Biologie: celule. Structura, funcția, funcțiile

Biologia celulară este, în general, cunoscută fiecărui curriculum școlar. Vă sugerăm să vă amintiți ce ați învățat odată și, de asemenea, să descoperiți ceva nou despre asta. Numele "cușcă" a fost propus înapoi în 1665 de către englezul R. Hooke. Cu toate acestea, până în secolul al XIX-lea a început să fie studiată sistematic. Oamenii de știință au fost interesați, printre altele, și rolul celulelor în organism. Ele pot fi într-o varietate de organe și organisme diferite (ouă, bacterii, nervi, eritrocite) sau pot fi organisme independente (protozoare). În ciuda diversității lor, în funcțiile și structura lor există multe în comun.

Funcțiile celulare

Toate acestea sunt diferite în formă și adesea în funcție. Pot diferi destul de puternic și de celule ale țesuturilor și organelor unui organism. Cu toate acestea, biologia celulei distinge funcțiile care sunt inerente în toate soiurile lor. Aici se desfășoară întotdeauna sinteza proteinelor. Acest proces este controlat de aparatul genetic. O celulă care nu sintetizează proteine ​​este în esență moartă. O celulă vie este cea a cărei componente sunt în continuă schimbare. Cu toate acestea, principalele clase de substanțe rămân neschimbate.

Toate procesele din celulă sunt efectuate cu ajutorul energiei. Această hrană, respirație, reproducere, metabolism. Prin urmare, o celulă vie este caracterizată de faptul că schimbul de energie are loc în ea tot timpul. Fiecare dintre ele are proprietatea comună cea mai importantă - capacitatea de a stoca energie și de a-și petrece. Printre alte funcții se poate observa diviziunea și iritabilitatea.

Toate celulele vii pot reacționa la schimbări chimice sau fizice în mediul înconjurător. Această proprietate se numește excitabilitate sau iritabilitate. În celule, atunci când este excitat, rata de descompunere a substanțelor și biosinteza, temperatura, consumul de oxigen se modifică. În această stare, ei îndeplinesc funcțiile specifice lor.

Structura celulei

Structura sa este destul de complicată, deși este considerată a fi cea mai simplă formă de viață într-o astfel de știință, cum ar fi biologia. Celulele sunt localizate în substanța intercelulară. Îi asigură respirație, hrană și rezistență mecanică. Nucleul și citoplasma sunt principalele componente ale fiecărei celule. Fiecare dintre ele este acoperită cu o membrană, elementul de construcție pentru care este o moleculă. Biologia a stabilit că membrana constă dintr-o multitudine de molecule. Ele sunt aranjate în mai multe straturi. Datorită membranei, substanțele penetrează selectiv. În citoplasmă sunt organoizii - cele mai mici structuri. Acestea sunt reticulul endoplasmic, mitocondriile, ribozomii, centrul celulelor, complexul Golgi, lizozomii. Veți înțelege mai bine cum arată celulele, după ce ați studiat desenele prezentate în acest articol.

membrană

Când se analizează celule de plante într-un microscop (de exemplu, rădăcina unui arc), puteți vedea că este înconjurată de o cochilie destul de groasă. Calmarul are un axon gigantic, a cărui cochilie are o natură complet diferită. Cu toate acestea, ea nu decide ce substanțe ar trebui sau nu ar trebui să fie permise în axon. Funcția membranei celulare este că este un mijloc suplimentar de protecție a celularului membrană. Membrana numite "celule de zid cetate". Cu toate acestea, acest lucru este valabil numai în sensul că protejează și protejează conținutul său.

Ambele membrane și conținutul interior al fiecărei celule constau în mod obișnuit din aceiași atomi. Vorbim despre carbon, hidrogen, oxigen și azot. Acești atomi sunt la începutul tabelului periodic. Membrana este o sită moleculară, foarte mică (grosimea acesteia este de 10 mii de ori mai mică decât grosimea părului). Porii lui se aseamănă cu pasaje lungi înguste făcute în zidul cetății unui oraș medieval. Lățimea și înălțimea lor sunt de 10 ori mai mici decât lungimea. În plus, găurile din această sită sunt foarte rare. În unele celule, porii ocupă doar o milionime din întreaga suprafață a membranei.

miez

Biologia celulară este, de asemenea, interesantă din punct de vedere al nucleului. Aceasta este cea mai mare organelle, prima care atrage atenția oamenilor de știință. În 1981, nucleul celular a fost descoperit de Robert Brown, un om de știință scoțian. Acest organelle este un fel de sistem cibernetic, în cazul în care stocarea, prelucrarea, și apoi se transferă în citoplasmă, volumul care este foarte mare. Nucleul este foarte important în procesul de ereditate, în care acesta joacă rolul principal. În plus, efectuează funcția de regenerare, adică poate restabili integritatea întregului corp al celulei. Acest organoid reglează toate cele mai importante funcții celulare. În ceea ce privește forma nucleului, cel mai adesea este sferic și, de asemenea, ovoid. Cromatina este cea mai importantă componentă a acestui organoid. Este o substanță bine colorată de vopselele nucleare speciale.

O dublă membrană separă nucleul de citoplasmă. Această membrană este asociată cu complexul Golgi și cu reticulul endoplasmatic. Pe membrana nucleară există pori prin care trece ușor unele substanțe, în timp ce alții o fac mai dificilă. Astfel, permeabilitatea sa este selectivă.

Sucul nuclear este conținutul interior al miezului. El umple spațiul dintre structurile sale. Nucleul (unul sau mai multe) sunt în mod necesar prezente în nucleu. Formează ribozomi. Există o relație directă între dimensiunea nucleolilor și activitatea celulei: nucleoli sunt cu atât mai mare cu cât este mai activă biosinteza proteinei- și, dimpotrivă, în celule cu sinteză limitată ele sunt fie complet absente, fie mici.

Există cromozomi în nucleu. Acestea sunt formațiuni speciale cu filet. În plus față de sex, în nucleu celular Există 46 de cromozomi în corpul uman. Acestea conțin informații despre predispozițiile ereditare ale organismului, care sunt transmise puilor.

Celulele au de obicei un nucleu, dar există și celule multi-nucleare (în mușchi, în ficat etc.). Dacă eliminați nucleul, părțile rămase ale celulei devin inofensive.

citoplasma

Citoplasma este o masă semilichidă mucus incoloră. Conține aproximativ 75-85% apă, circa 10-12% din aminoacizi si proteine, 4-6% hidrați de carbon, de la 2 până la 3% lipide și grăsimi, și 1% și alte substanțe anorganice.

Conținutul celulei, care se află în citoplasmă, se poate mișca. Datorită acestui fapt, organele sunt plasate optim, iar reacțiile biochimice se desfășoară mai bine, la fel ca și procesul de separare a produselor metabolice. Diferite formațiuni sunt reprezentate în stratul citoplasmatic: ieșiri superficiale, flageluri, cilia. Citoplasma este pătrată de un sistem reticular (vacuolar) constând din saculete aplatizate, vezicule, tubule care comunică între ele. Acestea sunt legate de exterior o membrană plasmatică.

Reticulul endoplasmatic

Acest organoid a fost numit astfel deoarece este situat în partea centrală a citoplasmei (din limba greacă cuvântul "endon" este tradus ca "înăuntru"). EPS - un sistem foarte înstrăinat de bule, tubule, tubuli de diferite forme și mărimi. Sunt separați de ei celuloză celulară membrane.

Există două tipuri de EPS. Primul este granular, care constă din cisterne și tubule, a căror suprafață este împrăștiată cu granule (granule). Cel de-al doilea tip de EPS este agranular, adică neted. Marginile sunt ribozomi. Este curios că în celulele embrionilor de animale se observă EPS în esență granular, în timp ce în formele adulte este de obicei agranular. După cum se știe, ribozomii sunt locul de sinteză a proteinelor în citoplasmă. Continuând de aici, se poate presupune că EPS granular este în principal în celulele în care apare sinteza proteică activă. Se consideră că rețeaua agranulară este reprezentată în principal în acele celule unde are loc sinteza lipidică activă, adică, grăsimi și diverse substanțe asemănătoare grăsimilor.

Ambele tipuri de EPS nu participă doar la sinteza substanțelor organice. Aici, aceste substanțe se acumulează, precum și se transportă în locurile necesare. EPS, de asemenea, reglementează metabolismul care se produce între mediu și celulă.

ribozomi

Acestea sunt organele celulare non-membrane. Acestea constau în proteine ​​și acid ribonucleic. Aceste părți ale celulei nu sunt încă pe deplin înțelese din punct de vedere al structurii interne. Într-un microscop electronic, ribozomii arata ca niște granule asemănătoare ciupercilor sau rotunjite. Fiecare dintre ele este împărțită într-o mică și o mare parte (subunități) cu ajutorul unei caneluri. Mai multe ribozomi sunt adesea combinate cu o catenă de ARN special (acid ribonucleic), numită i-RNA (informație). Datorită acestor organoizi, moleculele de proteine ​​sunt sintetizate din aminoacizi.

Complexul Golgi

Produsele de biosinteză intră în lumenul tubulilor și al cavităților EPS. Aici sunt concentrate într-un aparat special numit complexul Golgi (în figura de mai sus este desemnat ca complex golgi). Acest dispozitiv este aproape de nucleu. El ia parte la transferul de produse biosintetice, care sunt livrate la suprafața celulei. De asemenea, complexul Golgi participă la îndepărtarea lor din celulă, în formarea lizozomilor și așa mai departe.

Acest organoid a fost descoperit de Camilio Golgi, un citolog italian (ani de viață - 1844-1926). În cinstea lui în 1898 a fost numit aparatul Golgi (complex). Proteinele produse în ribozomi intră în această organelle. Atunci când sunt necesare de către o altă organelle, o parte din aparatul Golgi este separată. Astfel, proteina este transportată în locația dorită.

lizozomi

Spunând despre aspectul celulelor și ce organele sunt incluse în compoziția lor, este necesar să menționăm și despre lizozomi. Ele au o formă ovală, sunt înconjurate de o membrană cu un singur strat. În lizozomi, există un set de enzime care distrug proteine, lipide, carbohidrați. Dacă membrana lizozomală este deteriorată, enzimele se descompun și distrug conținutul din interiorul celulei. Ca rezultat, ea moare.

Centrul celular

Se găsește în celule care sunt capabile să se împartă. Centrul celular este alcătuit din două centrioli (corpusculi sub formă de tije). Fiind în apropierea complexului Golgi și a nucleului, participă la procesul de formare a axului divizării diviziunea celulară.

mitocondriile

Organoizii energetici includ mitocondriile (prezentate mai sus) și cloroplastele. Mitochondria reprezintă stațiile unice de energie ale fiecărei celule. În ele, energia este extrasă din nutrienți. Mitochondria are o formă variabilă, dar cel mai adesea acestea sunt granule sau filamente. Numărul și mărimea acestora sunt nestatornice. Depinde de ce este activitatea funcțională a unei celule.

Dacă luați în considerare o micrografie electronică, puteți vedea că mitocondriile au două membrane: interiorul și exteriorul. Formele interioare se dezvoltă (cristae), căptușite cu enzime. Datorită prezenței cristei, suprafața totală a mitocondriilor crește. Acest lucru este important pentru activitatea enzimelor să fie activă.

În mitocondrii, oamenii de știință au descoperit ribozomi specifici și ADN. Acest lucru permite acestor organoizi să se multiplice independent în procesul de diviziune celulară.

cloroplaste

În ceea ce privește cloroplastele, în formă este un disc sau o bilă, care are o coajă dublă (interioară și exterioară). În interiorul acestui organoid există, de asemenea, ribozomi, ADN și granule - formațiuni speciale de membrană, conectate atât la membrana interioară cât și la celelalte. Clorofila este localizată în membranele granului. Datorită acesteia, energia soarelui se transformă în energie chimică a adenozin trifosfatului (ATP). În cloroplaste, se utilizează pentru a sintetiza carbohidrații (formați din apă și dioxid de carbon).

Sunt de acord că informațiile prezentate mai sus trebuie cunoscute nu numai pentru a trece un test de biologie. O celulă este materialul de construcție al cărui corp este construit. Și toată natura vie este un set complex de celule. După cum puteți vedea, există multe componente în ele. La prima vedere poate părea că studierea structurii celulei nu este o sarcină ușoară. Cu toate acestea, dacă înțelegeți, acest subiect nu este atât de complicat. Este necesar să o cunoaștem pentru a înțelege bine o astfel de știință ca biologia. Compoziția celulei este una dintre temele sale fundamentale.