11694 (647192), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Схоже поводяться і молекули холестеролу, досить велику кількість, досить велику кількість якого містить саме плазматичний мембран. Взагалі, ліпідний склад внутрішнього і зовнішнього моно шарів мембрани різний. У плазматичній мембрані білки складають близько 50% маси. Як правило вони не розчинні у воді і погано розчинні в органічних розчинниках.
Білки часто називають відповідно інтегральними і периферичними. Серед перших широко представлені трансмембранні білки, що пронизують мембрану наскрізь і контактують з водним середовищем по обидва боки бішару ліпідів. Інші білки лише частково занурені в мембрану чи просто примикають до неї. У цілому білки утворюють на мембрані своєрідну мозаїку, іноді вільно переміщуючись по ліпідному бішару, а іноді й утримуючись на місці.
Транспорт речовин через мембран. Життєдіяльність організму, функціонування всіх його органів і систем можливі лише при постійному обміні речовин. Транспорт речовин повинен забезпечувати підтримку в клітині відповідного рівня рН і певної концентрації іонів, що сприяють ефективній роботі ферментів. У результаті транспорту всі тканини організму забезпечуються поживними речовинним,що служать джерелом енергії а також будівельним матеріалом для утворення клітинних компонентів.
Здатність клітин простояти змінам середовища і зберегти динамічну відносну складність складу називають гомеостазом. У рослині основну роль у підтримці гомеостазу грає транспорт речовин через плазма лему і тонопласт. Перша регулює приплив у клітині іонів і води з зовнішнього середовища і виділення баластових і надлишкових іонів, другий – надходження в протоплазму запасних субстратів із вакуоль при їх нестачі і видалення у вакуолю – при надлишку. Робота цих двох мембран також забезпечує стабілізацію осмотичного потенціалу клітини.
Відомі механізми пересування речовин через мембран поділяються на дві категорії – пасивний і активний транспорт. Пасивний транспорт – це рух речовин за законами дифузії й осмосу, який не вимагає витрат енергії. Дифузія – це переміщення молекул чи іонів за градієнтом концентрації: з області з вищою в область їз нижчою концентрацією. Осмос - це дифузія води через напівпроникну мембрану з області з низькою концентрацію розчинної речовини в область із високою.
Поряд з цими механізмами на характер дифузії впливає і загальний електричний градієнт мембрани. У принципі будь яка молекула шляхом дифузії може проникнути через ліпідний бішар (рис.1.8).
Набагато повільніше транспортуються великі полярні молекули (глюкоза,сахароза, амінокислоти). У цілому клітині мембрани проникні для різних полярних молекул. Відомо, що за їх перенос відповідальні специфічні білки. Такі транспортні білки присутні у всіх мембранах, але механізм їх роботи відрізняється певною специфічністю (рис. 1.9).
Одні з них просто переносять яку-небудь розчинену речовину з однієї сторони мембрани на іншу. Такий транспорт називають уніпортом. Інші функціонують як транспортні системи,у яких перенос однієї речовини залежить від переносу іншої речовини : або в тому ж напрямку (симпорт), або в протилежному (антипорт).
Деякі транспортні білки, що здійснюють пасивний транспорт, формують гідрофільні канали, які дозволяють окремим молекулам проходити бішар мембран за рахунок простої дифузії. Такі білки називаються каналоутворюючими (рис.1.10).
Інші білки здатні зв’язувати молекулу речовини, що транспортується, і переносити її через мембрану. Вона називається білками-переносниками, а весь процес – полегшеною дифузією.
Транспорт здійснюється проти електрохімічного градієнта, він сполучений зі споживанням енергії АТФ і називається активним. Механізми активного транспорту досить складні і до кінця не вивчені. У більшості клітин у плазматичній мембрані діє так званий калій-натрієвий насос. Активно діючий насос бере участь в осморегуляції клітин, а також шляхом сим порту чи анти порту разом з іонами викачує чи накачує цукри, амінокислоти і багато інших речовин. Внутрішній вміст клітини заряджений негативно стосовно зовнішнього середовища. Тому, відповідно до електричного градієнта, катіони прагнуть у клітину, а аніони відштовхуються. Концентрація іонів калію усередині клітини вища, ніж зовні. Для іонів натрію характерно зворотне співвідношення (рис.1.11).
Висока концентрація калію необхідна кітлинам для білкового синтезу, гліколізу, фотосинтезу й інших життєво важливих процесів.
Калій-натрієвий насос характерний для клітин галофітів.У інших вищих рослин,грибів і водоростей у клітинах присутній протонний насос.У наслідок цього на мембрані генеруються електричний і концентратний потенціали. Перший забезпечує рух катіонів, а другий – дифузійний відтік протонів у клітину.
Транспортні білки опоседковують, проникнення через клітинні мембрани багатьох полярних молекул невеликого розміру, однак вони не здатні транспортувати макромолекули, наприклад полісахариди. При переносі макромолекул відбувається послідовне утворення і злиття оточених мембраною пухирців. Виділення із клітини зветься - екзоцитоз. Екзоцитоз характерний як для тваринних. так і для рослинних клітин. У клітині таким способом відбувається доставка вуглеводних компонентів до споруджуваної клітинної стінки. Процес, зворотній екзоцитозу, називають ендоцитозосм, але такий транспорт речовин у рослинних клітин спостерігається рідко через наявність у них твердої полісахаридної оболонки.
6.Цитоскелет, мікротрубочки і мікрофіломенти, будова і функції
Цитоплазма являє собою основну речовину клітини: цитоплазматичний матрикс (гіалоплазму) і мережу різних мембранних компонентів. Вона має вигляд своєрідних тривимірних решіток, побудованих з тонких білкових тяжів діаметром 3-6 нм, що заповнюють усю клітину. Усі компоненти цитоплазми виявляються немов підвішеними до цієї мікротрабекулярної решітки. Разом з мікротрубочками і мікрофіламентами вона складає так називний цитоскелет клітини. Мікротрубочки – це тонкі органели діаметром 24 нм, побудовані з білка тубуліну, що сягають у довжину кількох мікрометрів. При розподілі клітини вони складають основу веретена поділу і також беруть участь у внутрішньоклітинному транспорті. Мікрофіламенти – це nt; тонкы былковы нитки (дыаметром 507 нм), що складаються з актино- і міозиноподібних білків. Вони утворюють рухову систему клітини при рухах цитоплазми чи деяких структур всередині неї.
Цитоскелет поділяє клітку на дві фази : багату білком і багату водою, що заповнює простір між тяжами. Обидві фази мають консистенцію гелю чи золю (більш рідкий стан), що може регулюватися самою клітиною. При цьому цікаво відзначити, що присутність іонів двохвалентних металів підвищує активність деяких білків, які у свою чергу підсилюють полімеризацію білків цитоскелету. У тому числі формування поперечних зшивок між ними. Це виявляється за збільшенням в’язкості цитоплазми. Подібна структура гіалоплазми пояснює ще одну її важливу властивість - явище тиксотропії. Тобто гіалоплазма знаходиться на грані між розчинністю і нерозчинністю.
Гіалоплазма не тільки підтримує внутрішню структуру клітини. Тут же протікають тисячі біохімічних реакцій гліколізу, біосинтезу і розпаду цукрі, ліпідів, нуклеїнових кислот, білків, тощо.
7. Ядро, його будова і функції
Уперше ядро було описано і 1833 році Робертом Броуном, що знайшов його в цитоплазмі клітин тичинкових ниток традесканції. Згодом ядра були описані у всіх клітинах вищих рослин, за винятком зрілих ситоподібних трубок флоеми, у яких вони відсутні. Основні функції клітинного ядра – це збереження, передача і реалізація спадкової інформації, а також регуляція більшості процесів у клітині за допомогою гормонів і ферментів, інформація про будову яких знаходяться в ядрі. Носієм спадкової інформації, що передається в поколіннях, служить ДНК яка в основному входить до складу ядерної речовини будь – якої клітини, а також міститься й в цитоплазмі.
Клітини рослин бувають одноядерними, однак у деяких нижчих рослин можуть переважати двоядерні і багатоядерні клітини. Форми і розміри ядер коливаються не тільки у різних рослин, а також і в окремих тканинах однієї й тієї ж рослини. Зазвичай ядра мають кулясту чи яйцеподібну форму з діаметром від 10 до 30 мм. Клітинне ядро, що не поділяється, укладене в щільну ядерну оболонку, утворену двома мембранами, що розділені порожнинами шириною 20-40 нм. – перинуклеарним простором. (рис. 1.12).
Зовнішня ядерна мембрана складає єдине ціле з мембраною системою ендоплазматичної мережі і також як гранулярна ЕПС, вона із зовнішньої сторони часто буває засіяна функціонуючими рибосомами. В окремих ділянках ядерної оболонки, названих ядерними порами, зовнішня мембрана стуляється з внутрішньою ядерною мембраною. Пори особливо помітні на препаратах, отриманих методом заморожування – сколювання (рис. 1.13). Через них відбувається обмін різними речовинами між ядром і цитоплазмою.
Кількість пор залежить від функціонального стану клітини – чим вища активність спадкоємного апарата, тим більше їх число. В області пор із внутрішньої сторони починається щільний білковий шар, що називається фібрилярною ламіною, чи ядерною пластиною. Вона на всьому протязі підсилає внутрішню мембрану ядра і відіграє ключову роль як у формуванні ядерної оболонки, так і організації нижче розташованого хроматину. Припускають, що поліпептиди ламіни відповідають за руйнування і реорганізацію ядерної оболонки під час мітозу.
Вміст ядра являє собою гелеподібний матрикс, називаний ядерним соком чи нуклеолплазмою. Вона містить різні хімічні речовини - іони, білки, ферменти, і нуклеотиди у вигляді колоїдного чи справжнього розчину. У неклеоплазмі розташовується хроматин, що складається з комплексу ДНК. РНК і білків гістонів. Гістони об’єднані з ДНК у структури, що нагадують намистини (нуклеосоми) і виконують структуру і регуляторну роль. Під час поділу клітини хроматин піддається конденсації з утворенням туго скручених, спаралізованих ниток – хромосом. Сукупність хромосом у клітині називають хромосомним набором. Розділяють два типи наборів – гаплоїдний і диплоїдний. Гаплоїдний набір за числом хромосом удвічі менший диплоїдного і типовий для генеративних клітин і гаметофіту. Диплоїдний набір складається з двох гаплоїдних наборів материнського і батьківського організмів і міститься у всіх соматичних клітинах рослин і тварин.
У неоплазмі ядер різних клітин може знаходитися одне чи кілька ядерець. На відміну від цитоплазматичних органел, ядерце не має мембрани й утворюється на певних ділянках молекул ДНК – ядерцевих організаторах, на яких знаходиться велике число генів, що кодують рибосомальну РНК. Так же відбувається її синтез і з’єднання з білками при формуванні великих і малих субодиниць рибосом. Надалі субодиниці через ядерні пори залишають ядро і виходять у цитоплазму, де відбувається їх остаточна збірка у функціонально зрілі рибосоми.
8. Ендоплазматична сітка, будова і функції
Одним з важливих відкриттів, зроблених за допомогою електронного мікроскопа, було виявлення в 1945 р. К.Портером складної системи мембран, що пронизує цитоплазму всіх еукаріотичних клітин. Ця мережа мембран, що одержала назву ендоплазматична сітка чи ендоплазматичний ретикулум. Являє собою систему субмікроскопічних канальців, трубочок, округлих пухирців і плоских мішечків, обмежених одинарною мембраною. Вважають, що хоча мембрана ЕПС має числені складки і вигини, вона утворює одну, практично безперервну поверхню, що обмежує єдиний замкнутий мішок. (рис. 1.14).
Цей внутрішній простір, який називають порожниною ЕПС, часто займає близько 10-16 % загального обсягу клітини. Мембрани ЕПС складають єдине ціле з зовнішньою ядерною мембраною, але не зв’язані з плазмалемою (рис. 1.15). У клітинах можна виділити дві функціонально різні області ЕПС : шорсткувата (гранулярна) ЕПС, мембрана якої, так само як і зовнішня мембрана ядра, усіяна рибосомами, розташованими на зверненій до цитоплазми стороні мембрани, і гладенька (гранулярна) ЕПС, позбавлена рибосом. Ці дві області значно розрізняються і за формою: шорсткувата ЕПС являє собою стінки сплющених мішечків, які називають цистернами, а гладеньку НПС складається з мережі тонких трубочок. У гранулярній мережі синтезуються різні білки. Серед них – мембранні білки, у тому числі й глюкопротеїди, ферменти, необхідні для синтезу полісахаридних клітинах стінок та інші. Транспортуючись по цистернах, деякі з цих сполук доставляються в апарат Гольджі, відтіля вони виходять назовні або надходять в інші органели чи відкладаються у вигляді запасних гранул. Інші білкові речовини після синтезу виділяються в цитозоль для використання в цій же клітині.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
