Ląstelės biologija bendrais bruožais visiems žinoma iš mokyklos programos. Kviečiame prisiminti tai, ką kadaise studijavote, taip pat atrasti ką nors naujo. Pavadinimą „ląstelė“dar 1665 metais pasiūlė anglas R. Hukas. Tačiau sistemingai ji pradėta tyrinėti tik XIX amžiuje. Mokslininkus, be kita ko, domino ląstelės vaidmuo organizme. Jie gali būti daugelio skirtingų organų ir organizmų (kiaušinių, bakterijų, nervų, eritrocitų) dalis arba būti nepriklausomi organizmai (protozoidai). Nepaisant visos jų įvairovės, jų funkcijos ir struktūra yra daug bendro.
Ląstelės funkcijos
Jie visi skiriasi savo forma ir dažnai savo funkcijomis. Gana stipriai gali skirtis ir vieno organizmo audinių bei organų ląstelės. Tačiau ląstelės biologija išryškina funkcijas, kurios būdingos visoms jų atmainoms. Čia visada vyksta b altymų sintezė. Šį procesą kontroliuoja genetinis aparatas. Ląstelė, kuri nesintetina b altymų, iš esmės negyva. Gyva ląstelė yra ta, kurios komponentai nuolat keičiasi. Tačiau pagrindinės medžiagų klasės išliekanepakeista.
Visi procesai ląstelėje vykdomi naudojant energiją. Tai mityba, kvėpavimas, dauginimasis, medžiagų apykaita. Todėl gyva ląstelė pasižymi tuo, kad joje visą laiką vyksta energijos mainai. Kiekvienas iš jų turi bendrą svarbiausią savybę – galimybę kaupti energiją ir ją išleisti. Kitos funkcijos apima susiskaldymą ir dirglumą.
Visos gyvos ląstelės gali reaguoti į cheminius ar fizinius savo aplinkos pokyčius. Ši savybė vadinama jaudrumu arba dirglumu. Ląstelėse susijaudinus keičiasi medžiagų irimo bei biosintezės greitis, temperatūra, deguonies suvartojimas. Šioje būsenoje jie atlieka jiems būdingas funkcijas.
Ląstelių struktūra
Jo struktūra gana sudėtinga, nors tokiame moksle kaip biologija ji laikoma paprasčiausia gyvybės forma. Ląstelės yra tarpląstelinėje medžiagoje. Tai suteikia jiems kvėpavimą, mitybą ir mechaninį stiprumą. Branduolys ir citoplazma yra pagrindiniai kiekvienos ląstelės komponentai. Kiekvienas iš jų yra padengtas membrana, kurios statybinis elementas yra molekulė. Biologija nustatė, kad membrana susideda iš daugybės molekulių. Jie yra išdėstyti keliais sluoksniais. Dėl membranos medžiagos prasiskverbia selektyviai. Citoplazmoje yra organelės - mažiausios struktūros. Tai endoplazminis tinklas, mitochondrijos, ribosomos, ląstelių centras, Golgi kompleksas, lizosomos. Išstudijavę šiame straipsnyje pateiktas nuotraukas, geriau suprasite, kaip atrodo ląstelės.
Membrana
Tirdami augalo ląstelę mikroskopu (pavyzdžiui, svogūno šaknį), galite pamatyti, kad ją supa gana storas lukštas. Kalmarai turi milžinišką aksoną, kurio apvalkalas yra visiškai kitokio pobūdžio. Tačiau ji nenusprendžia, kurios medžiagos turėtų būti arba neturėtų būti leidžiamos į aksoną. Ląstelės membranos funkcija yra ta, kad ji yra papildoma priemonė ląstelės membranai apsaugoti. Membrana vadinama „ląstelės tvirtove“. Tačiau tai tiesa tik ta prasme, kad ji apsaugo ir apsaugo jo turinį.
Tiek membrana, tiek kiekvienos ląstelės vidinis turinys paprastai susideda iš tų pačių atomų. Tai yra anglis, vandenilis, deguonis ir azotas. Šie atomai yra periodinės lentelės pradžioje. Membrana yra labai smulkus molekulinis sietas (jo storis 10 tūkst. kartų mažesnis už plauko storį). Jo poros primena siaurus ilgus praėjimus, padarytus kokio nors viduramžių miesto tvirtovės sienoje. Jų plotis ir aukštis yra 10 kartų mažesni už ilgį. Be to, šiame sietelyje skylių pasitaiko labai retai. Kai kuriose ląstelėse poros užima tik vieną milijonąją viso membranos ploto.
Pagrindinis
Ląstelių biologija įdomi ir branduolio požiūriu. Tai didžiausias organoidas, pirmasis patraukęs mokslininkų dėmesį. 1981 metais ląstelės branduolį atrado škotų mokslininkas Robertas Brownas. Šis organoidas yra tam tikra kibernetinė sistema, kurioje informacija saugoma, apdorojama, o vėliau perduodama į citoplazmą, kurios tūris yra labai didelis. Esmė yra labai svarbi procesepaveldimumas, kuriame jis vaidina pagrindinį vaidmenį. Be to, jis atlieka regeneracijos funkciją, tai yra, gali atkurti viso ląstelinio kūno vientisumą. Šis organoidas reguliuoja visas svarbiausias ląstelės funkcijas. Kalbant apie branduolio formą, dažniausiai jis yra sferinis, taip pat kiaušiniškas. Chromatinas yra svarbiausias šio organelio komponentas. Tai medžiaga, kuri gerai nusidažo specialiais branduoliniais dažais.
Dviguba membrana atskiria branduolį nuo citoplazmos. Ši membrana yra susijusi su Golgi kompleksu ir endoplazminiu tinklu. Branduolinė membrana turi poras, pro kurias kai kurios medžiagos lengvai praeina, o kitos sunkiau. Taigi jo pralaidumas yra selektyvus.
Branduolinės sultys yra vidinis branduolio turinys. Jis užpildo erdvę tarp savo struktūrų. Būtinai branduolyje yra branduolių (vienas ar daugiau). Jie sudaro ribosomas. Tarp branduolių dydžio ir ląstelės aktyvumo yra tiesioginis ryšys: kuo didesni branduoliai, tuo aktyviau vyksta b altymų biosintezė; ir, atvirkščiai, ląstelėse, kurių sintezė ribota, jų visiškai nėra arba jos yra mažos.
Chromosomos yra branduolyje. Tai yra specialūs siūliniai dariniai. Be lytinių chromosomų, žmogaus kūno ląstelės branduolyje yra dar 46 chromosomos. Juose yra informacijos apie paveldimus kūno polinkius, kurie perduodami palikuonims.
Ląstelės dažniausiai turi vieną branduolį, tačiau yra ir daugiabranduolių (raumenyse, kepenyse ir kt.). Jei branduoliai bus pašalinti, likusios ląstelės dalys taps negyvybingi.
Citoplazma
Citoplazma yra bespalvė gleivinė pusiau skysta masė. Jame yra apie 75–85 % vandens, maždaug 10–12 % aminorūgščių ir b altymų, 4–6 % angliavandenių, 2–3 % lipidų ir riebalų, taip pat 1 % neorganinių ir kai kurių kitų medžiagų.
Ląstelės turinys, esantis citoplazmoje, gali judėti. Dėl to organelės išsidėsto optimaliai, geriau vyksta biocheminės reakcijos, taip pat medžiagų apykaitos produktų išsiskyrimo procesas. Citoplazmos sluoksnyje pateikiami įvairūs dariniai: paviršinės ataugos, žvyneliai, blakstienos. Citoplazmą persmelkia tinklinė sistema (vacuolar), susidedanti iš suplotų maišelių, pūslelių, kanalėlių, kurie bendrauja tarpusavyje. Jie yra sujungti su išorine plazmine membrana.
Endoplazminis tinklas
Ši organelė buvo pavadinta taip, nes yra centrinėje citoplazmos dalyje (iš graikų kalbos žodis „endon“verčiamas kaip „viduje“). EPS yra labai išsišakojusi įvairių formų ir dydžių pūslelių, kanalėlių, kanalėlių sistema. Jas nuo ląstelės citoplazmos skiria membranos.
Yra dviejų tipų EPS. Pirmasis yra granuliuotas, susidedantis iš rezervuarų ir vamzdelių, kurių paviršius yra pažymėtas granulėmis (grūdelėmis). Antrasis EPS tipas yra agranuliuotas, tai yra lygus. Grans yra ribosomos. Įdomu tai, kad granuliuotas EPS daugiausia stebimas gyvūnų embrionų ląstelėse, o suaugusiems jis dažniausiai būna agranuliuotas. Yra žinoma, kad ribosomos yra b altymų sintezės vieta citoplazmoje. Remiantis tuo, galima daryti prielaidą, kad granuliuotas EPS daugiausia atsiranda ląstelėse, kuriose vyksta aktyvi b altymų sintezė. Manoma, kad agranuliarinis tinklas daugiausia yra tose ląstelėse, kuriose vyksta aktyvi lipidų, ty riebalų ir įvairių į riebalus panašių medžiagų, sintezė.
Abu EPS tipai dalyvauja ne tik organinių medžiagų sintezėje. Čia šios medžiagos kaupiasi ir taip pat transportuojamos į reikiamas vietas. EPS taip pat reguliuoja medžiagų apykaitą, vykstančią tarp aplinkos ir ląstelės.
Ribosoma
Tai yra ląstelių nemembraninės organelės. Jie sudaryti iš b altymų ir ribonukleino rūgšties. Šios ląstelės dalys vis dar nėra visiškai suprantamos vidinės struktūros požiūriu. Elektroniniame mikroskope ribosomos atrodo kaip grybo formos arba apvalios granulės. Kiekvienas iš jų yra padalintas į mažas ir dideles dalis (subvienetus), naudojant griovelį. Keletas ribosomų dažnai yra sujungtos specialios RNR (ribonukleino rūgšties), vadinamos i-RNR (pasiuntiniu), grandine. Šių organelių dėka b altymų molekulės sintetinamos iš aminorūgščių.
Golgi kompleksas
Biosintezės produktai patenka į EPS kanalėlių ir ertmių spindį. Čia jie yra sutelkti į specialų aparatą, vadinamą Golgi kompleksu (aukščiau esančiame paveikslėlyje nurodytas kaip golgi kompleksas). Šis aparatas yra šalia branduolio. Jis dalyvauja pernešant biosintetinius produktus, kurie patenka į ląstelės paviršių. Taip pat Golgi kompleksas dalyvauja jų pašalinime iš ląstelės, formuojantlizosomos ir kt.
Šią organelę atrado italų citologas Camilio Golgi (gyvenimas – 1844–1926). Jo garbei 1898 m. jis buvo pavadintas Golgi aparatu (kompleksu). Į šią organelę patenka ribosomose gaminami b altymai. Kai jų reikia kitam organoidui, dalis Golgi aparato yra atskiriama. Taigi b altymas transportuojamas į reikiamą vietą.
Lizosomos
Kalbant apie tai, kaip ląstelės atrodo ir kokios organelės yra jų sudėtyje, būtina paminėti lizosomas. Jie yra ovalo formos, juos supa vieno sluoksnio membrana. Lizosomose yra fermentų, skaidančių b altymus, lipidus ir angliavandenius, rinkinys. Jei lizosomų membrana yra pažeista, fermentai suskaido ir sunaikina ląstelės viduje esantį turinį. Dėl to ji miršta.
Mobiliojo ryšio centras
Jis randamas ląstelėse, kurios gali dalytis. Ląstelės centras susideda iš dviejų centriolių (lazdelės formos kūnų). Būdamas šalia Golgi komplekso ir branduolio, jis dalyvauja formuojantis dalijimosi verpstei, ląstelių dalijimosi procese.
Mitochondrijos
Energijos organelės apima mitochondrijas (pavaizduota aukščiau) ir chloroplastus. Mitochondrijos yra originalios kiekvienos ląstelės galios. Būtent juose iš maistinių medžiagų išgaunama energija. Mitochondrijos yra įvairios formos, tačiau dažniausiai jos yra granulės arba gijos. Jų skaičius ir dydis nėra pastovūs. Tai priklauso nuo to, kokia yra konkrečios ląstelės funkcinė veikla.
Jei laikytume elektronų mikrografą,Galima pastebėti, kad mitochondrijos turi dvi membranas: vidinę ir išorinę. Vidinėje formuojasi fermentais padengtos ataugos (cristae). Dėl cristae buvimo padidėja bendras mitochondrijų paviršius. Tai svarbu, kad fermentų veikla vyktų aktyviai.
Mitochondrijose mokslininkai atrado specifines ribosomas ir DNR. Tai leidžia šioms organelėms pačioms daugintis dalijantis ląstelėms.
Chloroplastai
Kalbant apie chloroplastus, tai yra disko arba rutulio formos, turintis dvigubą apvalkalą (vidinį ir išorinį). Šio organoido viduje taip pat yra ribosomos, DNR ir grana – specialūs membraniniai dariniai, susiję tiek su vidine membrana, tiek tarpusavyje. Chlorofilas randamas granelės membranose. Jo dėka saulės šviesos energija paverčiama chemine adenozino trifosfato (ATP) energija. Chloroplastuose jis naudojamas angliavandeniams (susidaro iš vandens ir anglies dioksido) sintetinti.
Sutinku, aukščiau pateiktą informaciją būtina žinoti ne tik norint išlaikyti biologijos testą. Ląstelė yra statybinė medžiaga, sudaranti mūsų kūną. Ir visa gyvoji gamta yra sudėtingas ląstelių rinkinys. Kaip matote, jie turi daug komponentų. Iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti, kad ištirti ląstelės sandarą nėra lengva užduotis. Tačiau jei pažvelgsite, ši tema nėra tokia sudėtinga. Tai būtina žinoti, norint gerai išmanyti tokį mokslą kaip biologija. Ląstelės sudėtis yra viena iš pagrindinių jos temų.
