Будову біолоічних мембран описує рідинно-мозаїчна модель, яку в 1972 році запропонували Сінгер і Ніколсон. Згідно з нею мембрани складаються із «двовимірної рідини» — подвійного шару (бішару) ліпідів, в якій «плавають» молекули білків, утворюючи мінливу мозаїку.

Ліпідний бішар біологічних мембран має товщину 5 нм і в основному побудований із фосфоліпідів, у молекулах яких виділяють дві основні частини: гідрофільну «голову» (залишокфосфатної кислоти і холіну, серину, етаноламіну або іншої полярної сполуки) та два гідрофобні «хвости» (залишки жирних кислот). У складі бішару гідрофільні голови фосфоліпідів повернуті назовні — у полярний водний розчин, а гідрофобні хвости — всередину. До складу мембран у меншій кількості входять також інші ліпіди, такі як гліколіпіди, сфінголіпіди тахолестерол.

Вміст білків у мембранах може коливатись від 18% (у мембрані аксона) до 75% (у мембранах тилакоїдів). Частина із мембранних білків міцно зв'язана із ліпідним бішаром завдяки наявності гідрофобних доменів, які входять в нього. Такі білки називаються інтегральнами, а ті із них, що наскрізь пронизують мембрану — трансмембранними, до цього класу належать усі іонні канали та більшість клітинних рецепторів. Натомість периферійні білки не вбудовуються у ліпідний бішар, а утримуються поблизу мембрани завдяки слабким взаємодіям із іншими білками або гідрофільними головами фосфоліпідів. Прикладом цієї групи білків можуть бути деякі ферменти.

Зовнішній і внутрішній листки мембрани відрізняються фосфоліпідним і білковим складом та функціями.

11.Функції клітинної мембрани.

1. Обмеження вмісту клітини. Мембрани характеризуються вибірковою проникністю: через них можуть проходити неполярні речовини (наприклад кисень, вуглекислий газ, стероїдні гормони), але не великі полярні та заряджені молекули (амінокислот, моносахаридів, неорганічних іонів). Маленькі полярні молекули, такі як вода, здатні перетинати ліпідний бішар, але цей процес ускладнено. Завдяки таким властивостям мембрана утримує всередині клітини всі біополімери та заряджені молекули, а також запобігає потраплянню таких молекул іззовні.

2. Транспорт. Мембрани регулюють процес транспорту потрібних речовин до клітини та виведення із неї відходів. Якщо речовини переносяться через мембрану за градієнтом концентрації (тобто від ділянки з більшою концентрацією до ділянки із меншою концентрацією), для цього не затрачається енергія, і такий транспорт називається пасивним. Різновидами пасивного транспорту є проста і полегшена дифузія. У випадку першої речовини проникають безпосередньо через біліпідний шар, окремий випадок — проста дифузія води або осмос. Шляхом полегшеної дифузії переносяться сполуки, які не можуть перетинати бішар ліпідів (наприклад іони), для них у мембрані є спеціальні білкові канали або білки-переносники. Існування живих клітин було б неможливим без здатності до активного транспорту, тобто перенесення речовини проти градієнту концентрації (тобто від ділянки, де їх менше, до ділянки, де їх більше). Активний транспорт є енерговитратним процесом, енергія для його здійснення може надходити від гідролізу АТФ (первинний активний транспорт, наприклад робота натрій-калієвого насосу) або від спряженого транспорту речовин за градієнтом концентрації (вторинний активний транспорт, наприклад процес всмоктування глюкози клітинами тонкого кишківника). Великі часточки або краплини рідини можуть переноситись у клітину або викидатись із неї назовні шляхом ендо- або екзоцитозу відповідно за допомогою мембранних везикул (пухирців), цей процес також потребує енергетичних затрат.

3. Рецепція. На поверхні плазматичної мембрани розташована велика кількість клітинних рецепторів (найчастіше глікопротеїнів), що сприймають різні хімічні та фізичні сигнали та передають їх всередину клітини. Завдяки рецепторній функції мембран клітини організму можуть спілкуватись між собою за допомогою гормонів, нейромедіаторів, цитокінів,а також розпізнавати поверхневі білки одна одної.

4. Метаболічна функція. Багато мембранних білків є ферментами, інколи вони можуть бути організовані у мультиферментні комплекси для здійснення послідовних метаболічних реакцій, при цьому мембрана виступає каркасом для їх просторової організації. Реакції світлової фази фотосинтезу та електронтранспортного ланцюга мітохондрій можуть відбуватись тільки на відповідних мембранах.

5. Клітинна адгезія. Мембрани тварин, зокрема деякі мембранні білки, такі як кадгерини, забезпечують прикріплення клітин багатоклітинного організму одна до одної або до позаклітинного матриксу. Таким чином забезпечується структурна цілісністьтканин тваринного організму. Контакт із мікрооточенням за участі мембранних білків також є важливим для виживання багатьох типів клітин, без нього вони гинуть шляхом апоптозу.

12.Фізичні явища в клітини: дифузія і осмос.

1.Осмос. Шляхом осмосу в клітину поступає вода.

2.Дифузія. Транспорт речовин за градієнтом концентрації, наприклад транспорт О2,СО2.

завдяки процесам дифузії відбувається обмін речовин у клітинах.

3. Полегшена дифузія. Теж відбувається за градієнтом концентрації, але здійснюється за допомогою білків – переносників, тому даний процес відбувається швидше простої дифузії. Таким чином через мембрану транспортуються глюкоза, деякі амінокислоти тощо.

13. Калій-натрієвий насос: структура, функція і механізм дії.

Натрій-калієвий насос (натрій-калієва помпа, Na⁺/K⁺-АТФаза) — фермент із групи транспортних аденозинтрифосфатаз, яка відповідає за перенос іонів Na⁺ та K⁺через клітинну мембрану.

Активний транспорт іонів Na⁺ і K⁺ застосовується для підтримки електричної збудливості нервових і м'язових клітин, є рушійною силою для транспорту цукрів,амінокислот, іонів кальцію. У стані спокою на нього затрачається третина всієї АТФ, яка утворюється у клітині.

Прикладом активного транспорту речовин є К-Nа насос.

К-Nа насос. Концентрація іонів калію всередині клітини вища, ніж зовні, а іонів натрію навпаки. Завдяки цьому виникає градієнт концентрації, внаслідок чого іони Nа за допомогою дифузії спрямовуються в клітину, а іони К – з неї. Але концентрація цих іонів в клітині та поза нею ніколи не вирівнюється, оскільки існує особливий механізм, який видаляє іони Nа з клітини і вводить туди іони К. К-Nа насос, являє собою білок, який при використанні однієї молекули АТФ переносить у клітину два іони Nа, і виносить з неї три іони К. На підтримання стабільного мембранного потенціалу клітина витрачає клітина витрачає від 30 до 70% вироблюваної нею енергії.

Водночас з іоном Nа у клітину може входити молекула глюкози чи амінокислота.

Тобто завдяки К-Nа насосу енергетично сприятливе переміщення іонів Nа у клітину полегшує енергетично несприятливий транспорт низькомолекулярних сполук (проти градієнта концентрації).

14. Як організована цитоплазма еукаріотичної клітини?

Цитоплазмаклітини складається із водянистої основної речовини —гіалоплазми, в якій розташовано органели, нитки цитоскелетута (інколи) клітинні включення.

Гіалоплазма або основна речовина цитоплазми приблизно на 90% складається з води, в якій розчинено всі основні біомолекули: солі, цукри, амінокислоти, нуклеотиди, вітаміни та гази утворюють істинний розчин, тоді як великі молекули, зокрема білки, перебувають у колоїдному розчині. У гіалоплазмі відбувається велика кількість метаболічних процесів, зокрема гліколіз. Вона може змінювати свої властивості, переходячи зі стану золю до стану густішого гелю. Спостерігаючи за живою цитоплазмою клітини, зазвичай, можна помітити, що вона рухається, найкраще видно рух мітохондрій і пластид, це явище називають циклозом.

Внутрішній вміст клітини, за винятком ядра, називають цитоплазмою. Цитоплазма становить собою неоднорідний колоїдний розчин – гіалоплазми з розташованими в ній органелами та іншими структурами.

Гіалоплазма (основна плазма або матрикс цитоплазми) – це прозорий розчин органічних та неорганічних сполук у воді ( вода становить 50 або 90%).

Гіалоплазма перебуває в рідкому (золь) або драглистому(гель) станах, причому різні її ділянки водночас можуть бути у різних станах. Перехід від одного стану до іншого зумовленийконцентрацією іонів кальцію, АТФ та частковою денатурацією чи ренатурацією – актину.

Одномембранні органели.

ЕПС, комплекс Гольджі, лізосоми.

ЕПС – це система порожнин у вигляді канальців, що сполучаються між собою та обмежені мембраною.

Діаметр канальців перевищує 50нм, їхні потовщення називають – цистернами.

Подібно до компонентів цитоскелету мембрани полярні: з одного кінця вони нарощуються, а з іншого вони розпадаються на окремі фрагменти.

Розрізняють два види ендоплазматичної сітки – шорстку (гранулярну) та гладеньку (агранулярну).

Гладенька ЕПС не має на своїх мембранах рибосом. Вона є похідною від шорсткої, тому їхні мембрани безпосередньо переходять одна в одну.

Функції:

на мембранах гладенької ЕПС синтезуються: стероїдні гормони, ліпіди, вуглеводи, які можуть накопичуватись в її порожнинах;

на них відбувається обмін деяких полісахаридів (наприклад, глікогену);

у порожнинах цієї ЕПС (наприклад, у клітинах печінки) накопичуються токсичні сполуки, які знешкоджуються за допомогою окислювальних ферментів і виводяться з клітини;

за участю ЕПС формується ядерна оболонка в період між поділами клітини.

Гранулярна ЕПС. На мембранах шорсткої ЕПС розміщені рибосоми, які під час біосинтезу білка утворюють комплекси з іРНК – полірибосоми (полісоми).

Функції:

на мембранах шорсткої ЕПС відбувається біосинтез білка;

ці мембрани також розподіляють синтезовані білки між різними частинами клітини, зокрема по них білки транспортуються до комплексу Гольджі або виводяться назовні;

білки, що надходять до порожнин шорсткої ЕПС, можуть там накопичуватись, «дозрівати» та набувати притаманної їм конфігурації, приєднувати до себе небілкові частини;

шорстка ЕПС бере участь у синтезі компонентів клітинних мембран.

Комплекс Гольджі.

Комплекс Гольджі – складається із стопок (від3 до 50) сплощених цистерн, вкритих мембранами, розташованих коло ядра. Поряд з цистернами знаходяться чисельні мембранні міхурці (мікроміхурці) та канальці.

Цистерни комплексу Гольджі, як правило, полярні: до одного полюса безперервно підходять пухирці, які відриваються від ЕПС і містять продукти синтезу. Вони зливаються з цистернами, віддаючи їм свій вміст. З іншого полюса цистерн відокремлюються пухирці, наповнені різними речовинами. Вони транспортують ці сполуки в інші ділянки клітини або виводять їх (секретують) за її межі. Зокрема, комплекс Гольджі бере участь в утворенні лізосом, що містять гідролітичні ферменти синтезовані на мембранах шорсткої ЕПС.

Під час поділу клітини комплекс Гольджі розпадається на окремі структурні одиниці, які випадково розподіляються між дочірніми клітинам.

Функції:

у ньому накопичуються і певним чином змінюються деякі речовини (наприклад, білки), які потім знов вкриваються мембранами та секретуються;

в цистернах комплексу Гольджі речовини, що до них надходять, сортуються за хімічним складом та призначенням;

до сортованих молекул приєднується «мітка» (особливі сполуки – маркери), котра вказує про призначення цих речовин і куди дану речовину треба транспортувати;

відсортовані молекули надходять у наступну цистерну стопки, де «дозрівають» (модифікуються);

«дозрілі» молекули певного типу накопичуються в останній цистерні, де упаковуються в мікропухирці.

Частина мікропухирців транспортується до поверхні клітини і зливається з плазмалемою (таким чином відбувається виведення секретованих клітиною продуктів, у рослин, наприклад, таким чином формується клітинна стінка тощо).

Отже, при виведенні з клітини речовин збільшується площа поверхні плазмалеми.

Лізосоми.

Лізосоми – це пухирці діаметром 100 -800нм, оточені мембраною.

Вони містять різноманітні гідролітичні ферменти, здатні розщеплювати (лізують) органічні сполуки і забезпечують процеси внутрішньоклітинного травлення.

Ферменти, які входять до їхнього складу, синтезуються в гранулярній ЕПС. Утворюються лізосоми в апараті Гольджі.

В клітині містяться різні типи лізосом, які відрізняються за особливостями будови, зокрема:

Первинні лізосоми формуються в апараті Гольджі. Зливаючись з піноцитозними чи фагоцитозними пухирцями, вони утворюють вторинні лізосоми (травні вакуолі). Після злиття вміст травних вакуолей перетравлюється. Якщо сполуки або мікроорганізми у вторинних лізосомах розщеплюються неповністю, вони перетворюються на залишкові тільця. Деякі з них виводяться з клітини назовні, а інші залишаються в ній.

Аутолізосоми – беруть участь у перетравлюванні окремих компонентів клітини, цілих клітин або їхніх груп. Вважають, що за допомогою аутолізосом знищуються дефектні органели, пошкоджені, мертві клітини, зникають хвіст у пуголовків, хрящі при утворенні кісток, руйнуються личинкові органи під час за лялькування комах тощо.

Пероксисоми - містять різноманітні ферменти, основні з яких оксидази, що каталізують окислення різних речовин вільним киснем з одержанням пероксиду водню.

Вакуолі.

Вакуолі – це порожнини в цитоплазмі, оточені мембраною та заповнені рідиною.

В клітинах еукаріот є різні типи вакуолей. Зокрема, травні вакуолі є похідними лізосом.

У вищих рослин, крім, ЕПС, комплексу Гольджі, лізосом до одномембранних органел належать також вакуолі, заповнені клітинним соком. Мембрана, яка оточує вакуоль має назву тонопласт.

У молодих клітинах їх може бути декілька, згодом вони зливаються, утворюючи центральну вакуолю.

Клітинний сік – складний розчин мінеральних солей, органічних кислот, цукру, амінокислот, водорозчинних білків, деяких ферментів тощо. Якщо в ньому є водорозчинні пігменти (антоціани), він має червонувате або синювате забарвлення.

Функції:

вакуолі здатні до накопичення продуктів обміну речовин, а також запасні поживні речовини;

забезпечують процеси осморегуляції, оскільки в них зосереджена основна кількість води у клітинах;

забезпечують тургор(пружність тканин);

завдяки напівпроникності крізь мембрани вакуолей речовини з цитоплазми транспортуються в порожнину вакуолі і навпаки.

Скоротливі вакуолі прісноводних одноклітинних тварин і водоростей, утворюються з елементів комплексу Гольджі.

Функції:

регулюють осмотичний тиск у клітині;

беруть участь у виведенні з неї деяких розчинних продуктів обміну;

сприяють надходженню в клітину води з киснем.

Клітинні включення

Клітинні включення — це гранули, краплі або кристали певних речовин, що накопичуються у цитоплазмі клітини. На відміну від органел вони є непостійними і необов'язковими структурами. Найчастіше у формі включень організми запасають поживні речовини, наприклад краплі жиру в адипоцитах, гранули глікогену в клітинах печінки та крохмалю в багатьох рослинних клітинах. Також включеннями можуть бути пігменти або продукти обміну (наприклад кристали оксалату кальцію у листках буряка, шпинату, щавлю кислого)

17.Особливості будови клітинної оболонки рослин.

Клітинна стінка — досить жорсткий шар, що оточує клітину. Він розташовується за межами цитоплазматичної мембрани (також відомої в деяких випадках, як клітинна мембрана) та забезпечує додаткову підтримку і захист. Клітинні стінки знайдені у бактерій, архей, грибів і рослин. Тварини і більшість найпростіших не мають клітинної стінки за межами клітинної мембрани. Якщо зруйнувати клітинну стінку за допомогою деяких ферментів, те що залишиться, тобто клітина оточена клітинною мембраною, називається протопластом. На відміну від мембран, клітинна стінка не в змозі контролювати транспорт молекул до клітини із зовнішнього середовища.

Рослинні клітинні стінки виконують цілий ряд функцій: Вони забезпечують жорсткість клітини для структурної і механічної підтримки, надають форму клітині, напрям її росту і кінець кінцем морфологію всій рослині. Клітинна стінка також протидіє тургору, тобто осмотичному тиску, коли додаткова кількість води поступає до рослини. Клітинні стінки захищають проти патогенів, що проникають з навколишнього середовища, та запасають вуглеводи для рослини. Рослинні клітинні стінки будуються перш за все з вуглеводногополімеру целюлози.

18. Глікокалікс тваринної клітини.

Глікокалікс(від лат. Glycic — солодкий і лат. callym — товста шкіра) — термін, що об'єднує ряд полімерних речовин (глікопротеїнів), які виробляються бактеріальними, епітеліальними та іншими клітинами. Слиз на поверхні тіла риб також являє собою глікокалікс. Термін було вперше вжито на позначення полісахаридного матриксу, що виділяється клітинами епітелію і вкриває поверхню епітеліальної тканини. Глікокалікс є нещільним покриттям, що знаходиться з зовнішнього боку плазматичної мембрани усіх тваринних клітин. Це покриття складається з вуглеводневих частин гліколіпідів та глікопротеїнів мембрани. Глікокалікс кожної людини унікальний, хімічно ідентичні глікокалікси зустрічаються лише в однояйцевих близнюків. За допомогою глікокаліксу організм здатний розрізняти власні здорові клітини і трансплантовані тканини, пошкоджені клітини та чужорідні організми. Глікокалікс містить молекули, за допомогою яких клітини сполучаються одна з одною, а також молекули, що спрямовують рух клітин під час ембріонального розвитку організма. Виявлено, що глікокалікс бере участь у регулюванні наповнення капілярів еритроцитами, і є підстави вважати, що він відіграє важливу роль у здійсненні багатьох інших функцій судинної системи, однак дослідження тривають.

· Захисна: Захищає плазматичну мембрану від хімічного пошкодження

· Іммунна: Зумовлює здатність іммунної системи розпізнавати й вибірково атакувати чужорідні організми

· Захист від новоутворень: Зміни у глікокаліксі ракових клітин дають іммунній системі змогу розпізнати останні та зруйнувати їх

· Сумісність при трансплантації: Забезпечує сумісність тканин при переливанні крові, пересадці тканин та органів

· Сполучення клітин

· Регуляція запальних процесів: Глікокалікс, що вкриває внутрішні стінки кровоносних судин, запобігає взаємодії лейкоцитів зі здоровими тканинами

· Запліднення: Зумовлює здатність сперматозоїдів розпізнавати яйцеклітину і зливатися з нею

· Ембріональний розвиток: Спрямовує ембріональні клітини до їхнього місця призначення в організмі

19. Як побудовані мітохондрії.

Мітохондрії або певні їхні видозміни присутні в клітинах всіх еукаріот. Деякі найпростіші, такі як кишковий паразит людини Giardia, не мають мітохондрій, проте у них наявні гомологічніструктури, що могли з них розвинутися. Кількість мітохондрій коливається від однієї, як у водоростей Euglena та Chlorella), до кількох сотень або навіть тисяч. Загальний об'єм мітохондрій у клітині корелює із її метаболічною активністю. Основною функцією цих органел є здійснення аеробного етапу клітинного дихання: тут відбувається цикл трикарбонових кислот, реакції електронтранспортного ланцюга та окисне фосфорилювання АДФ, що має своїм наслідком утворення АТФ. Таким чином мітохондрії є головними енергетичними станціями клітини. Окрім цього мітохондрії є одним із головних місць теплопродукції клітини (особливо активно цей процес відбувається у бурому жирі), а також місцем накопичення кальцію.

Мітохондрії на електронних мікрофотографіях зазвичай виглядають як продовгуваті циліндри діаметром близько 0,5—1 мкм та довжиною 1—10 мкм. Проте, в живих клітинах це динамічні структури, які постійно змінюють свою форму, можуть зливатись між собою, ділитись і рухатися в цитоплазмі. Мітохондрії оточено двома мембранами, що відрізняються за своїм складом і функціями, вони поділяють мітохондрію на два компартменти: міжмембранний простір, та матрикс — внутрішній простір. Зовнішня мембрана мітохондрії проникна значно більше за внутрішню, тому рідина, що заповнює міжмембранний простір, за складом більше схожа на цитоплазму, ніж матрикс. У внутрішню мембрану мітохондрії вбудовано велику кількість транспортних білків, елементи електоронтранспортного ланцюга, деякі ферменти циклу трикарбонових кислот, а також так звані «грибоподібні утвори» — тобто молекули АТФ-синтази, що здійснюють окисне форсфорилювання. Через свої важливі метаболічні функції внутрішня мембрана мітохондрії має велику площу (близько третини всіх мембран клітини), тому вона утворює численні випинання, які називають кристами. У матриксі мітохондрій розташовано більшість ферментів циклу трикарбонових кислот, дрібні гранули — мітохондріальні 70S рибосоми, кілька копій кільцевої мітохондріальної ДНК та великі гранули, що слугують місцями відкладання магнію та кальцію.

Мітохондрій мають певний рівень автономії в клітині: вони мають власну ДНК (хоча частина мітохондріальних білків кодується ядерним геномом), білок-синтезуючий апарат (рибосоми,тРНК, білки шаперони тощо), а також здатні до автономного розмноження. Якщо клітину позбавити мітохондрій, вона не зможе їх відновити. Всі ці особливості є підтвердженнямендосимбіотичної гіпотези, згідно з якою мітохондрії (а також і пластиди) утворилися з симбіотичних бактерій, що жили в клітинах перших еукаріот

20. Різноманітність будови і функції пластид.

Пластиди

Пластиди наявні в усіх живих рослинних клітинах. Ці органели між собою поєднує те, що їх вкрито двома мембранами і в одного організму є кілька однакових копій ДНК. Всі пластиди утворюються з пропластид меристемних клітин рослин. Пропластиди диференціюються залежно від потреб клітини:

· хлоропласти — зелені пластиди, що містять хлорофіл і здійснюють фотосинтез;

· етіопласти утворюються в темряві, вони містять жовтий пігмент — попередник хлорофілу, на світлі можуть швидко перетворюватись на хлоропласти;

· лейкопласти — утворюються у нефотосинтетичних клітинах рослин, є місцем запасання органічних речовин, зокрема в амілопластах накопичуються вуглеводи (крохмаль), велайопластах — жири, у протеїнопластах — білки;

· хромопласти — червоні, жовті або оранжеві пластиди, накопичують пігменти, зокрема каротиноїди.

Окрім фотосинтезу та накопичення різних речовин, у пластидах також відбуваються процеси синтезу пуринів та піримідинів, жирних кислот та деяких амінокислот тощо. Пластиди, як і мітохондрії, є порівняно автономними органелами клітини. Вважається, що вони можуть походити від симбіотичних ціанобактерій.

Хлоропласти

Хлоропласти мають подовгувату форму і розмір приблизно 2—5 мкм. Хлоропласти оточено двома мембранами, між якими є вузенька смужка міжмембранного простору. Внутрішній простір хлоропласта називається стромою, в ній розташовано мембранну систему, що складається із маленьких сплощених мішечків — тилакоїдів, у їхню мембрану вбудовано молекули зеленого фотосинтетечиного пігменту хлорофілу. Тилакоїди розміщуються стопками, що називаються гранами. Грани сполучаються між собою ламелами — довгими пластинками і трубочками. Таким чином, хлоропласт поділений на три компартменти: міжмембранний простір, строму, в якій відбувається темнова фаза фотосинтезу та внутрішній простір тилакоїдів, де відбувається світлова фаза фотосинтезу.

( Пластиди – двомембранні органели клітин рослин і деяких тварин (рослинних джгутикових).

Розрізняють три типи пластид:

хлоропласти;

хромопласти;

лейкопласти.

Пластиди різних типів мають спільне походження: всі вони виникають із первинних пластид ( пропластид) твірної тканини. Пластиди одного типу можуть перетворюватись на пластиди іншого типу (виключення хромопласти).

Хлоропласти – пластиди, забарвлені в зелений колір завдяки пігменту хлорофілу.

Як, правило хлоропласти мають видовжену форму; їх кількість в клітинах коливається від 30-50 до 1 000.

Будова: між зовнішньою та внутрішньою мембранами хлоропластів є між мембранний простір завширшки 20-30 нм. внутрішня мембрана утворює складчасті вгини всередину матрикс: ламели та тилакоїди.

Ламели мають вигляд мембранних плоских видовжених складок, тоді як тилакоїди – сплощених мембранних вакуолей або мембранних мішечків.

Ламели можуть утворювати сітку із взаємозв’язаних розгалужених канальців або розташовуватись паралельно одна одній не з’єднуючись. Між ламелами розміщені тилакоїди, зібрані разом у купки по 50 і більше, що нагадують стопки монет. Таку купку називають граною. Кількість гран у хлоропласті досягає 60 (іноді до 150), вони часто зв’язані між собою за допомогою ламел.

У тилакоїдах знаходяться основні фотосинтетичні пігменти – хлорофіли, допоміжні каротиноїди та всі ферменти потрібні для здійснення різноманітних біохімічних процесів фотосинтезу. Мембрани тилакоїдів здатні вловлювати світло та спрямовувати його на хлорофіл. У матриксі хлоропластів містяться молекули циклічної ДНК, іРНК, тРНК, 70 –S рибосоми – тобто свій білок – синтезуючий апарат, що забезпечує їм автономність. Також у матриксі хлоропластів відкладаються зерна крохмалю.

Функції:

основна функція – здійснення фотосинтезу;

за участі ферменту АТФ - синтетази, розташованого на зовнішній поверхні мембран тилакоїдів, відбувається синтез АТФ;

також в хлоропластах відбувається синтез деяких ліпідів, білки мембрани тилакоїдів і ферменти, що каталізують реакції фотосинтезу.

Розмножуються хлоропласти поділом.)

21. Як побудований опорний апарат клітини тварин?

Цитоскелет

Цитоскелет клітини — це система тонких білкових ниток, розташованих у цитоплазмі. Складається з трьох основних типів елементів: мікротрубочок, актинових мікрофіламентів тапроміжних філаментів. Основною функцією цитоскелету є опора та підтримання форми клітини. Окрім цього елементи цитоскелету разом із моторними білками забезпечують різні типи руху: локомоцію самої клітини (як за допомогою джгутиків чи війок, так і за допомогою псевдоподій), скорочення клітини, зокрема м'язових волокон, руху окремих органел у цитоплазмі (наприклад транспорт везикул ендомембранної системи). Цитоскелет є динамічною структурою: його нитки можуть збиратись або розбиратись на кінцях.

Мікротрубочки.

Мікротрубочки — це порожнисті циліндри діаметром 25 нм і довжиною 0,2—25 мкм, що складаються зі спірально розташованих димерів білка тубуліну. Вони можуть збиратися або розбиратися в залежності від потреб клітини шляхом полімеризації або деполімеризації тубуліну на, відповідно, «+» та «-» кінцях. Мікротрубочки беруть участь у підтриманні форми клітини, зокрема запобігають її стисканню, у внутрішньоклітинному транспорті, а також забезпечують розходження хроматид (або хромосом) під час клітинного поділу.

22. Що є структурною основою рухового апарату клітини?

Джгутик (лат. flagellum) — поверхнева та позаклітинна структура, присутня у багатьох прокаріотів і еукаріотів, що служить для пересування в рідкому середовищі або поверхнею вологих твердих середовищ. Джгутики прокаріотів і еукаріотів різко відрізняються за своєю будовою, наприклад, бактерільний джгутик має товщину 10-20 нм і довжину 3-15 μм, він пасивно обертається розташованим в мембрані мотором; тоді як джгутики еукаріотів мають товщину до 200 нм і довжину до 200 мкм, вони можуть самостійно згинатися на всій довжині. У еукаріотів часто також присутні війки, ідентичні за своєю будовою джгутику, але коротші (до 10 мкм), разом вони називаються ундуліподіями.

Джгутики еукаріотів — абсолютно інша структура, ніж джгутики бактерій та архей, і мають зовсім інше еволюційне походження. Єдина загальна характеристика між бактеріальними, архейними та еукаріотичними джгутиками — їх зовнішній вигляд, те, що вони всі — позаклітинні структури, що використовуються для руху. Разом з війками вони складають групу органел, відомих як ундуліподії.
Війка — органела, що є тонкою волоскоподібною структурою на поверхні еукаріотичної клітини.

Характерні для інфузорій. У багатьох безхребетних тварин ними вкрита вся поверхня тіла (війчасті черви, личинки кишковопорожнинних та губок) або окремі його ділянки — наприклад, зябра уполіхет і двостулкових молюсків, підошва ноги у черевоногих молюсків, навколоротовий апарат у коловерток. . У багатьох безхребетних війки є також на клітинах кишкового епітелію. У хребетних (у тому числі людини) в багатьох органах теж є клітини з рухомими війками. У людини війковим епітелієм вистелені, наприклад, дихальні шляхи.

23. Де у еукаріотичній клітині розміщені рибосом і навіщо вони потрібні?

Рибосоми — дрібні органели (діаметром близько 20 нм) не оточені мембраною. Відповідають за здійснення трансляції — синтезу поліпептидного ланцюга на матриці мРНК. Рибосома побудована із двох субодиниць — великої та малої, до складу кожної входить приблизно однакова за масою кількість білків та рРНК. Існує два основних типи рибосом — менші 70S, наявні у прокаріотичних клітинах, мітохондріях і пластидах, і дещо більші (80S рибосоми) цитоплазми еукаріот^[50].

В еукаріотичних клітинах виділяють дві основні популяції рибосом: вільні та пов'язані з ендоплазматичним ретикулумом (ЕПР). Ці дві групи не відрізняються за структурою, а лише синтезованими білками: вільні рибосоми синтезують цитоплазматичні білки, тоді як на шЕПР відбувається синтез мембранних і секреторних білків. Часто кілька рибосом рухаються одна за одною вздовж одного ланцюга мРНК, синтезуючи поліпептидні ланцюги, такі об'єднання рибосом називають полірибосомами або полісомами^[48].

Рибосоми – не мембранні органели, які беруть участь у синтезі білка в клітині. У клітинах еукаріот синтезується в ядерці (ця частина ядерця називається рибосомальним організатором.

Будова:

Це сферичні тільця діаметром 20нм.

Вони містять р.РНК і білки, утворюючи рибонуклеопротеїдні комплекси: велику 50 S та малу 30 S субодиниць рибосоми. Кожна рибосома складається з двох субодиниць – великої і малої і по формі нагадує гриб. В рибосомі є особлива ділянка – функціональний центр, де і відбувається трансляція. Його розміри відповідають довжині двох триплетів, тому в ньому водночас перебувають два сусідніх триплети.

Велика та мала субодиниць рибосом сполучаються в рибосому поза ядром у місцях синтезу білків.

Спочатку на мембранах шорсткої ЕПС мала субодиниця зв’язується з молекулою

іРНК, а потім до них приєднується велика субодиниця. Після припинення синтезу білкової молекули субодиниці роз’єднуються (під дією певної концентрації іонів кальцію та деяких БАР).

Функції:

Кожна рибосома забезпечує певне просторове розташування іРНК та тРНК на рибосомі, виконуючи структурну функцію.

Декілька рибосом приєднуються до молекули мРНК у вигляді «нитки бусинок», утворюючи структуру, яка називається полірибосомою або полісомою. Перевага полісомної організації заклечається в тому, що при цьому стає можливим одночасний синтез декількох поліпептидів.

Переважна більшість білків синтезується в клітині на рибосомах. Але всередині мітохондрій і пластид теж є рибосоми 70 – S і відбувається біосинтез білка.

Кількість рибосом і полісом в клітині вказує на інтенсивність біосинтезу білка.

24. Ядро: чому ця органела отримала таку назву?

Ядра наявні в усіх еукаріотичних клітинах, окрім деяких високодиференційованих типів, таких як еритроцити ссавців і ситоподібні трубки флоеми рослин. Інколи трапляються багатоядерні клітини: наприклад, у деяких найпростіших, зокрема інфузорії туфельки, наявні два функціонально різні ядра — макронуклеус і мікронуклеус, також існують клітини із кількома однаковими ядрами, наприклад м'язові волокна. Проте у більшості клітин є одне ядро розміром близько 10 мкм, його добре помітно під світловим мікроскопом.

Ядро необхідне для функціонування клітини, оскільки саме воно містить генетичну інформацію у формі ДНК. Тут відбувається не тільки збереження, а й реалізація спадкової інформації: процеси транскрипції, що є початковим етапом біосинтезу білків, які регулюють переважну більшість процесів у клітині, та реплікації, що забезпечують точне відтворення ДНК клітини для дочірних клітин. Ядро оточене двошаровою ядерною оболонкою, в якій є отвори — ядерні пори. Заповнює ядро нуклеоплазма (ядерний сік), у ній розміщується комплекс ДНК і білків —хроматин. Також у структурі ядра виділяють щільнішу структуру, не відмежовану мембранами — ядерце.

25. Як було доведено, що ядро є центром керування клітиною?

В 1831 році англійський природознавець Роберт Браун вивчав різні види рослин, зразки яких він зібрав під час подорожі до Австралії. Браун був дуже уважним до деталей, а клітини рослин особливо цікавили його. Розглядаючи їх під мікроскопом, він побачив дещо цікаве: кожна клітина містила круглий і непрозорий елемент. Він назвав його ядром.

Дізнавшись про спостереження Брауна, німецький фізіолог Теодор Шванн почав шукати подібні елементи в клітинах пуголовків і знайшов. Кожна клітина містила ядро. Це був революційний прорив - свідчення того, що всі види життя пов'язані між собою. В одній із книг Шванн описав різні типи клітин, взяті від різноманітних організмів і визначив їх за фактом наявності ядра.

Усвідомлення того, що є елемент спільний для всіх організмів, не тільки для рослин, а й для тварин, поєднало рослинне і тваринне царство у щось спільне, щось, що мало однакові риси...

26. Які структури входять до складу ядра ?

У клітинній біології, ядро (лат. nucleus) – клітинна органела, знайдена у більшості клітин еукаріотів і містить ядерні гени, які складають більшу частину генетичного матеріалу. Ядро має дві первинні функції: керування хімічними реакціями в межах цитоплазми і збереження інформації, потрібної для поділу клітини.

Окрім клітинного геному, ядро містить певні білки, які регулюють зчитування генетичної інформації. Зчитування гена на ядерному рівні залучає складні процеси транскрипції,обробки первинної мРНК і експорт зрілої мРНК до цитоплазми.

Ядро звичайно має розмір 8-25 мікрометрів в діаметрі. Воно оточено подвійною мембраною, яка називається ядерною оболонкою. Крізь внутрішню і зовнішню мембрани на деяких інтервалах проходять ядерні пори. Ядерна оболонка регулює і полегшує транспорт між ядром і цитоплазмою, відокремлюючи хімічні реакції, що відбуваються в цитоплазмі, від реакцій, що трапляються в межах ядра. Зовнішня мембрана безперервна з грубим ендоплазматичним ретикулумом (англ. RER) і може мати зв’язані рибосоми. Простір між двома мембранами (який називається «перинуклеарним простором») безперервний з люменом RER. Ядерна сторона ядерної оболонки оточена мережеюфіламентів, яка називаються ядерною ламіною.

Внутрішня частина ядра містить одне або декілька ядерець, оточених матрицею, яка називається нуклеоплазмою. Нуклеоплазма (каріолімфа, ядерний сік, каріоплазма) – гелеподібна рідина (подібна у цьому відношенні до ц

Загрузка...

12 3 4