Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Прочность клеткам архсй придают полимеры другого типа — псевдопептилогликаны. Плазматпчсская мембрана бактерий состоит из тонкого двойного слон липидов с белковыми включениями. Мембраны архей имеют аналогичное строение, однако их липилы поразительным образом отличаются от липидов бактерий (см. рис. 10-12). В цитоплазме Е. со)1 содержится около 15 000 рибосом, от лесяти до тысячи копий каждого из примерно 1000 различных ферментов, а также 1.1 Принципы оршнизации клетки 121) Нуклеоца.
Содержит единственную длинную кольцевую молекулу ЛНК. Рнбасамы. Бактериальиыс рябасомы мсльчс зукзриатических, иа играют ту же роль — участнуют я .) я синтеза Гя.лка на аснавс матрицы РНК. ~1 * Клеточная оболочка. У разных видов бактерий имссч разную структуру. , Пили. Обеспечивают и иа ости другой икн. Необходимы ерсдвижсиия и.
йиивмяя иихиии.ия ., ) С я,й ми,и„ия ииии1и ' д'„хин.хи~ ша. ~ляяии' ) ) Пития иияя ! ' Виш ~я ~ *мя ' ' иияияяиы Граматрицятельные бактерии. Внешняя мембрана, слой аептидагликаца Гдкмыжожнтельные Нет внешней мембраны, более толстый слой аситидагликяиа и Аркен.
Нет янешнсй мембраны; слой исптндагликана расаалажеи снаружи ат плазматичсскай мсмбраны Рис. 1-6. Общие структурные элементы бактериальных клеток. В связи с различным строением клеточной оболочки некоторые эубактерии (грамположитедьные бактерии) удерживают краситель при окрашивании по Граму, а некоторые — нет (грамотрицатедьные бактерии).
Е. сой относится к грамотрицатедьным бактериям. Цианобактерии представляют собой эубактерии, но отличаются особом структурой внутренней мембраны, в которой локализованы фотосинтетические пигменты. Клеточные оболочки архей и грампадожительных эубактерий под электронным микроскопом выглядят сходным образом, однако строение их мембранных липидов и полисахаридов заметно различается 1см. рис. 1О-12).
Цианобактерии. Грамагрицательные бактерии; платный слой иеитилагликаца; развитая внутренняя мембрана,солержашая фатасинтетичсскис пигменты около 1000 органических веществ с молекулярной массой мепес 1000 (гастаболиты и кофакторы). В нукчеоидс расположена единственная кольцевая молекула ДНК а н цитоплазме, как и у многих других бактерий, встречается одна или несколько более мелких кольцевых молекул ДНК, называемых плаамндами. В природных условиях некоторые плазмиды обеспечивают устойчивость бактерий к различным находящимся н окружающей среде токсинам и антибиотикам. В лабораторных условиях зги молекулы ДНК необычайно удобны для осуществления экспериментальных манипуляций 1221 1. Основы биохимии Рибосомы — аппарат синтеза белка Пероксисомы разлагюот пероксиды .
Цитоскслет поддерживает структуру клетки, способст вует передвижению органелл Лизогомы уничтожают внутриклсточные остатки Транспортные частицы (везикулы) обеспечивают т испо ти вк белков ра Р ро у и ли индов между ЭР, аппаратом Гольджи 1", ~Г -..
и плззматической мембраной Аппарат Гольджи осуществляет процессинг, упаковку и доставку белков к другим органсллам или выводит ... их из клетки Гладкий эндоплазматический регикулум (ГЭР) служит местом синтеза липндов Я и метаболизма лекарств от — место синтеза ' (комплекс ЛНК с рибосомной РН К белком) от цито- '; ', Шероховатый Япро содержит плазмы эндоплазматический ретикулум ', гены (хроматин) (ШЭР) — участок синтеза Плазматическая мембрана ~ отделяет клетку от окружающей Ядерная срелы,регулирует поступление Рнбосомы Цитоскслет и выделение веществ ', Митохондрии — мсстоокисления топливных молекул с образованием АТР .21ь Хлоропласты собирают солнечный ', йт свет, образуют АТР и углеводы Грзпулы крахмала служат -...,-,:„ь местом хранения углеводов, образовавшихся в результате фотосинтеза Тилакоиды — участки ,,Ф светозависимого синтеза АТР Клеточная с гспкэ обеспечивает жесткость и форму клетки, защищает ее от осмотического шока В акуол и — место разложения и переработки макромолекул, а также место хранения метаболитов Плэзмодесма обеспечивает контакт между двумя растительными клетками Клеточная гтсика соседней клетки Глиоксисомэ — место храпения ферментов глиоксилатного цикла Распггельная клетка Рнс.
1-7. Структура эукаривтичвсквй клетки. Схематически изображены клетки двух основных типов: вверху — животная клетка, внизу — растительная клетка. Клетки расщний обычно имеют диаметр ат 1о до 100 мкм, а животные клетки — от 5 до зо мхм. Структуры, выделенные красным цветом, присутствуют только в животных ипи только в растительных клетках. В клетках зукарнотических микроорганизмов (напрниер, протистов и грибов) имеются такие жв структуры, как в клетках растений и животных, а кроме того, во многих из них также есть специализированные органеппы, которые здесь не изображены.
1.1 Принципы ор!аиизации клетки ]23] Дифференциальное центрифуги рова иие Гомотеннзация ткани Низкая скорость центрифугировапня (1000 д, 10 мип) Иаоп циническое центрифуги роаанне (в градиенте сахаровы) Супернатант центрнфуткруют с более высокой скоростью (20 000 й, 20 мип) ! Цеятрифугироаапие Образец Градиент ~ '.. сахаровы ~ Суперпатапт б' ептрифугируют с еще олее высокои скоростью (800008, 1 ч) Гомотенат ткани Супернатапт центрифугируют с очень высокой скоростью (150 000 8, 3 ч) Осадок содержит целые клетки, ядра, цитоскелеты, плазматическис мембраны Осадок содержит митохонлрии ! Супер лизосомы, псроксисоиы ,' натапт 1 ! содержит ]растаори- ! мыс белки Менее -' плотный коипопепт Боле Осалок содержит Фракциониролание компонент ' ..
чз микросомы (фрагменты ЭР), ,' мелкие,*:ъ".~)а." аезнкулы '-'т ' Осадок содержит рибосоиы крупные макромолекулы тз 8 7 6 5 4 3 2 1 Рис. 1-8. Разделение субклеточиых структур ткани. Для получения внутриклеточных органелл ткань, например печень, сначала подвергают механическом гомогенизации для разрушения клеток и диспергирования их содержимого в буфере. Раствор сахаровы обеспечивает практически такое же осмотическое давление, какое существует внутри клеточных органелл, что препятствует проникновению в органеллы воды, их разбуханию и разрушению. а) Крупные и мелкие частицы в суспензии можно разделить центрифугированием с разными скоростями. б) Частицы различной плотности можно разделить изопикническим центрифугированием. В данном методе центрифужные пробирки заполняют раствором, плотность которого возрастает сверху вниз. Для получения градиента плотности готовят, например, растворы с разной концентрацией сахаровы.
Затем смесь органелл помещают в верхнюю часть пробирки и центрифугируют с высокой скоростью. При зтом органеллы осаждаются в градиенте до того уровня, плотность которого точно соответствует их собственной. После центрифугирования каждый слой можно отобрать из пробирки отдельно. [2«1 с Основы биохимии и очень широко используются молекулярными генетиками. Большинство бактерий (включая Е.
сод) существуют в виде индивидуальных клеток, но некоторые виды бактерий (напрнмер, миксобактсрии) демонстрируют простейшее «социальное поведение», образуя многоклсточныс агрегаты. Эукариотические клетки содержат разнообразные мембраносвязанные органеллы, которые можно выделить и исследовать Типичныс эукариотичсскис клетки (рис. 1-7) во много раз превьппают по размеру бактериальныс и обычно имеют диаметр от 5 до 100 мкм, а их объем в тысячи или миллионы раз болыпс объема бактериальных клеток. Отличительной особенностью эукариот является наличие ядра и многочисленных связанных с мембраной органелл со специфическими функциями: митохондрий, эндоплазматического ретикулума, комплекса Гольджи, цероксисом и лизосом. В растительных клетках, кроме того, содержатся вакуоли и хлоропласты (рис.1-7).
В цитоплазме многих клеток присутствуют гранулы или капельки, содержащие запасные питательные вещества, такие как крахмал и жиры. Значительный вклад в развитие биохимии внесли работы Альбера Клода, Кристиана де Дюна и Джорджа Пачадс, посвященные методам разделения клеточных органелл — важного этапа в выделении и изучении функций биомолскул и более крупных клеточных структур.
При обычной процедуре фракционирования (рис. 1-8) клетки или ткани, находящиеся в растворе, гомогенизируют в мягких условиях. При этом происходит разрыв плазматической мембраны, но большинство клеточных органелл сохраняют свою целостность. Затем гомогенат цснтрифугируют. Ядра, митохондрии и лизосомы различаются по размеру и поэтому имеют различную скорость седиментации. Они также различаются по удельной плотности и при цептрифугировании в градиенте тиотности оказываются в разных фракциях.
Дифференциальное центрифугированис приводит к грубому фракционировапию содержимого цитоплазмы. Далее фракции можно разделять путем изопикничсского* центрифугирования. При этом органеллы с различной плавучей плотностью ' Изовикпический — имеющий ту же плотность. (результат различного соотношения в пих белков и липидов) разделяются Пснтрпфугированпем в слое растворителя с градиентом плотности. Осторожно изолируя содержимое каждого участка градиента и рассматривая его в микроскоп, биохимик может установить положение фракции каждой органсллы в центрифужной пробирке и выделить очищеннутофракциюдлядальнешпего изучения. С использованием этого метода удалось установить, например, что лизосомы содержат тпдролитические ферменты, митохондрии — окислитсльпые ферменты, а хлоропласты — фотосинтетическис пигменты. Выделение органсллы, солержащей определенный фермент; часто является первой стадией очистки данного фермента.
Цитоплазма имеет цитоскелет и обладает динамическими свойствами С помощью флуоресцентной микроскопии можно различить несколько типов белковых фила- ментов, пересекающих крест-накрест зукариотическую клетку и образующих трехмерную сеть, называемую цитоскелетом. Существуют три основных типа цитоплазматичсских фнламентов — актиновые филаменты, микротрубочки и промежуточные филаменты (рис.
1-9); они различаются по толщине (от б до 22 нм), с троению и специфическим функциям. Все филамспты служат для организации и структурирования цито- плазмы и придают форму клетке. Актиновые филаменты и микротрубочки также способствуют передвижению органслл и целых клеток. Все филаменты цитоскслета, независимо от типа, построены нз простых белковых молекул, которые, связываясь друг с другом нсковалснтно, образуют тяжи определенной толщины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
