Клетъчно ниво
Цитологията е наука за клетката.
Цитологични методи
Светлинна микроскопия
Преминаването на светлинни лъчи през обекта на изследване. Увеличение от 2-3 хиляди пъти. Изследването на общия план на структурата на клетката и нейните органели, чийто размер е по-малък от 200 nm. Използването на багрила, които селективно оцветяват отделни органели или техните компоненти. Методът на интравитално изследване на клетките ви позволява да изучавате определени процеси на жизнената активност на клетките
Електронна микроскопия
Преминаването на поток от електрони през обект. Изследването на структурата на клетката и нейните органели при увеличение от 500 хиляди пъти или повече. Методът на сканиращата (сканиращата) електронна микроскопия позволява да се изследва структурата на повърхността на клетките и отделните органели. В този случай електронният поток не преминава през обекта на изследване, а се отразява от повърхността му.
Метод на етикетиран атом
Въвеждането на вещества с радиоактивни изотопи в клетката. Методът позволява да се проследи миграцията на веществата в клетката, техните трансформации, да се открие локализацията и характера на биохимичните процеси.
Основи на клетъчната теория
1. Клетката е универсална структурна и функционална единица на живите.
2. Всички клетки имат сходна структура, химичен състав и общи принципи на живот.
3. Клетките се образуват само когато клетките, които ги предхождат, се делят.
4. Клетките са способни на самостоятелен живот, но в многоклетъчните организми тяхната работа е координирана, такъв организъм е интегрална система.
Клетъчни органели
Компоненти на еукариотни клетки
Цитоплазмената мембрана се състои от двоен слой липиди. Включен всъставът на протеините (интегрални протеини, които проникват през цялата дебелина на мембраната), полуинтегрални (проникват половината от липидния двуслой от едната или другата страна) и периферни (на повърхността на мембраната).
Функции:
1. Бариера (отделя клетката от околната среда)
2. Регулаторни (регулиране на метаболизма и енергията с външната среда)
3. Транспорт (транспорт на вещества от клетката и в клетката)
4. Механичен (осигурява автономност на вътреклетъчните структури, връзка с други клетки)
5. Рецептор (специален комплекс е разположен върху мембраната на животински клетки, който разпознава околните клетки според системата "приятел или враг")
Цитоплазма - вътрешната среда на клетката, която включва органични и неорганични вещества и вода.
Функции:
1. Комбиниране на всички клетъчни култури, осигуряване на тяхното биохимично взаимодействие
2. Движение на различни вещества, включвания, органели
3. Поддържане на вътрешното налягане на клетката
Ядро
Заобиколен от двойна мембрана, пробита от множество пори.
Състои се от вътрешна матрица (кариоплазма), нуклеоли (РНК, протеини) и хроматин (ДНК, протеини), вградени в нея.
Функции:
1. Съхраняване, предаване и внедряване на наследствена информация
2. Регулиране на метаболитните процеси в клетката
4. Сглобяване на рибозома
Рибозома
Немембранните структури се състоят от две субединици - голяма и малка. Те се състоят от РНК и протеини, свободни или свързани с ER.
Функции:
1. Синтез на протеини от аминокиселини според дадена матрица на базата на генетична информация, предоставена от информационна РНК.
Ендоплазмен ретикулум (ендоплазмен ретикулум)
Едномембранен органел. Това е разклонена система от плоски кухини, везикули и тубули, заобиколени от мембрана. Тя може да бъде гладка и грапава (на мембраната има рибозоми).
Функции:
1. Синтез на протеин (грубо ER)
2. Синтез на липиди и стероиди (гладък ER)
3. Натрупване и транспорт на синтезирани вещества
Клетъчен център
немембранен органел. Състои се от две центриоли и центросфера. Съдържа протеини, въглехидрати, ДНК, РНК, липиди.
Функции:
1. Участие в клетъчното делене (формиране на делителното вретено)
2. Участие в образуването на флагели и реснички
Цитоскелет
Протеинов компонент, който прониква в цялата клетка. Състои се от микрофиламенти и микротубули.
Функции:
1. Механична рамка
2. Осигуряване на комуникация между мембраната и органелите
3. Действат като "релси" за транспортиране на органели
Апарат на Голджи (комплекс)
структура с една мембрана. Представлява цистерни торбички, система от мехурчета, разположени близо до ядрото.
Функции:
1. Модифициране на протеини
2. Участие в екскрецията на веществата, синтезирани в EPS
3. Образуване на лизозоми
Лизозоми
Едномембранни органели. Те са мехурчета, които могат да приемат различни форми и да разграждат ензими.
Функции:
1. Смилане на веществата
2. Разделяне на мъртви части от клетката
3. Участие във фагоцитозата
Митохондрии
двойни мембранни органели. Вътрешната мембрана образува гънки - кристи (за увеличаване на повърхността). Те имат своя собствена кръгова ДНК и голям брой ензими.
Функции:
1. Окисляване на органичнивещества
3. Съхранение на енергия
4. Синтез на собствени протеини
Пластиди
Двумембранни структури на растителни клетки. Те имат своя собствена кръгова ДНК. Съдържа грана и тилакоиди.
Функции:
2. Привличайте ярко оцветени животни за опрашване и разпръскване на семена
3. Образуването на нишесте от глюкоза и натрупването му в органите за съхранение на растенията (левкопласти)
Вакуоли
Едномембранни органели. Пълен с течност. Животните имат: контрактилни, храносмилателни, фагоцитни вакуоли. При растенията вакуолите са големи, пълни с клетъчен сок.
Функции:
1. Натрупване на йони и поддържане на тургора в растенията
2. Съхранение на вода
3. Вътреклетъчно храносмилане
4. Натрупване на плодови клетъчни пигменти, хранителни вещества, соли и др. Вещества
5. Отстраняване на разпадните продукти от тялото (контрактилни вакуоли)
Връзката между структурата и функциите на частите и органелите на клетката е в основата на нейната цялост
Клетката е сложен комплекс от относително изолирани компоненти със специфични функции и структура. Клетъчните компоненти тясно взаимодействат помежду си, образувайки единна неделима структурна и функционална система.
Наследствената информация на еукариотната клетка е концентрирана главно в ядрото. В ядрото върху ДНК се осъществява синтеза на информационни РНК, които се транспортират (синтезират) в цитоплазмата с участието на рибозоми. Протеините, синтезирани от рибозомите на грапавия ендоплазмен ретикулум, се транспортират от ER до комплекса на Голджи, където претърпяват модификация. От комплекса на Голджи в състава на везикулите протеините се доставят до различни органели, както и до плазмолемата. При обединяваневезикулата с плазмалемата отделя протеина от клетката в междуклетъчното пространство.
Всички клетъчни мембрани се синтезират от ендоплазмения ретикулум. След това мембранният материал се разпространява в клетката в посока: EPR → комплекс на Голджи → други компоненти на мембраната (органели, плазмалема).
Енергийното снабдяване на всички енергозависими процеси в клетката се осъществява благодарение на функционалната активност на митохондриите, а в растенията също и на хлоропластите.
Прилики и разлики между ДНК и РНК
Превозни средства
Пасивен транспорт
Пасивният транспорт възниква поради разликата в концентрациите на вещества от двете страни на мембраната: веществата проникват в клетката през определени области или пори без разход на енергия
Активен транспорт
Активният транспорт на вещества е свързан с енергийни разходи. Неговият източник може да бъде или енергията, освободена по време на разделянето на молекулите на АТФ, или разликата в концентрацията на йони, която възниква от двете страни на мембраната. Веществата се движат с участието на мобилни протеини-носители или чрез промяна на конфигурацията на вътрешните протеини
Ендо- и екзоцитоза
Способността за абсорбиране (ендоцитоза) или изхвърляне (екзоцитоза) на големи молекули или частици, които са съставени от много молекули. Разновидности на ендоцитозата са фагоцитоза и пиноцитоза. Фагоцитозата е активното усвояване на микроскопични твърди обекти. Пиноцитозата е улавянето и абсорбирането на течности от клетката заедно с разтворените в тях съединения.
Източници: "Биология в схеми, термини, таблици" M.V. Железняк, Г.Н. Дерипаско, Изд. "Феникс"
Биология 100 най-важни теми V.Yu. Джамеев 2016 г