Ląstelės, sudarančios floros ir faunos atstovų audinius, turi reikšmingų dydžio, formos ir sudedamųjų dalių skirtumų. Tačiau visi jie panašūs į pagrindinius augimo, medžiagų apykaitos, gyvybinės veiklos, dirglumo, gebėjimo keistis ir vystymosi bruožus. Toliau atidžiau pažvelkime į augalo ląstelės struktūrą (pagrindinių komponentų lentelė bus pateikta straipsnio pabaigoje).
Trumpas istorinis fonas
1925 m. osmosinio šoko pagalba Grendelis ir Gorteris gavo tuščius eritrocitų apvalkalus, jų vadinamuosius „šešėlius“. Jie buvo sukrauti į krūvą, nustatant jų paviršiaus plotą. Lipidai buvo išskirti naudojant acetoną. Taip pat nustatytas jų skaičius eritrocitų ploto vienete. Nepaisant skaičiavimų klaidų, buvo gautas atsitiktinai teisingas rezultatas ir aptiktas lipidų dvigubas sluoksnis.
Bendra informacija
Biologija – tai floros ir faunos atstovų audinių elementų vystymosi ir augimo tyrimas. Augalų ląstelės struktūra yra sudėtingatrys neatsiejamai susiję komponentai:
- Šerdis. Nuo citoplazmos jis atskirtas porėta membrana. Jame yra branduolio, branduolio sulčių ir chromatino.
- Citoplazma ir specializuotų struktūrų kompleksas – organelės. Pastarieji visų pirma apima plastidus, mitochondrijas, lizosomas ir Golgi kompleksą, ląstelių centrą. Organelės visada yra. Be jų, dar yra laikinų darinių, vadinamų inkliuzais.
- Paviršių sudaranti struktūra yra augalo ląstelės apvalkalas.
Paviršiaus aparato ypatybės
Leukocituose ir vienaląsčiuose organizmuose ląstelės membrana užtikrina vandens, jonų, mažų kitų junginių molekulių įsiskverbimą. Procesas, kurio metu vyksta kietųjų dalelių prasiskverbimas, vadinamas fagocitoze. Jei krenta skystų junginių lašai, jie kalba apie pinocitozę.
Organoidai
Jų yra eukariotinėse ląstelėse. Ląstelėje vykstančios biologinės transformacijos yra susijusios su organelėmis. Jas dengia dviguba membrana – plastidai ir mitochondrijos. Juose yra savo DNR, taip pat b altymų sintezės aparatas. Dauginimas vyksta dalijant. Mitochondrijose, be ATP, nedidelis kiekis sintetinamas b altymas. Plastidų yra augalų ląstelėse. Jų dauginimas atliekamas dalijant.
Membrana
Klaidinga manyti, kad išorinis ląstelės sluoksnis yra citoplazma. Membrana yra molekulinė elastinga struktūra. Išorinis ląstelės sluoksnis vadinamaspaviršinis aparatas, per kurį atliekamas turinio atskyrimas nuo išorinės aplinkos. Yra įvairių ląstelių membranų funkcijų. Viena iš pagrindinių užduočių – užtikrinti viso elemento vientisumą. Viduje taip pat yra struktūrų, kurios padalija ląstelę į vadinamuosius skyrius. Šios uždaros zonos vadinamos organelėmis arba skyriais. Jose išlaikomos tam tikros sąlygos. Ląstelės membranos funkcija yra reguliuoti mainus tarp aplinkos ir ląstelės.
Membrana
Kokia yra ląstelės membranos struktūra? Ląstelės membrana yra dvisluoksnė (dviguba) lipidų klasės molekulių. Dauguma jų yra sudėtingo tipo lipidai – fosfolipidai. Molekulėse yra hidrofobinės (uodegos) ir hidrofilinės (galvos) dalys. Susidarius ląstelės sienelei, uodegos pasisuka į vidų, o galvutės – priešinga kryptimi. Membranos yra nekintančios struktūros. Gyvūno ląstelės apvalkalas turi daug panašumų su floros atstovo elementu. Membranos storis apie 7-8 nm. Biologiniam išoriniam ląstelės sluoksniui priklauso įvairūs b altyminiai junginiai: pusiau vientisieji (viename gale panardinti į išorinį arba vidinį lipidų sluoksnį), vientisieji (prasiskverbiantys kiaurai), paviršiniai (greta vidinių pusių arba esantys išorinėje pusėje). Daugelis b altymų yra membranos ir citoskeleto jungties taškai ląstelės viduje ir išorinėje sienelėje (jei yra). Kai kurie sudėtiniai junginiai veikia kaip jonų kanalai, įvairūs receptoriai ir transporteriai.
Gynybinė užduotis
Ląstelės membranos struktūra daugiausia lemia jos aktyvumą. Visų pirma, membrana turi selektyvų pralaidumą. Tai reiškia, kad molekulių pralaidumo membranai laipsnis priklauso nuo jų dydžio, cheminių savybių ir elektros krūvio. Pagrindinė funkcija, kurią atlieka išorinis ląstelės sluoksnis, vadinama barjeru. Jo dėka užtikrinamas selektyvus, reguliuojamas, aktyvus ir pasyvus junginių mainai su aplinka. Pavyzdžiui, peroksisomų membrana apsaugo citoplazmą nuo pavojingų peroksidų.
Transportas
Per išorinį ląstelės sluoksnį vyksta medžiagų perėjimas. Dėl transportavimo užtikrinamas maistinių komponentų tiekimas, medžiagų apykaitos proceso galutinių produktų pašalinimas, įvairių medžiagų sekrecija, joninių ingredientų susidarymas. Be to, ląstelėje palaikomas optimalus pH ir jonų koncentracija, būtina fermentų funkcionavimui. Jei dėl kokių nors priežasčių reikalingos dalelės negali prasiskverbti pro fosfolipidų dvisluoksnį sluoksnį, pavyzdžiui, dėl hidrofilinių savybių, nes membrana viduje yra hidrofobinė arba dėl didelio dydžio, jos gali pereiti per membraną per specialius transporterius (nešiklius). endocitoze arba b altymų kanalais. Pasyviojo transportavimo procese junginiai praeina per išorinį ląstelės sluoksnį be energijos sąnaudų difuzijos būdu pagal koncentracijos gradientą. Lengvas įgyvendinimas laikomas vienu iš šio proceso variantų. Šiuo atveju specifinė molekulė padeda medžiagai pereiti išorinį ląstelės sluoksnį. Ji galiyra kanalas, galintis praleisti tik 1 tipo medžiagas. Aktyvus transportas reikalauja energijos. Taip yra dėl to, kad judėjimas šiuo atveju vyksta atvirkščiai koncentracijos gradientui. Šiuo atveju membranoje yra specialūs siurblio b altymai, įskaitant ATPazę, kuri gana aktyviai pumpuoja kalio jonus į ląstelę ir išpumpuoja natrio jonus.
Kitos užduotys
Išorinis ląstelės sluoksnis atlieka matricos funkciją. Tai užtikrina tam tikrą abipusį membraninių b altymų junginių išsidėstymą ir orientaciją bei optimalią jų sąveiką. Dėl mechaninės funkcijos užtikrinamas ląstelės ir vidinių struktūrų autonomiškumas bei ryšys su kitomis ląstelėmis. Šiuo atveju konstrukcijų sienos turi didelę reikšmę floros atstovams. Gyvūnams mechaninės funkcijos užtikrinimas priklauso nuo tarpląstelinės medžiagos. Membranos taip pat atlieka energetines užduotis. Vykstant fotosintezei chloroplastuose ir ląstelių kvėpavimui mitochondrijose, jų sienelėse suaktyvėja energijos perdavimo sistemos. Juose, kaip ir daugeliu kitų atvejų, dalyvauja b altymai. Viena iš svarbiausių yra receptorių funkcija. Kai kurie b altymai, esantys membranoje, yra receptoriai. Šių molekulių dėka ląstelė gali suvokti tam tikrus signalus. Pavyzdžiui, kraujyje cirkuliuojantys steroidai veikia tik tas tikslines ląsteles, kurios turi tam tikrus hormonus atitinkančius receptorius. Taip pat yra neurotransmiterių. Šios cheminės medžiagosjungtys užtikrina impulsų perdavimą. Jie taip pat turi ryšį su specifiniais tiksliniais b altymais. Membranos komponentai dažnai yra fermentai. Taigi fermentinė ląstelės membranos funkcija. Virškinimą skatinančių junginių yra žarnyno epitelio elementų plazminėse membranose. Biopotencialai generuojami ir atliekami išoriniame ląstelės sluoksnyje.
Jonų koncentracija
Membranos pagalba vidinis K+ jonų kiekis palaikomas aukštesniame lygyje nei išorėje. Tuo pačiu metu Na+ koncentracija yra žymiai mažesnė nei išorėje. Tai ypač svarbu, nes tai suteikia potencialų skirtumą sienoje ir nervinio impulso generavimą.
Žymėjimas
Ant membranos yra antigenų, kurie veikia kaip tam tikros „etiketės“. Žymėjimas leidžia identifikuoti ląstelę. „Antenų“vaidmenį atlieka glikoproteinai – b altymai, prie kurių prijungtos oligosacharidinės šakotos šoninės grandinės. Kadangi yra daugybė šoninių grandinių konfigūracijų, kiekvienai ląstelių grupei galima padaryti žymeklį. Jų pagalba vienus elementus atpažįsta kiti, o tai savo ruožtu leidžia jiems veikti kartu. Tai atsitinka, pavyzdžiui, formuojantis audiniams ir organams. Pagal tą patį mechanizmą imuninė sistema atpažįsta svetimus antigenus.
Sudėtis ir struktūra
Kaip minėta, ląstelių membranas sudaro fosfolipidai. Tačiau, be jų, struktūroje yracholesterolis ir glikolipidai. Pastarieji yra lipidai su prijungtais angliavandeniais. Gliko- ir fosfolipidai, kurie daugiausia sudaro ląstelių membranas, susideda iš 2 ilgų hidrofobinių angliavandenių „uodegų“. Jie siejami su hidrofiline, įkrauta „galva“. Dėl cholesterolio buvimo membrana turi reikiamą standumo lygį. Junginys užima laisvą erdvę tarp lipidų hidrofobinių uodegų, taip užkertant kelią jų lenkimui. Šiuo atžvilgiu tos membranos, kuriose cholesterolio yra mažiau, yra lankstesnės ir minkštesnės, o ten, kur jo daugiau, priešingai, sienose yra daugiau standumo ir trapumo. Be to, junginys veikia kaip kamštis, neleidžiantis polinėms molekulėms judėti iš ląstelės į ląstelę. Ypač svarbūs yra b altymai, kurie prasiskverbia pro membraną ir yra atsakingi už įvairias jos savybes. Viename ar kitame augalo ląstelės apvalkale yra b altymų, apibrėžtų sudėtimi ir orientacija.
Žiediniai lipidai
Šie junginiai randami šalia b altymų. Tačiau žiediniai lipidai yra labiau tvarkingi ir mažiau mobilūs. Juose yra didesnio prisotinimo riebalų rūgščių. Lipidai palieka membranas kartu su b altymų junginiu. Be žiedinių elementų membraniniai b altymai neveiks. Dažnai kriauklės yra asimetriškos. Kitaip tariant, tai reiškia, kad sluoksniai turi skirtingą lipidų sudėtį. Išorėje daugiausia yra glikolipidų, sfingomielinų, fosfatidilcholino, fosfatidilnozitolio. Vidiniame sluoksnyje yra fosfatidilnozitolio,fosfatidiletanolaminas ir fosfatidilserinas. Perėjimas iš vieno lygio į kitą specifinę molekulę yra šiek tiek sunkus. Tačiau tai gali atsitikti spontaniškai. Tai atsitinka maždaug kartą per šešis mėnesius. Perėjimas taip pat gali būti atliekamas naudojant flippazės ir scramblazės b altymus. Kai išoriniame sluoksnyje atsiranda fosfatidilserilas, makrofagai užima gynybinę poziciją ir nukreipia savo veiklą, kad sunaikintų ląstelę.
Organelės
Šios sritys gali būti vienos ir uždaros arba sujungtos viena su kita, atskirtos membranomis nuo hialoplazmos. Periksisomos, vakuolės, lizosomos, Golgi aparatas ir endoplazminis tinklas laikomi vienos membranos organelėmis. Dvigubos membranos apima plastidus, mitochondrijas ir branduolį. Kalbant apie membranų struktūrą, skirtingų organelių sienelės skiriasi b altymų ir lipidų sudėtimi.
Pasirinktinis pralaidumas
Per ląstelių membranas lėtai pasklinda riebalų ir amino rūgštys, jonai ir glicerolis, gliukozė. Tuo pačiu metu pačios sienos aktyviai reguliuoja šį procesą, praeina kai kurias ir sulaiko kitas medžiagas. Yra keturi pagrindiniai junginio patekimo į ląstelę mechanizmai. Tai apima endo- arba egzocitozę, aktyvųjį transportavimą, osmosą ir difuziją. Paskutiniai du yra pasyvūs ir nereikalauja energijos sąnaudų. Tačiau pirmieji du yra aktyvūs. Jiems reikia energijos. Esant pasyviam transportavimui, selektyvų pralaidumą lemia integruoti b altymai – specialūs kanalai. Per juos prasiskverbia membrana. Šie kanalai sudaro tam tikrą praėjimą. Elementams yra savi b altymaiCl, Na, K. Kalbant apie koncentracijos gradientą, elementų molekulės iš jo juda į ląstelę. Dirginimo fone atsidaro natrio jonų kanalai. Jie, savo ruožtu, pradeda staigiai patekti į ląstelę. Tai lydi membranos potencialo disbalansas. Tačiau po to jis atsigauna. Kalio kanalai visada lieka atviri. Per juos jonai lėtai patenka į ląstelę.
Pabaigoje
Augalų ląstelės užduotys ir struktūra trumpai pristatomos žemiau. Lentelėje taip pat pateikiama informacija apie biologinio elemento sudėtį.
| Elementų tipai | Sudėtis ir funkcijos |
| Augalų ląstelės | Pagaminta iš pluošto. Suteikia pastolius ir apsaugą. |
| Bioelementai | Labai plonas ir elastingas sluoksnis – glikokaliksas apima b altymus ir polisacharidus. Suteikia apsaugą. |
