Эндоцитоз и экзоцитоз
Макромолекулы и более крупные частицы проникают через мембрану внутрь клетки путем эндоцитоза, а удаляются из нее – экзоцитозом (рис. 21).
При эндоцитозе плазматическая мембрана образует впячивания или выросты, которые затем отшнуровываясь превращаются во внутриклеточные пузырьки, содержащие захваченный клеткой материал. Продукты поглощения поступают в клетку в мембранной упаковке. Эти процессы происходят с затратой энергии АТФ.
Рис.Слипание и объединение бислоев при экзоцитозе и эндоцитозе.Внеклеточное пространствонаходится сверху, оно отделено от цитоплазмы (снизу) плазматической мембраной. Из-за наличия стадии слипания бислоев экзоцитоз и эндоцитоз не повторяют друг друга в обратном порядке: при экзоцитозе слипаются два монослоя плазматической мембраны, обращенные к цитоплазме, тогда как при эндоцитозе – два наружных монослоя мембраны. В обоих случаях сохраняется асимметрический характер мембран, и монослой, обращенный к цитоплазме, всегда контактирует с цитозолем.
-26-
Различают два вида эндоцитоза – фагоцитоз и пиноцитоз (рис. 22).
Рис.Схема пиноцитоза.Фагоцитоз у амебы.
Фагоцитоз – захват и поглощение клеткой крупных частиц (иногда целых клеток и их частей). Специальные клетки, осуществляющие фагоцитоз, называются
фагоцитами. В результате образуются крупные пузырьки, называемые фагосомами. Жидкость и растворенные в ней вещества поглощаются клеткой посредством
пиноцитоза.
Плазматическая мембрана принимает участие в выведении веществ из клетки, это происходит в процессе экзоцитоза. Таким образом из клетки выводятся гормоны, белки, жировые капли и другие продукты клетки. Некоторые
секретируемые клеткой белки упаковываются в транспортные пузырьки, непрерывно переносятся к плазматической мембране, сливаются с ней и открываются во внеклеточное пространство, высвобождая содержимое. Это характерно для всех
эукариотических клеток.
В других клетках, главным образом секреторных, определенные белки запасаются в специальных секреторных пузырьках, которые сливаются с плазматической мембраной только после получения клеткой соответствующего сигнала извне. Данные клетки способны к секреции веществ в зависимости от определенных потребностей организма, например, в гормонах или ферментах
-27-
Рис.Два пути прохождения секретируемых белков.Некоторые секретируемые белкиупаковываются в транспортные пузырьки и непрерывно секретируются (конститутивный путь). Другие содержатся в специальных секреторных везикулах и высвобождаются только в ответ на стимуляцию клетки внеклеточными сигналами ( регулируемый путь). Конститутивный путь осуществляется во всех эукариотических клетках, тогда как регулируемый путь — только в клетках, специализированных для секреции (секреторных клетках).
Другая важная функция мембраны - рецепторная. Она обеспечивается молекулами интегральных белков, имеющих снаружи полисахаридные концы. Взаимодействие гормона со «своим» рецептором снаружи вызывает изменение структуры интегрального белка, что приводит к запусканию клеточного ответа. В частности, такой ответ может проявиться в образовании «каналов», по которым растворы некоторых веществ поступают в клетку или выводятся из нее.
Одна из важных функций мембраны - обеспечение контактов между клетками в составе тканей и органов.
Цитоплазма – это внутреннее содержимое клетки, включающее все элементы клетки, входящие в состав клетки, за исключением ядра и оболочки.
Цитоплазма (от цито... и плазма), термин «цитоплазма» предложен Э. Страсбургером (1882).
Отграниченная от внешней среды плазматической мембраной, цитоплазма представляет собой внутреннюю полужидкую среду клеток В цитоплазме эукариотических клеток располагаются ядро и различные органоиды.
Ядро располагается в центральной части цитоплазмы. В ней сосредоточены и разнообразные включения - продукты клеточной деятельности, вакуоли, а также мельчайшие трубочки и нити, образующие скелет клетки.
Объем цитоплазмы у разных клеток неодинаков: в лимфоцитах он примерно равен объему ядра, а в клетках печени цитоплазма составляет 94% общего объема клетки.
Формально в цитоплазме различают три части:
А органеллы,
Б включения
В гиалоплазма.
Органеллы — обязательные для любой клетки компоненты, без которых клетка не может поддерживать свое существование. Выделяют виды органелл: мембранные и немембранные.
К мембранным относят: Одномембранныеорганеллы вакуолярной системы:
- эндоплазматический ретикулюм,
- лизосомы,
-аппарат Гольджи,
-пероксисомы,
Двухмембранные органеллы —
- митохондрии,
- пластиды,
Общим свойством мембранных органелл является то, что они построены из липопротеидных мембран, замыкающихся сами на себя, так, что образуют замкнутые полости и тем самым разделяют цитоплазму на группы функционально различных отсеков.
К немембранным органеллам принадлежат:
- рибосомы,
- центросомы животных клеток
- клеточный центр.
В цитоплазме находится ряд органоидов – постоянные, жизненно важные составные части клеток (митохондрии, клеточный центр….)и включений – непостоянные структуры цитоплазмы.
Включения встречаются не всегда и представляют собой отложения запасных веществ (гликоген, желток) или скопления продуктов метаболизма (пигменты, кристаллы солей в растениях).
Виды включений:
- плотные – гранулы,
- жидкие – вакуоли.
Различают пищеварительные и сократительные (пульсирующие) вакуоли, регулирующие осмотическое давление и служащие для выведения из организма продуктов распада. Вакуоли представляют собой наполненные жидкостью мембранные мешочки. Мембрана вакуоли растительной клетки – тонопласт,а содержимое – клеточный сок,в котором находятся запасные питательные вещества, растворы пигментов, отходы жизнедеятельности, ферменты и яды. Вакуоли растений участвуют в создании осмотического давления клетки.
Цитоплазма создает условия для осуществления физиологических реакций клетки и протекания биохимических процессов – буферность, которая позволяет клетке осуществлять свою жизнедеятельность и поддерживает внутреннее постоянство среды при изменениях внешних условий и постоянное движение – осуществляется связь между органоидами.
Гиалоплазма (от «hуаlinе» — прозрачный) — это основная плазма, цитозоль, истинная внутренняя среда клетки. Состав гиалоплазмы весьма сложен, а консистенция приближается к гелю.
Гели — структурированные коллоидные системы с жидкой дисперсной средой, которые под воздействием внешних или внутренних факторов могут менять свое агрегатное состояние и переходить в более жидкую фазу — золь. Подобные гель-золь переходы могут происходить в цитоплазме под влиянием белка актина, причем меняется ее состояние в различных участках клетки, что и обеспечивает движение всей клетки. При взаимодействии фибриллярного актина с белками типа фибрина происходит стабилизация геля, а при связывании с белками, активность которых зависит от концентрации ионов Са (например, гельзолин), вся система переходит в жидкое состояние.
Выраженность элементов клеточного скелета, и актинового его компонента в том числе, может значительно меняться в течение клеточного цикла.
Гиалоплазма (основная плазма, матрикс цитоплазмы или цитозоль) – основное вещество цитоплазмы, заполняющее пространство между клеточными органеллами.
Рис.Три основных вида волокон цитоскелета.
-29-
Рис.Трабекулярная сеть гиалоплазмы. / —трабекулярные нити,2 —микротрубочка,3—полисомы, 4 — клеточная мембрана, 5 — эндоплазматический ретикулум, 6 – митохондрия, 7 - микрофиламенты.
Гиалоплазма содержит около 90% воды и различные белки, аминокислоты, нуклеотиды, жирные кислоты, ионы неорганических соединений, другие вещества. Крупные молекулы белка образуют коллоидный раствор, который может переходить
из золя (невязкое состояние) в гель (вязкий). В гиалоплазме протекают ферментативные реакции, метаболические процессы (гликолиз), синтез аминокислот, жирных кислот. На рибосомах, свободно лежащих в цитоплазме,
происходит синтез белков.
Гиалоплазма содержит множество белковых филаментов (нитей), пронизывающих цитоплазму и образующих цитоскелет. В клетках животных организатором цитоскелета является область, расположенная рядом с ядром, содержащая пору центриолей (рис. 25, 26).
Цитоскелет определяет форму клеток, обеспечивает движение цитоплазмы, называемое циклозом.
Функциональное значение гиалоплазмы очень велико.
В гиалоплазме, кроме различных ионов неорганических соединений, содержатся ферменты, участвующие в синтезе аминокислот, нуклеотидов, жирных кислот, сахаров. На рибосомах и полирибосомах, сидящих на мембранах, синтезируются разнообразные белки, обеспечивающие клеточный метаболизм.
Клеточное ядро.
Это важнейшая составная часть клетки. Оно содержит ДНК, т.е. гены и выполняет две функции:
1. Хранение и воспроизведение генетической информации,
2. Регуляция процессов обмена веществ, протекающих в клетке.
Ядро (клеточное ядро) обязательная часть клетки у многих одноклеточных и всех многоклеточных организмов. Размеры от 1 мкм (у некоторых простейших) до 1 мм (в яйцах некоторых рыб и земноводных). Термин «ядро» (лат. nucleus) впервые применил Р. Броун в 1833 году, когда описывал шарообразные структуры, наблюдаемые им в клетках растений.
Строение ядра.
Ядро окружено оболочкой, состоящей из двух мембран. Наружная покрыта
рибосомами, внутренняя – гладкая.
Выросты внешней ядерной мембраны соединены с каналами эндоплазматической сети.
Обмен веществ осуществляется 2 способами:
1. Через многочисленные поры в ядерной оболочке,
2. Вещества из ядра в цитоплазму и обратно могут попадать вследствие отшнуровывания впячиваний и выростов ядерной оболочки.
Содержимое ядра:
1. Ядерный сок – кариоплазма.
2. Хроматин,
3. Ядрышко
В состав ядерного сока входят белки, ферменты, нуклеотиды, аминокислоты.
Хроматин – это глыбки, гранулы, сетевидные структуры ядра. Содержит ДНК, белки и представляет собой спирализованные и уплотненные участки хромосомы. Форма хромосом зависит от положения первичной перетяжки – центромеры – область, к которой во время деления клетки прикрепляются нити веретена деления.
Хромосомы(от хромо... и греч. soma — тело) - структурные элементы ядра клетки, содержащие ДНК, в которой заключена наследственная информация организма.
В хромосомах в линейном порядке расположены гены. Самоудвоение и закономерное распределение хромосом по дочерним клеткам при клеточном делении обеспечивает передачу наследственных свойств организма от поколения к поколению. В виде четких структур хромосомы различимы (при микроскопе) только во время деления клеток. Каждая хромосома имеет специфическую форму, размер. В клетках организмов с недифференцированным ядром (бактерии) имеется одиночная двуспиральная молекула ДНК, нередко называемая хромосомой.
Расположение центромеры делит хромосому на два плеча и этим определяются типы хромосом:
1. равноплечие – с плечами равной или почти равной длины.
2. неравноплечие – с плечами неравной длины,
3. палочковидные – с одним длинным и вторым очень коротким плечом.
Основные закономерности хромосомной теории:
1.Во всех соматических клетках любого растительного или животного организма число хромосом одинаково,
2.Половые клетки всегда содержат вдвое меньше хромосом, чем соматические клетки данного вида организма,
3.У всех организмов, относящихся к одному виду, число хромосом в клетках одинаково.
Дата добавления: 2020-10-14; просмотров: 377;