Kaip žinote, beveik visi mūsų planetos organizmai turi ląstelių struktūrą. Iš esmės visos ląstelės turi panašią struktūrą. Tai mažiausias gyvo organizmo struktūrinis ir funkcinis vienetas. Ląstelės gali atlikti įvairias funkcijas, taigi ir jų struktūrą. Daugeliu atvejų jie gali veikti kaip nepriklausomi organizmai.
Augalai, gyvūnai, grybai, bakterijos turi ląstelinę struktūrą. Tačiau yra tam tikrų skirtumų tarp jų struktūrinių ir funkcinių vienetų. Ir šiame straipsnyje mes apsvarstysime ląstelių struktūrą. 8 klasė numato šios temos studijas. Todėl straipsnis bus įdomus tiek moksleiviams, tiek tiems, kurie tiesiog domisi biologija. Šioje apžvalgoje bus aprašyta ląstelių struktūra, įvairių organizmų ląstelės, jų panašumai ir skirtumai.
Ląstelės struktūros teorijos istorija
Žmonės ne visada žinojo, iš ko susideda organizmai. Tai, kad visi audiniai susidaro iš ląstelių, tapo žinoma palyginti neseniai. mokslas, kuris studijuojatai yra biologija. Kūno ląstelinę struktūrą pirmieji aprašė mokslininkai Matthias Schleiden ir Theodor Schwann. Tai įvyko 1838 m. Tada ląstelių struktūros teoriją sudarė šios nuostatos:
-
iš ląstelių susidaro visų rūšių gyvūnai ir augalai;
- jie auga formuojantis naujoms ląstelėms;
- ląstelė yra mažiausias gyvenimo vienetas;
- organizmas yra ląstelių rinkinys.
Šiuolaikinė teorija apima šiek tiek kitokias nuostatas, o jų yra šiek tiek daugiau:
- ląstelė gali būti gaunama tik iš motininės ląstelės;
- daugialąstį organizmą sudaro ne paprastas ląstelių rinkinys, o ląstelės, sujungtos į audinius, organus ir organų sistemas;
- visų organizmų ląstelės turi panašią struktūrą;
- ląstelė yra sudėtinga sistema, susidedanti iš mažesnių funkcinių vienetų;
- ląstelė yra mažiausias struktūrinis vienetas, galintis veikti kaip nepriklausomas organizmas.
Ląstelių struktūra
Kadangi beveik visi gyvi organizmai turi ląstelinę struktūrą, verta atsižvelgti į bendrąsias šio elemento sandaros ypatybes. Pirma, visos ląstelės skirstomos į prokariotines ir eukariotas. Pastarojoje yra branduolys, saugantis paveldimą informaciją, įrašytą DNR. Prokariotinėse ląstelėse jo nėra, o DNR laisvai plūduriuoja. Visos eukariotinės ląstelės yra pastatytos pagal šią schemą. Jie turi apvalkalą – plazminę membraną, aplink ją dažniausiai yraišsidėstę papildomi apsauginiai dariniai. Viskas, kas yra po juo, išskyrus branduolį, yra citoplazma. Jį sudaro hialoplazma, organelės ir inkliuzai. Hialoplazma yra pagrindinė skaidri medžiaga, kuri tarnauja kaip vidinė ląstelės aplinka ir užpildo visą jos erdvę. Organelės yra nuolatinės struktūros, atliekančios tam tikras funkcijas, tai yra užtikrinančios ląstelės gyvybinę veiklą. Inkliuzai yra nenuolatiniai dariniai, kurie taip pat atlieka tam tikrą vaidmenį, bet laikinai.
Gyvųjų organizmų ląstelių struktūra
Dabar išvardinsime organelius, kurie yra vienodi bet kurios gyvos būtybės planetoje ląstelėse, išskyrus bakterijas. Tai mitochondrijos, ribosomos, Golgi aparatas, endoplazminis tinklas, lizosomos, citoskeletas. Bakterijoms būdinga tik viena iš šių organelių – ribosomos. O dabar apsvarstykite kiekvienos organelės struktūrą ir funkcijas atskirai.
Mitochondrijos
Jie užtikrina tarpląstelinį kvėpavimą. Mitochondrijos atlieka savotiškos „elektrinės“vaidmenį, generuojančią energiją, reikalingą ląstelės gyvavimui, tam tikroms cheminėms reakcijoms joje vykti.
Jie priklauso dviejų membranų organoidams, tai yra, turi du apsauginius apvalkalus – išorinį ir vidinį. Po jais yra matrica – hialoplazmos analogas ląstelėje. Cristae susidaro tarp išorinės ir vidinės membranos. Tai raukšlės, kuriose yra fermentų. Šios medžiagos reikalingos, kad būtų galima atlikticheminės reakcijos, kurios išskiria ląstelei reikalingą energiją.
Ribosoma
Jie yra atsakingi už b altymų apykaitą, būtent už šios klasės medžiagų sintezę. Ribosomos susideda iš dviejų dalių – subvienetų, didelių ir mažų. Ši organelė neturi membranos. Ribosomų subvienetai susijungia tik prieš pat b altymų sintezės procesą, likusį laiką yra atskiriami. Medžiagos čia gaminamos remiantis DNR įrašyta informacija. Ši informacija į ribosomas perduodama tRNR pagalba, nes kiekvieną kartą čia transportuoti DNR būtų labai nepraktiška ir pavojinga – tikimybė ją sugadinti būtų per didelė.
Golgi aparatas
Šį organoidą sudaro plokščių cisternų krūvos. Šio organoido funkcijos yra ta, kad jis kaupia ir modifikuoja įvairias medžiagas, taip pat dalyvauja formuojant lizosomas.
Endoplazminis tinklas
Jis skirstomas į lygius ir grubus. Pirmasis yra pagamintas iš plokščių vamzdžių. Jis yra atsakingas už steroidų ir lipidų gamybą ląstelėje. Grubus taip vadinamas, nes membranų, iš kurių jis susideda, sienelėse yra daug ribosomų. Jis atlieka transportavimo funkciją. Būtent, jis perkelia ten susintetintus b altymus iš ribosomų į Golgi aparatą.
Lizosomos
Jos yra vienos membranos organelės, kuriose yra fermentų, reikalingų proceso metu vykstančioms cheminėms reakcijoms atliktiintraląstelinis metabolizmas. Didžiausias lizosomų skaičius stebimas leukocituose – ląstelėse, kurios atlieka imuninę funkciją. Tai paaiškinama tuo, kad jie vykdo fagocitozę ir yra priversti virškinti svetimą b altymą, kuriam reikia daug fermentų.
Cytoskeletas
Tai paskutinė grybams, gyvūnams ir augalams būdinga organelė. Viena iš pagrindinių jo funkcijų yra išlaikyti ląstelės formą. Jį sudaro mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai. Pirmieji yra tuščiaviduriai vamzdeliai, pagaminti iš b altymo tubulino. Dėl savo buvimo citoplazmoje kai kurios organelės gali judėti aplink ląstelę. Be to, vienaląsčių organizmų blakstienos ir žvyneliai taip pat gali būti sudaryti iš mikrotubulių. Antrasis citoskeleto komponentas – mikrofilamentai – susideda iš susitraukiančių b altymų aktino ir miozino. Bakterijose šios organelės paprastai nėra. Tačiau kai kuriems iš jų būdingas citoskeletas, tačiau primityvesnė, ne tokia sudėtinga struktūra kaip grybuose, augaluose ir gyvūnuose.
Augalų ląstelių organelės
Augalų ląstelių struktūra turi tam tikrų ypatumų. Be aukščiau išvardytų organelių, taip pat yra vakuolių ir plastidžių. Pirmieji yra skirti kaupti jame medžiagas, įskaitant nereikalingas, nes dažnai jų neįmanoma pašalinti iš ląstelės dėl tankios sienelės aplink membraną. Skystis, esantis vakuolės viduje, vadinamas ląstelių sultimis. Jauno augalo ląstelėje iš pradžių yra keletas mažų vakuolių, kurios, kaip jisenėjimas susilieja į vieną didelį. Yra trijų tipų plastidai: chromoplastai, leukoplastai ir chromoplastai. Pirmiesiems būdingas raudonas, geltonas arba oranžinis pigmentas. Daugeliu atvejų chromoplastai reikalingi, kad pritrauktų apdulkinančius vabzdžius ar gyvūnus, kurie dalyvauja platinant vaisius kartu su ryškios spalvos sėklomis. Būtent šių organelių dėka gėlės ir vaisiai yra įvairių spalvų. Iš chloroplastų gali susidaryti chromoplastai, kuriuos galima pastebėti rudenį, kai lapai nusidažo geltonai raudonai, o taip pat ir vaisių nokimo metu, kai žalia spalva palaipsniui visiškai išnyksta. Kitas plastidų tipas – leukoplastai – skirti saugoti tokias medžiagas kaip krakmolas, kai kurie riebalai ir b altymai. Chloroplastai vykdo fotosintezės procesą, kurio dėka augalai gauna sau reikalingas organines medžiagas.
Iš šešių anglies dioksido molekulių ir tokio pat vandens kiekio ląstelė gali gauti vieną molekulę gliukozės ir šešis deguonies, kurie patenka į atmosferą. Chloroplastai yra dviejų membranų organelės. Jų matricoje yra tilakoidų, sugrupuotų į granas. Šiose struktūrose yra chlorofilo, čia vyksta fotosintezės reakcija. Be to, chloroplasto matricoje taip pat yra savo ribosomų, RNR, DNR, specialių fermentų, krakmolo grūdelių ir lipidų lašų. Šių organelių matrica dar vadinama stroma.
Grybų ypatybės
Šie organizmai taip pat turi ląstelių struktūrą. Senovėje jie buvo sujungti į vieną karalystę suaugalai tik išoriškai, tačiau atsiradus pažangesniam mokslui tapo aišku, kad to padaryti negalima.
Pirma, grybai, skirtingai nei augalai, nėra autotrofai, jie nesugeba patys pasigaminti organinių medžiagų, o minta tik jau paruoštomis. Antra, grybelio ląstelė yra panašesnė į gyvūno ląstelę, nors ir turi tam tikrų augalo savybių. Grybo ląstelė, kaip ir augalas, yra apsupta tankios sienelės, tačiau ji susideda ne iš celiuliozės, o iš chitino. Šią medžiagą gyvūnų organizmas sunkiai virškina, todėl grybai laikomi sunkiu maistu. Be aukščiau aprašytų organelių, būdingų visiems eukariotams, čia taip pat yra vakuolė – tai dar vienas panašumas tarp grybų ir augalų. Tačiau grybelio ląstelės struktūroje plastidai nepastebimi. Tarp sienelės ir citoplazminės membranos yra lomasoma, kurios funkcijos iki šiol nėra iki galo suprantamos. Likusi grybelio ląstelės struktūra primena gyvūną. Be organelių, citoplazmoje taip pat plūduriuoja intarpai, tokie kaip riebalų lašai ir glikogenas.
Gyvūnų ląstelės
Jiems būdingos visos organelės, kurios buvo aprašytos straipsnio pradžioje. Be to, plazminės membranos viršuje yra glikokaliksas – membrana, susidedanti iš lipidų, polisacharidų ir glikoproteinų. Jis dalyvauja medžiagų pernešime tarp ląstelių.
Pagrindinis
Žinoma, be įprastų organelių, gyvūnų, augalų, grybų ląstelės turi branduolį. Jį apsaugo du apvalkalai, kuriuose yra poros. Matrica sudaryta iš karioplazmos(branduolių sultys), kuriose plaukioja chromosomos su jose įrašyta paveldima informacija. Taip pat yra branduolių, kurie yra atsakingi už ribosomų susidarymą ir RNR sintezę.
Prokariotai
Tai apima bakterijas. Bakterijų ląstelių struktūra yra primityvesnė. Jie neturi branduolio. Citoplazmoje yra organelių, tokių kaip ribosomos. Plazminę membraną supa mureino ląstelės sienelė. Daugumoje prokariotų yra judėjimo organelių - daugiausia žvynelių. Aplink ląstelės sienelę taip pat gali būti papildomas apsauginis apvalkalas – gleivinė kapsulė. Be pagrindinių DNR molekulių, bakterijų citoplazmoje yra plazmidžių, kuriose yra informacijos, atsakingos už organizmo atsparumo nepalankioms sąlygoms didinimą.
Ar visi organizmai sudaryti iš ląstelių?
Kai kurie mano, kad visi gyvi organizmai turi ląstelių struktūrą. Bet tai netiesa. Yra tokia gyvų organizmų karalystė kaip virusai.
Jie nėra pagaminti iš ląstelių. Šį organizmą reprezentuoja kapsidas – b altyminis apvalkalas. Jo viduje yra DNR arba RNR, kurioje yra nedidelis kiekis genetinės informacijos. Aplink b altymo apvalkalą taip pat gali būti lipoproteinas, vadinamas superkapsidu. Virusai gali daugintis tik svetimose ląstelėse. Be to, jie gali kristalizuotis. Kaip matote, teiginys, kad visi gyvi organizmai turi ląstelių struktūrą, yra neteisingas.
Palyginimo diagrama
Po mūsųnagrinėjo įvairių organizmų sandarą, apibendrinti. Taigi, korinio ryšio struktūra, lentelė:
| Gyvūnai | Augalai | Grybai | Bakterijos | |
| Pagrindinis | Taip | Taip | Taip | Ne |
| Ląstelės sienelė | Ne | Taip, pagaminta iš celiuliozės | Valgyk, iš chitino | Valgyk, iš mureino |
| Ribosoma | Taip | Taip | Taip | Taip |
| Lizosomos | Taip | Taip | Taip | Ne |
| Mitochondrijos | Taip | Taip | Taip | Ne |
| Golgi aparatas | Taip | Taip | Taip | Ne |
| Cytoskeletas | Taip | Taip | Taip | Taip |
| Endoplazminis tinklas | Taip | Taip | Taip | Ne |
| Citoplazminė membrana | Taip | Taip | Taip | Taip |
| Papildomi apvalkalai | Glikokaliksas | Ne | Ne | Gleivinės kapsulės |
Tai galbūt ir viskas. Ištyrėme visų planetoje egzistuojančių organizmų ląstelių struktūrą.
