Строение и функции клетки

Для всех клеток характерно

Окружены мембраной
Протоплазма – содержимое клетки в густой жидкости

Типы клеток

Прокариотическая
Эукариотическая

Прокариотическая клетка

Первичный тип клеток на Земле
Тип клеток бактерий и архей

Нет окруженного мембраной ядра
Нуклеоид = область концентрации ДНК
Нет мембранных органелл

Прокариотическая клетка

Эукариотическая клетка

Ядро окружено мембраной
Много органелл, в том числе мембранных
Грибы, протисты, растения,

Основу ПАК всех клеток представляет наружная клеточная мембрана или плазмалеммой.

Поверхностный аппарат

Цитоплазматическая мембрана (плазмолемма)

Окружает содержимое клетки
Двойной слой
(бислой)
фосфолипидов
и белков

Фосфолипиды

Полярные
Гидрофильная «голова»
Гидрофобный «хвост»

Жидкостно-мозаичная модель

Схема строения элементарной мембраны жидкостно-мозаичная: фосфолипиды составляют жидкокристаллический каркас, а

Молекулы белков мозаично встроены в бимолекулярный слой липидов.
Периферические белки -

Надмембранный комплекс

С внешней стороны животной клетки к липидам и молекулам белков плазмалеммы

Оболочка растительных клеток

Растительная клетка, как и животная, окружена цитоплазматической мембраной, поверх

Оболочки клеток грибов и бактерий

Клеточная стенка большинства бактерий в основном состоит

Трансмембранный транспорт

Очень небольшое количество молекул свободно проходит сквозь мембрану
Вода, углекислый газ,

Пассивный транспорт
Активный транспорт
Эндоцитоз
Экзоцитоз

Пассивный транспорт

Не требует энергозатрат
Движение по градиенту
Разница концентрации, давления, заряда
Движение от высокого

Виды пассивного транспорта

1. Диффузия
2. Осмос
3. Опосредованная диффузия

Диффузия

Молекулы движутся для уравнивания концентраций

Осмос

Жидкость поступает из менее концентрированного раствора
Часто представляет собой движение воды
В клетку
Из

Различные типы растворов и клетки

Гипотонический раствор
В клетке концентрация выше
Жидкость пойдет В

Опосредованная диффузия

Избирательная проницаемость мембраны
Каналы (специфические) помогают молекулам и ионам проходить в

Опосредованная диффузия

Белок соединяется с молекулой
Форма белка изменяется
Молекула преодолевает мембрану

Активный транспорт

Требует энергии (против градиента)
Тоже белковый
Пример - натрий-калиевый насос

Эндоцитоз

Поглощение крупных объектов
Твердые частицы
Организмы
Крупные молекулы
Типы эндоцитоза:
неспецифический
специфический (рецепторно-определенный)

Эндоцитоз

Впячивание мембраны
Мембрана окружает объект, края смыкаются
Формируется везикула

Эндоцитоз

Фагоцитоз – захват твердых частиц, организмов - клетка «ест»
Пиноцитоз – захват

Экзоцитоз

Обратный процесс – выделение из клетки

Присущ клеткам эукариот. Включает переферическую гиалоплазму и элементы цитоскелета.

Подмембранный комплекс

Цитоскелет

Филаменты и волокна
Из 3 типов волокон
микрофиламенты
микротрубочки
Промежуточные филаменты
3 функции:
механическая поддержка

A = actin, IF = intermediate filament, MT = microtubule

Жгутики и реснички

Органеллы движения клетки, в основ структуры которых – цитоскелет

Строение жгутиков и ресничек

Пары микротрубочек
Мембрана

Функции ПАК

1) барьерная (отграничение внутреннего содержимого клетки);
2) структурная (придание определенной формы клеткам в

Функции ПАК

4) регуляторно-транспортная - регуляция избирательной проницаемости для различных веществ
5) адгезивная

Функции ПАК

6) рецепторная (за счет работы периферических белков мембраны). Существуют неспецифические рецепторы,

Функции ПАК

7) электрогенная (изменение электрического потенциала поверхности клетки за счет перераспределения ионов

Функции ПАК

9) моторная, двигательная

Функции мембраны

10) способствует компартментализации — подразделению содержимого клетки на отдельные ячейки,

Цитоплазма

Вязкая жидкость, содержашая органеллы
компоненты цитоплазмы:
Взаимосвязанные филаменты и волокна
Жидкость (цитозоль)
Органеллы
запасные

Органеллы клетки

Немембранные

Рибосомы
Постоянные элементы цитоскелета –– клеточный центр, жгутики, реснички

Рибосомы

РНК-белковые комплексы из 2-х субъединиц, присоединяющиеся к матричной РНК и осуществляющие

Отличия рибосом прокариот и эукариот

Функциональные участки рибосом

Р – пептидильный участок для пептидил-тРНК
А – аминоацильный участок

Рибосомы

1 — малая субъединица;
2 — иРНК;
3 — тРНК;
4 — аминокислота;
5 — большая субьединица
6 — мембрана ЭПР
7 — синтезируемая полипептидная цепь.

Клеточный центр

Центриоли

Парные структуры из микротрубочек – есть у животных и простейших, нет

Жгутики и реснички

Органеллы движения клетки
Реснички
короткие
Способствуют перемещению среды вдоль внешней поверхности

Ядро

Хранение генетического материала
Управление клеточными процессами
Обычно одно, редко несколько, еще реже -

Ядро

Хромосомы

ДНК эукариот существует в виде линейных молекул ДНК, ассоциированных с

Ядрышко

Синтез РНК
Формирование рибосом

Эндомембранная система

Эндоплазматический ретикулум (сеть)

Сеть взаимосвязанных мембран
Функции:
система каналов - транспорт в-в
синтез
запасание и секреция
Два

Гладкий ЭПР

Синтез липидов и углеводов

Шероховатый ЭПР

К поверхности крепятся рибосомы
Синтез протеинов

Аппарат Гольджи

Сеть цистерн и пузырьков
Внутренний (ближе к ядру и ЭПР)

Vesicle
budding
from rough
endoplasmic
reticulum

Fusion
of vesicle
with Golgi
apparatus

Migrating
transport
vesicle

Protein

Proteins

Transport
vesicle

Golgi
apparatus

Cisternae

Ribosome

trans face

cis face

Copyright © The McGraw-Hill Companies,

Cytoplasm

Phagocytosis

Food
vesicle

Golgi
apparatus

Lysosomes

Plasma
membrane

Digestion of
phagocytized
food particles
or cells

Endoplasmic
reticulum

Transport
vesicle

Old or damaged
organelle

Breakdown
of old
organelle

Extracellular
fluid

Copyright © The McGraw-Hill

Везикулы

Транспортные везикулы - транспортируют вещества
Лизосомы- содержат пищеварительные ферменты.
Пероксисомы – реакции окисления.
Синаптические везикулы находятся

Лизосомы

Содержат пищеварительные ферменты
Функции
Помощь в обновлении клетки
Разрушение и утилизация старых частей

Вакуоли

Окруженные мембраной полости
Более выражены у растений
Могут содержать
Воду
Пищу
Отходы
Функции
запасание
осморегуляция
выделение

Митохондрии

Двойная мембрана
Собственная ДНК

Митохондрия

Разрушение молекул «топлива» (клеточное дыхание)
Глюкозы
Жирных кислот
Запасание энергии
АТФ

См. Метаболизм клетки

Пластиды

Хлоропласты

Двойная мембрана
Стопки внутренних мембран - тилакоиды

Фотосинтез

У эукариот происходит в хлоропластах
Синтез глюкозы

См. Метаболизм клетки

Возникновение мембранных органелл:
теория эндосимбиоза: митохондрии и пластиды – мелкие прокариоты-симбионты

Аргументы в пользу эндосимбиотического происхождения митохондрий и пластид:
Сходство мембранных структур и

Возникновение ядра (min 4 теории)

Происхождение ядра:
1) прямая эволюция – окружение