię komórki, podobnie jak tworzenie się i wycofywanie pseudopodii, falowanie błony komórkowej, mikrokosmków, endocytozę, strumieniowanie cytoplazmatyczne i ruch innych organelli komórkowych.

(b) Włókna pośrednie:

Są to filamenty puste w środku o grubości 10 nm, które często tworzą sieć. Są to cztery typy - filamenty keratynowe - które tworzą tonofibryle i keratynę skóry; Neurofilamenty tworzące sieć z wiązkami mikrotubul w aksonach i dendronach komórek nerwowych; Włókna glejowe są włóknami pośrednimi znajdowanymi w astrocytach i heterogenicznych filamentach, które są włóknami pośrednimi znajdującymi się w mięśniach i są połączone z otoczką jądrową i centriolą itp.

(c) Mikrotubule:

Te wysoce wszechstronne organelle są zaangażowane nie tylko w utrzymanie komórki, ale także w zapewnianie ukierunkowania ruchu chromosomowego podczas podziału komórki. Znalezione we wszystkich komórkach eukariotycznych, są one związane głównie z rzęskami, wiciami i innymi organami podobnymi do bicza, które są zaangażowane w lokomocję.

Te wydrążone nierozgałęzione białkowe cylindry mają średnicę 200-700 AO i składają się z 13 mikrowłókien przebiegających na całej długości mikrotubuli, która otacza prześwit. Głównym składnikiem mikrotubuli jest glikoproteina zwana tubuliną, która występuje w dwóch postaciach, a-tubuliny i β-tubuliny. Istnieją inne powszechnie występujące białka zwane MAPS (ang. Microtubule Associated Protein), których funkcja ma tworzyć mostki stabilizujące pomiędzy poprzecznie rozmieszczonymi mikrotubulami jak we wrzecionach.

10. Flagella and Cilia:

Są to ruchome procesy proloplasmowe w komórkach, które są zdolne do wytwarzania prądu w płynnym ośrodku w celu poruszania się i przechodzenia substancji. Wici są dłuższe, ale mniej. Na komórkę występuje tylko 1-4 wici, np. Wielu protistów, ruchliwe algi, plemniki zwierząt, mszaki i pteriodofity itp.

Rzęski są mniejsze, ale liczne. Występują w grupowych rzęsach protista, ognistych komórkach robaków itp. Zarówno rzęski, jak i wici są podobne strukturalnie i mają podobne części-podstawa, korzonki, podstawowa płyta i trzon.

(i) Podstawowe ciało lub kinetosom:

Jest również nazywana podstawową granulką lub blepharoplastem i występuje w zewnętrznej części cytoplazmy poniżej błony komórkowej. Jest jak mikro-cylinder, który ma strukturę podobną do centrioli z włóknami trypletowymi obecnymi na obwodzie bez centralnej fibryli, chociaż występuje tu skupisko białka.

(ii) Rootlets:

Są prążkowanymi włóknistymi wypustkami, które rozwijają się od zewnętrznej dolnej części podstawowego ciała i są przeznaczone do zapewnienia wsparcia dla podstawowego ciała. Korzonki składają się z wiązek mikrofilamentów.

(iii) Płyta podstawowa:

Jest to obszar o dużej gęstości, który leży nad ciałem podstawowym na poziomie błony komórkowej. W obszarze płytki podstawowej znika jedno pod-włókno z każdej włókienek obwodowych. Centralne włókienka rozwijają się w tym obszarze.

(iv) Wał:

Jest to włosowata wystająca część wici lub cilium. Długość wynosi 5-10 fimów w przypadku cilium i 150nm w przypadku wici. Wał jest pokryty na zewnątrz osłoną, która jest przedłużeniem membrany plazmowej. Wewnętrznie zawiera półpłynną macierz mającą aksonem 9 obwodowych włókien dubletów i 2 centralne włókienka singletowe.

Ten układ nazywa się 9 + 2 lub 11-stranded w porównaniu z układem 9 + 0 centriole lub ciała podstawowego. Dwa środkowe włókna singletowe są pokryte białą centralną osłoną. Są połączone podwójnym mostem. Każda obwodowa włókienka składa się z dwóch mikrotubul lub pod-włókien B i A.

Ma dwa zgięte ramiona, zewnętrzny ma hak. Ramiona boczne sub-błonnika A składają się z białkowej dyneiny o aktywności ATP-azy. Taka aktywność występuje również w centralnych włókienkach. Obwodowe fibryle dubletu, jak również centralne włókienka singletowe, składają się z tubuliny. Każda sub-włókno lub środkowa pojedyncza włóczka zawiera trzynaście protofilamentów.

Obwodowe fibryle dubletów są wzajemnie połączone łącznikami AB białka neksyny pomiędzy sub-bem B jednego i wewnętrznego ramienia bocznego sub -ibry A sąsiedniej fibryliny. Każde z ich pod-włókien A wysyła radialną kolumnę białkową do środka zwanego szprychą. Szprychy są szersze wewnętrznie, tworząc łeb, który jest połączony z centralnym powłoką białkową.

Funkcje:

1. Pomagają w poruszaniu się w organizmach wiciowatych i rzęskach.

2. W organizmach wodnych rzęski i wici wytwarzają prąd do pozyskiwania żywności zwanej prądem pokarmowym.

3. U zwierząt lądowych rzęski dróg oddechowych pomagają w usuwaniu cząsteczek pyłu z wdychanego powietrza.

11. Centriole:

Centriole są miniaturowymi pod mikroskopijnymi subcylinderami mikrotubowymi z konfiguracją dziewięciu włókien trypletowych i zdolnością do tworzenia własnych duplikatów, astralnych biegunów i podstawowych ciał, bez DNA i błoniastego pokrycia. Mają one w przybliżeniu długość 0, 3 - 0, 5 μm i średnicę 0, 15 μm.

Zwykle spotyka się dwie centriole, a para jest często nazywana diplosomem, który leży we wspólnej, wyspecjalizowanej części cytoplazmy zwanej centrosferą. Centrosfera jest pozbawiona jakichkolwiek innych organelli sufitowych. Zawiera jednak drobny materiał włóknisty. Kompleks utworzony z centrioli i centrosfery nazywany jest centrosomem lub aparatem centralnym.

Struktura:

Centriola jest utworzona z dziewięciu trypletowych zestawów mikrotubul lub włókien rozmieszczonych w równych odstępach w okręgu wokół wyobrażonej centralnej osi znanej jako piasta. Od zewntrz do wewntrznej trzy podbrowe tripletowej fibryli s nazwane C, B i A.

Sąsiednie fibryle trypletowe są połączone białkowymi łącznikami C-A. Środek centriolu ma białkową masę w kształcie pręta zwaną hubem. Piasta ma średnicę 2, 5 nm. Z piasty powstaje 9 białkowych splotów w kierunku obwodowych włókien trójczynnikowych.

Nazywają się szprychami. Każda szprycha ma pogrubienie zwane X przed połączeniem z sub-światłowodem. Kolejne zagęszczenie znane jako Y jest obecne w pobliżu. Jest on dołączony zarówno do pogrubienia X jak i łączników C-A przez połączenia. Ze względu na obecność promieniowych szprych i włókien obwodowych, centriole dają wygląd koła wózka w TS

Na zewnątrz centriolu obecne są gęste, amorficzne płytki protoplazmatyczne w jednej lub kilku seriach. Nazywa się je masami lub satelitami perykularnymi. Ich położenie zmienia się wraz z różnymi stanami komórki. Masa funkcjonuje jako centra zarodkowania dla wzrostu mikrotubul podczas tworzenia astrów i wytwarzania większej liczby centrioli.

Funkcje:

1. Centriole odgrywają ważną rolę w tworzeniu wrzeciona, a zatem w podziale komórkowym.

2. Tworzą one podstawowe rzęski rzęsek i wici.

12. Próżniowe:

Próżniowe są obszarami nie-cytoplazmatycznymi obecnymi wewnątrz cytoplazmy, które są oddzielane od nich przez specyficzne membrany. W zależności od zawartości i funkcji, wakuole składają się z czterech rodzajów: wakuoli sapowych, kurczliwych wakuoli, wakuoli spożywczych i wakuoli powietrznych.

(a) Sap Vacuoles:

Są to pęcherzyki wypełnione płynem (soki lub wakuolarne), które są oddzielane od cytoplazmy przez selektywnie przepuszczalną membranę o nazwie tonoplast. Wiele małych wakuoli sap występuje w komórkach zwierzęcych i młodych komórkach roślinnych. W dojrzałych komórkach roślinnych małe wakuole łączą się tworząc pojedynczą dużą centralną wakuolę. Duża centralna wakuola umożliwia szybką wymianę między cytoplazmą a otaczającym ośrodkiem.

Sól wakuolarna zawiera sole mineralne, cukry, aminokwasy, białka, produkty odpadowe i rozpuszczalne w wodzie pigmenty zwane antocyjanami. Soluty obecne w soku komórkowym utrzymują właściwe ciśnienie osmotyczne w komórce ze względu na jej jędrność i wchłanianie wody.

(b) Szczeliny skurczowe:

Występują w niektórych komórkach protistycznych i algowych znajdujących się głównie w świeżej wodzie. Kurczliwa wakuola ma rozciągliwą i składaną membranę. Jest również połączony z kilkoma kanałami zasilającymi (np. Paramecium). Niedrożności kurczowe biorą udział w osmoregulacji i wydalaniu.

(c) Zapalone śluzówki pokarmowe:

Występują w komórkach pierwotniaków protistycznych, kilku niższych zwierzętach i fagocytach wyższych zwierząt. Powstaje przez połączenie fagosomu i lizosomu. Podana próżniowo żywność zawiera enzymy trawienne, za pomocą których trawione są składniki odżywcze. Trawione materiały przechodzą do otaczającej cytoplazmy.

(d) Air Vacuoles:

(Pseudowakwole, pęcherzyki gazowe) - Zgłaszano je tylko w organizmach prokariotycznych. Pustka powietrzna nie jest pojedynczą istotą ani nie jest otoczona przez wspólną błonę. Składa się z kilku małych submikroskopowych pęcherzyków otoczonych błoną białkową. Pustki powietrzne nie tylko magazynują gazy metaboliczne, ale zapewniają pływalność, wytrzymałość mechaniczną i ochronę przed szkodliwym promieniowaniem.

13. Inkluzje komórek:

Inkluzje komórek są nieożywionymi substancjami obecnymi w komórkach. Nazywane są również ciałami ergastycznymi. Mogą być obecne w stanie rozpuszczalnym lub nierozpuszczalnym i mogą mieć charakter organiczny lub nieorganiczny. Wtrącenia komórek należą do trzech kategorii: rezerwa pokarmowa, wydzielina lub produkty wydzielnicze i substancja mineralna.

(a) Żywność rezerwowa:

Są to cztery główne typy - skrobia, glikogen, kropelki tłuszczu i ziarna aleuronu. Ziarna skrobi występują w komórkach roślinnych, np. W ryżu, owsie. Granulki glikogenu są miniaturowymi granulkami węglowodanów magazynujących, które występują w komórkach zwierzęcych, szczególnie w pobliżu gładkiej retikulum endoplazmatycznego wewnątrz wątroby i komórek mięśniowych.

Kropelki tłuszczu występują zarówno w komórkach roślinnych, jak i zwierzęcych. Komórki zwierzęce wyspecjalizowane do przechowywania tłuszczów nazywane są adipocytami. Ziarna Aleurone reprezentują białka magazynujące występujące wewnątrz specjalnych leukoplastów zwanych aleuroplastami.

(b) Produkty wydzielnicze lub wydzielnicze:

Są to różne typy, takie jak śluz w kilku komórkach zwierzęcych, olejki eteryczne, alkaloidy, żywice, gumy, lateks, garbniki itp.

(c) Materia mineralna (kryształy):

Występuje w postaci kryształów lub inkrustacji krzemionki, węglanu wapnia, siarczanu wapnia i szczawianu wapnia. Krzemionkę zazwyczaj osadza się na zewnętrznej stronie komórek naskórka w kilku roślinach, zwłaszcza trawach.

Węglan wapnia osadza się w postaci masy kryształów zwanych cystolitem, np. W podskórnych komórkach Banyana. Szczawian wapnia występuje w kilku postaciach - piasku kryształowego, agregatu kryształów w kształcie gwiazdy, sphaeraphide, pryzmatycznych kryształów i raphides.

14. Nucleus:

Odkryty przez Roberta Browna (1831) jądro jest najważniejszą częścią komórki, ponieważ kontroluje różne aktywności metaboliczne, a także jest siedzibą dziedziczenia.

Powszechnie komórki eukariotyczne są jednojądrowe, choć istnieją również przypadki komórek dwu- i wielojądrowych. Protist Paramecium caudatum ma dwa jądra (dwujądrzaste). Stan wielojądrowy lub wielordzeniowy występuje w niektórych komórkach szpiku kostnego, mięśniach poprzecznie prążkowanych, naczyniach lateksowych, kilku grzybach i algach.

Wielojądrowe komórki zwierzęce lub protistyczne są nazywane komórkami syncytialnymi (np. Naskórek z Ascaris), natomiast w roślinach i grzybach są one znane jako komórki koenocytowe (np. Rhizopus, Vaucheria).

Ultrastruktura:

Typowym jądrem interfazy (nie dzielącym się lub fazy metabolicznej) jest 5-25 (średnica im. Jest ona podzielona na pięć części - otoczka jądrowa, nukleoplazmę, macierz jądrowa, chromatynę i jąderko.

1. Koperta jądrowa (Karyotheca):

Łączy jądro na zewnątrz i oddziela jądro od cytoplazmy. Składa się on z dwóch koncentrycznie ułożonych membran lipoproteinowych i trójwarstwowych, z których każda ma grubość 60-90 A °. Wewnętrzna błona jest gładka, podczas gdy błona zewnętrzna może być gładka lub jego powierzchnia cytoplazmatyczna może zawierać rybosomy. Dwie membrany są oddzielone elektronowymi przezroczystymi przestrzeniami okołojądrowymi o szerokości 100-700 A °. Zewnętrzna błona jest często połączona z retikulum endoplazmatycznym.

Koperta jądrowa jest perforowana przez pory jądrowe, które pomagają w transporcie materiału między jądrem a cytoplazmą. Dwie membrany otoczki stają się ciągłe w obszarze porów. Pory jądrowe mają złożoną strukturę. Mogą mieć przeponę, przegrodę i korek materiału gęstego elektronowo lub nukleoplazminy, pierścienia.

Pierścieniowa porcja jądrowa może mieć 9 cylindrów, jedno centralne i osiem obwodowych. Pory jądrowe umożliwiają selektywne przejście materiałów między jądrem a cytoplazmą, np. K ⁺, Na ⁺ . Cl ^- i rybosomalne podjednostki połączone w jąderku. W ten sam sposób polimeraza RNA i polimeraza DNA syntetyzowana w cytoplazmie są następnie przenoszone do jądra przez te pory.

2. Nukleoplazma lub jądro nuklearne lub Karyolymph:

Jest to przeźroczysta, półpłynna i koloidalna substancja, która wypełnia jądro. Zawiera nukleozydy i wiele enzymów (np. Polimeraza DNA, polimeraza RNA, fosforylaza nukleozydowa), które są niezbędne do syntezy i funkcjonowania DNA, RNA, nukleoprotein itp.

3. Matryca jądrowa:

Jest to sieć drobnych włókien białek kwasowych, które działają jako rusztowanie dla chromatyny. Na obwodzie, poniżej otoczki jądrowej, matryca jądrowa tworzy zwartą warstwę włóknistą zwaną blaszką jądrową, w której osadzone są końcowe końce włókien chromatyny lub telomery.

4. Chromatyna:

Jest to dziedziczny kompleks włóknisty DNA-białko, nazwany tak ze względu na jego zdolność do wybarwiania się niektórymi podstawowymi barwnikami (Gk, Chroma-color, Flemming, 1879). Chromatyna występuje w postaci drobnych nakładających się i zwiniętych włókien, które wydają się wytwarzać sieć nazywaną siatką chromatynową. Są one rozprowadzane w całej nukleoplazmie.

Włókna chromatyny są podzielone na dwa regiony - euchromatynę i heterochromatynę. Euchromatyna jest wąska (o grubości 30-80 A ⁰ ), lekko zabarwiona i rozproszona, która tworzy większość chromatyny. Heterochromatyna jest szersza (grubość 250 A ⁰ ), ciemno zabarwiona i skondensowana, ziarnista część, która jest przymocowana tu i tam na euchromatynie. W zależności od wielkości granulek tworzonych przez heterochromatynę nazywane są one chromocentrami, karboosomami lub fałszywymi jąderkami.

Cała chromatyna nie działa. Ogólnie tylko część euchromatyny, która jest związana z białkami kwasowymi bierze udział w transkrypcji lub tworzeniu RNA. Podczas profazy podziału jądrowego włókna chromatyny skraplają się, tworząc określoną liczbę nitkowatych struktur zwanych chromosomami.

5. Nucleolus:

Jądro odkrył po raz pierwszy Fontana w 1781 r., Opisany przez Wagnera w 1840 r. I opatrzony obecną nazwą przez Bowmana w 1840 r. Nukleol to naga, okrągła lub nieco nieregularna struktura, która jest przyłączona do chromatyny w określonym regionie zwanym regionem organizmu jąderkowego ( ANI).

Zawarte w jądrze jego wielkość zależy od aktywności syntetycznej komórki, zwłaszcza w komórkach nieistotnych dla syntezy białek, na przykład, plemników i blastomerów. Cztery główne typy składników można zobaczyć wewnątrz jąderka, a mianowicie:

za. Particle:

Składające się głównie z rybonukleoproteiny w postaci małych cząstek o średnicy 150-200 ° C i strukturalnie i chemicznie podobne do rybosomów cytoplazmatycznych są nieco mniejsze niż ich odpowiedniki cytoplazmatyczne. Ta strefa znajduje się na obrzeżu jąderka.

b. Część włókienkowa:

Składa się on z fibryli rybonukleinowych o średnicy 50-150 A ⁰ . materiał okołoblokowy. Włókna czasami są tak długie, jak 500A °. Cząstka i włóknista część stanowią obrzęk jąderka.

do. Część amorficzna składa się z włókien i granulatu protem. Część amorficzna jest często określana jako pars amorpha. U zwierząt obrzęk jąder może się wydawać osadzony w pars amorpha, podczas gdy pars amorpha, zwykle centralny względem jąderka, ma tendencję do wiązania z chromosomalną heterochromatyną.

re. Część chromatynowa to splątana sieć przenikająca ciało jąderka, ale jest przyłączona do organizatorów jąder komórkowych chromosomów. W zależności od jego pozycji jądrowa chromatyna składa się z dwóch rodzajów okołojądrowych i wewnątrzczaszkowych.

Chociaż jądra są bogate w białko (69-70%), RNA występuje również w znaczących ilościach (20-25%), co wskazuje, że większa część RNA jest produkowana w jąderku. Kilka frakcji rybosomów zsyntetyzowanych w cytoplazmie migruje do jąderka, zanim przejmie ostateczną postać. Tak więc jąderko odgrywa ważną rolę w biogenezie RNA.

Chemia jądra:

Dwoma najważniejszymi składnikami chemicznymi jądra są kwasy nukleinowe, DNA i RNA oraz białka zarówno zasadowe, jak i kwasowe. Podstawowe białka obejmują histony i protaminę, aminokwasy lizyny, histydyny i argininy w obu.

Kwaśne białka jąder obejmują resztkowe białka chromosomów. Kwasowe białka zawierają tryptofan, ale histony nie mają tego aminokwasu. Histony wydają się być związane z chromosomami, podczas gdy kwasowe białka znajdują się w jąderku i kariolimfie.

Kwasy nukleinowe stanowią 20-40% materiału jądrowego, z DNA głównie w chromatynie i RNA rozmieszczonym w jądrze.

Funkcje Nucleusa:

1. Jądro jest integralną i niezbędną częścią komórek eukariotycznych i zawiera dziedziczny materiał zwany chromatyną, kompleks DNA-białko. Chromatynowa część jądra zawiera wszystkie informacje genetyczne, które są niezbędne do wzrostu i rozwoju organizmu, jego reprodukcji, metabolizmu i zachowania.

2. Jądro kontroluje metabolizm komórkowy i inne aktywności poprzez tworzenie RNA (mRNA, rRNA, tRNA), które kontrolują syntezę poszczególnych typów enzymów. Za pomocą RNA jądro kieruje syntezą specyficznych białek strukturalnych i innych substancji chemicznych niezbędnych do wzrostu komórek i utrzymania komórek.

3. Rybosomy tworzą się w jądrzastej części jądra.

4. Nucleus kieruje różnicowaniem komórek, umożliwiając działanie określonych określonych zestawów genów.