La struttura di una conclusione di cellula animale. Organelli cellulari: loro struttura e funzioni. Struttura della membrana cellulare

Agli albori dello sviluppo della vita sulla Terra, tutte le forme cellulari erano rappresentate da batteri. Assorbivano attraverso la superficie del corpo le sostanze organiche disciolte nell'oceano primordiale.

Nel tempo alcuni batteri si sono adattati per produrre sostanze organiche a partire da quelle inorganiche. Per fare questo, hanno usato l'energia della luce solare. Sorse il primo sistema ecologico in cui questi organismi erano produttori. Di conseguenza, l'ossigeno rilasciato da questi organismi è apparso nell'atmosfera terrestre. Con il suo aiuto, puoi ottenere molta più energia dallo stesso cibo e utilizzare l'energia aggiuntiva per complicare la struttura del corpo: dividere il corpo in parti.

Una delle conquiste più importanti della vita è la separazione del nucleo e del citoplasma. Il nucleo contiene informazioni ereditarie. Una speciale membrana attorno al nucleo ha permesso di proteggerlo da danni accidentali. Secondo necessità, il citoplasma riceve comandi dal nucleo che dirigono la vita e lo sviluppo della cellula.

Gli organismi in cui il nucleo è separato dal citoplasma hanno formato il superregno nucleare (questi includono piante, funghi e animali).

Pertanto, la cellula, la base dell'organizzazione di piante e animali, è nata e si è sviluppata nel corso dell'evoluzione biologica.

Anche ad occhio nudo, o meglio ancora sotto una lente d'ingrandimento, puoi vedere che la polpa di un'anguria matura è costituita da chicchi, o granelli, molto piccoli. Queste sono le cellule, i più piccoli "mattoni" che compongono i corpi di tutti gli organismi viventi, comprese le piante.

La vita di una pianta è svolta dall'attività combinata delle sue cellule, creando un unico insieme. Con la multicellularità delle parti vegetali, esiste una differenziazione fisiologica delle loro funzioni, una specializzazione di varie cellule a seconda della loro posizione nel corpo vegetale.

Una cellula vegetale differisce da una cellula animale in quanto ha una membrana densa che copre il contenuto interno su tutti i lati. La cellula non è piatta (come viene solitamente raffigurata), molto probabilmente assomiglia a una bolla molto piccola piena di contenuto mucoso.

Struttura e funzioni di una cellula vegetale

Consideriamo una cellula come un'unità strutturale e funzionale di un organismo. L'esterno della cellula è ricoperto da una densa parete cellulare, nella quale sono presenti sezioni più sottili chiamate pori. Sotto di esso c'è una pellicola molto sottile - una membrana che copre il contenuto della cellula - il citoplasma. Nel citoplasma ci sono cavità: vacuoli pieni di linfa cellulare. Al centro della cellula o vicino alla parete cellulare c'è un corpo denso: un nucleo con un nucleolo. Il nucleo è separato dal citoplasma dall'involucro nucleare. Piccoli corpi chiamati plastidi sono distribuiti in tutto il citoplasma.

Struttura di una cellula vegetale

Struttura e funzioni degli organelli cellulari vegetali

Organoide	Disegno	Descrizione	Funzione	Peculiarità
Parete cellulare o membrana plasmatica		Incolore, trasparente e molto resistente	Fa passare le sostanze dentro e fuori la cellula.	La membrana cellulare è semipermeabile
Citoplasma		Sostanza viscosa densa	Tutte le altre parti della cellula si trovano al suo interno	È in costante movimento
Nucleo (parte importante della cellula)		Rotondo o ovale	Assicura il trasferimento delle proprietà ereditarie alle cellule figlie durante la divisione	Parte centrale della cellula
		Di forma sferica o irregolare	Partecipa alla sintesi proteica
		Un serbatoio separato dal citoplasma da una membrana. Contiene linfa cellulare	Risparmia nutrienti e prodotti di scarto che la cellula non ha bisogno di accumulare.	Man mano che la cellula cresce, i piccoli vacuoli si fondono in un unico grande vacuolo (centrale).
Plastidi		Cloroplasti	Usano l'energia luminosa del sole e creano organico da inorganico	La forma di dischi delimitati dal citoplasma da una doppia membrana
		Cromoplasti	Formato a seguito dell'accumulo di carotenoidi	Giallo, arancione o marrone
		Leucoplasti	Plastidi incolori
Membrana nucleare		È costituito da due membrane (esterna e interna) con pori	Separa il nucleo dal citoplasma	Permette lo scambio tra nucleo e citoplasma

La parte vivente della cellula è un sistema strutturato, ordinato e legato alla membrana di biopolimeri e strutture di membrana interna coinvolte in una serie di processi metabolici ed energetici che mantengono e riproducono l'intero sistema nel suo insieme.

Una caratteristica importante è che la cellula non ha membrane aperte con estremità libere. Le membrane cellulari limitano sempre le cavità o le aree, chiudendole su tutti i lati.

Schema generalizzato moderno di una cellula vegetale

Plasmalemma(membrana cellulare esterna) è una pellicola ultramicroscopica spessa 7,5 nm, costituita da proteine, fosfolipidi e acqua. Questo è un film molto elastico che è ben bagnato dall'acqua e ripristina rapidamente l'integrità dopo il danneggiamento. Ha una struttura universale, cioè tipica di tutte le membrane biologiche. Nelle cellule vegetali, all'esterno della membrana cellulare è presente una forte parete cellulare che crea supporto esterno e mantiene la forma della cellula. È costituito da fibra (cellulosa), un polisaccaride insolubile in acqua.

Plasmodesmi cellule vegetali, sono tubuli submicroscopici che penetrano nelle membrane e sono rivestiti da una membrana plasmatica, che passa così da una cellula all'altra senza interruzioni. Con il loro aiuto, avviene la circolazione intercellulare di soluzioni contenenti nutrienti organici. Trasmettono anche biopotenziali e altre informazioni.

Porami chiamate aperture nella membrana secondaria, dove le cellule sono separate solo dalla membrana primaria e dalla lamina mediana. Le aree della membrana primaria e della piastra centrale che separano i pori adiacenti delle cellule adiacenti sono chiamate membrana dei pori o pellicola di chiusura dei pori. La pellicola di chiusura del poro è perforata da tubuli plasmodesmici, ma nei pori di solito non si forma un foro passante. I pori facilitano il trasporto di acqua e soluti da cellula a cellula. I pori si formano nelle pareti delle cellule vicine, solitamente una di fronte all'altra.

Membrana cellulare ha un guscio ben definito, relativamente spesso di natura polisaccaridica. Il guscio di una cellula vegetale è un prodotto dell'attività del citoplasma. Alla sua formazione partecipano attivamente l'apparato del Golgi e il reticolo endoplasmatico.

Struttura della membrana cellulare

La base del citoplasma è la sua matrice, o ialoplasma, un complesso sistema colloidale incolore, otticamente trasparente, capace di transizioni reversibili dal sol al gel. Il ruolo più importante dell'ialoplasma è quello di unire tutte le strutture cellulari in un unico sistema e garantire l'interazione tra loro nei processi del metabolismo cellulare.

Ialoplasma(o matrice citoplasmatica) costituisce l'ambiente interno della cellula. È costituito da acqua e vari biopolimeri (proteine, acidi nucleici, polisaccaridi, lipidi), di cui la parte principale è costituita da proteine ​​di varia specificità chimica e funzionale. Lo ialoplasma contiene anche aminoacidi, monosaccaridi, nucleotidi e altre sostanze a basso peso molecolare.

I biopolimeri formano con l'acqua un mezzo colloidale che, a seconda delle condizioni, può essere denso (sotto forma di gel) o più liquido (sotto forma di sol), sia in tutto il citoplasma che nelle sue singole sezioni. Nell'ialoplasma sono localizzati vari organelli e inclusioni che interagiscono tra loro e con l'ambiente ialoplasma. Inoltre, la loro posizione è spesso specifica per determinati tipi di cellule. Attraverso la membrana bilipidica, lo ialoplasma interagisce con l'ambiente extracellulare. Di conseguenza, l'ialoplasma è un ambiente dinamico e svolge un ruolo importante nel funzionamento dei singoli organelli e nella vita delle cellule in generale.

Formazioni citoplasmatiche - organelli

Gli organelli (organelli) sono componenti strutturali del citoplasma. Hanno una certa forma e dimensione e sono strutture citoplasmatiche obbligatorie della cellula. Se sono assenti o danneggiati, la cellula solitamente perde la capacità di continuare ad esistere. Molti organelli sono capaci di dividersi e autoriprodursi. Le loro dimensioni sono così piccole che possono essere viste solo con un microscopio elettronico.

Nucleo

Il nucleo è l'organello più prominente e solitamente il più grande della cellula. Fu esplorato per la prima volta in dettaglio da Robert Brown nel 1831. Il nucleo fornisce le più importanti funzioni metaboliche e genetiche della cellula. Ha una forma abbastanza variabile: può essere sferico, ovale, lobato o lenticolare.

Il nucleo svolge un ruolo significativo nella vita della cellula. Una cellula dalla quale è stato rimosso il nucleo non secerne più una membrana e smette di crescere e sintetizzare sostanze. I prodotti del decadimento e della distruzione si intensificano in esso, a seguito dei quali muore rapidamente. La formazione di un nuovo nucleo dal citoplasma non avviene. I nuovi nuclei si formano solo dividendo o schiacciando quello vecchio.

Il contenuto interno del nucleo è la cariolinfa (succo nucleare), che riempie lo spazio tra le strutture del nucleo. Contiene uno o più nucleoli, nonché un numero significativo di molecole di DNA collegate a proteine ​​specifiche: gli istoni.

Struttura centrale

Nucleolo

Il nucleolo, come il citoplasma, contiene prevalentemente RNA e proteine ​​specifiche. La sua funzione più importante è quella di formare ribosomi, che effettuano la sintesi delle proteine ​​nella cellula.

Apparato del Golgi

L'apparato del Golgi è un organello universalmente distribuito in tutti i tipi di cellule eucariotiche. È un sistema a più livelli di sacche a membrana piatta, che si addensano lungo la periferia e formano processi vescicolari. Nella maggior parte dei casi si trova vicino al nucleo.

Apparato del Golgi

L'apparato di Golgi comprende necessariamente un sistema di piccole vescicole (vescicole), che si staccano da cisterne ispessite (dischi) e si trovano lungo la periferia di questa struttura. Queste vescicole svolgono il ruolo di sistema di trasporto intracellulare per granuli di settore specifici e possono servire come fonte di lisosomi cellulari.

Le funzioni dell'apparato di Golgi consistono anche nell'accumulo, separazione e rilascio all'esterno della cellula con l'ausilio di vescicole di prodotti di sintesi intracellulare, prodotti di decadimento e sostanze tossiche. I prodotti dell'attività sintetica della cellula, così come varie sostanze che entrano nella cellula dall'ambiente attraverso i canali del reticolo endoplasmatico, vengono trasportati nell'apparato del Golgi, si accumulano in questo organello e quindi sotto forma di goccioline o grani entrano nel citoplasma e vengono utilizzati dalla cellula stessa o escreti all'esterno. Nelle cellule vegetali, l'apparato del Golgi contiene enzimi per la sintesi dei polisaccaridi e il materiale polisaccaridico stesso, che viene utilizzato per costruire la parete cellulare. Si ritiene che sia coinvolto nella formazione dei vacuoli. L'apparato di Golgi prende il nome dallo scienziato italiano Camillo Golgi, che lo scoprì per primo nel 1897.

Lisosomi

I lisosomi sono piccole vescicole delimitate da una membrana la cui funzione principale è effettuare la digestione intracellulare. L'utilizzo dell'apparato lisosomiale avviene durante la germinazione del seme di una pianta (idrolisi dei nutrienti di riserva).

Struttura di un lisosoma

Microtubuli

I microtubuli sono strutture membranose, supramolecolari costituite da globuli proteici disposti in file a spirale o diritte. I microtubuli svolgono una funzione prevalentemente meccanica (motoria), garantendo la mobilità e la contrattilità degli organelli cellulari. Situati nel citoplasma, conferiscono alla cellula una certa forma e garantiscono la stabilità della disposizione spaziale degli organelli. I microtubuli facilitano il movimento degli organelli verso luoghi determinati dai bisogni fisiologici della cellula. Un numero significativo di queste strutture si trova nel plasmalemma, vicino alla membrana cellulare, dove partecipano alla formazione e all'orientamento delle microfibrille di cellulosa delle pareti cellulari delle piante.

Struttura dei microtubuli

Vacùolo

Il vacuolo è il componente più importante delle cellule vegetali. È una sorta di cavità (serbatoio) nella massa del citoplasma, riempita con una soluzione acquosa di sali minerali, amminoacidi, acidi organici, pigmenti, carboidrati e separata dal citoplasma da una membrana vacuolare - il tonoplasto.

Il citoplasma riempie l'intera cavità interna solo nelle cellule vegetali più giovani. Man mano che la cellula cresce, la disposizione spaziale della massa inizialmente continua di citoplasma cambia in modo significativo: compaiono piccoli vacuoli pieni di linfa cellulare e l'intera massa diventa spugnosa. Con l'ulteriore crescita cellulare, i singoli vacuoli si uniscono, spingendo gli strati del citoplasma verso la periferia, a seguito della quale la cellula formata di solito contiene un grande vacuolo e il citoplasma con tutti gli organelli si trova vicino alla membrana.

I composti organici e minerali idrosolubili dei vacuoli determinano le corrispondenti proprietà osmotiche delle cellule viventi. Questa soluzione di una certa concentrazione è una sorta di pompa osmotica per la penetrazione controllata nella cellula e il rilascio da essa di acqua, ioni e molecole di metaboliti.

In combinazione con lo strato citoplasmatico e le sue membrane, caratterizzate da proprietà semipermeabili, il vacuolo forma un efficace sistema osmotico. Determinati osmoticamente sono indicatori di cellule vegetali viventi come potenziale osmotico, forza di aspirazione e pressione di turgore.

Struttura del vacuolo

Plastidi

I plastidi sono gli organelli citoplasmatici più grandi (dopo il nucleo), inerenti solo alle cellule degli organismi vegetali. Non si trovano solo nei funghi. I plastidi svolgono un ruolo importante nel metabolismo. Sono separati dal citoplasma da un guscio a doppia membrana e alcuni tipi hanno un sistema di membrane interne ben sviluppato e ordinato. Tutti i plastidi hanno la stessa origine.

Cloroplasti- i plastidi più comuni e funzionalmente più importanti degli organismi fotoautotrofi che svolgono processi fotosintetici, portando infine alla formazione di sostanze organiche e al rilascio di ossigeno libero. I cloroplasti delle piante superiori hanno una struttura interna complessa.

Struttura del cloroplasto

Le dimensioni dei cloroplasti nelle diverse piante non sono le stesse, ma in media il loro diametro è di 4-6 micron. I cloroplasti sono in grado di muoversi sotto l'influenza del movimento del citoplasma. Inoltre, sotto l'influenza dell'illuminazione, si osserva il movimento attivo dei cloroplasti di tipo ameboide verso la sorgente luminosa.

La clorofilla è la sostanza principale dei cloroplasti. Grazie alla clorofilla le piante verdi sono in grado di utilizzare l'energia luminosa.

Leucoplasti(plastidi incolori) sono corpi citoplasmatici chiaramente definiti. Le loro dimensioni sono leggermente più piccole delle dimensioni dei cloroplasti. Anche la loro forma è più uniforme, avvicinandosi a quella sferica.

Struttura del leucoplasto

Si trova nelle cellule epidermiche, nei tuberi e nei rizomi. Quando illuminati, si trasformano molto rapidamente in cloroplasti con un corrispondente cambiamento nella struttura interna. I leucoplasti contengono enzimi con l'aiuto dei quali l'amido viene sintetizzato dal glucosio in eccesso formato durante la fotosintesi, la maggior parte dei quali viene depositata nei tessuti o negli organi di deposito (tuberi, rizomi, semi) sotto forma di granuli di amido. In alcune piante i grassi si depositano nei leucoplasti. La funzione di riserva dei leucoplasti si manifesta occasionalmente nella formazione di proteine ​​di riserva sotto forma di cristalli o inclusioni amorfe.

Cromoplasti nella maggior parte dei casi sono derivati ​​​​dei cloroplasti, occasionalmente - leucoplasti.

Struttura cromoplastica

La maturazione della rosa canina, del peperone e del pomodoro è accompagnata dalla trasformazione dei cloroplasti o leucoplasti delle cellule della polpa in plastidi caratinoidi. Questi ultimi contengono prevalentemente pigmenti plastidi gialli - carotenoidi, che, una volta maturi, vengono sintetizzati intensamente in essi, formando goccioline lipidiche colorate, globuli solidi o cristalli. In questo caso, la clorofilla viene distrutta.

Mitocondri

I mitocondri sono organelli caratteristici della maggior parte delle cellule vegetali. Hanno una forma variabile di bastoncini, grani e fili. Scoperto nel 1894 da R. Altman utilizzando un microscopio ottico e la struttura interna fu studiata successivamente utilizzando un microscopio elettronico.

La struttura dei mitocondri

I mitocondri hanno una struttura a doppia membrana. La membrana esterna è liscia, quella interna forma escrescenze di varie forme: tubi nelle cellule vegetali. Lo spazio all'interno del mitocondrio è pieno di contenuto semiliquido (matrice), che comprende enzimi, proteine, lipidi, sali di calcio e magnesio, vitamine, nonché RNA, DNA e ribosomi. Il complesso enzimatico dei mitocondri accelera il meccanismo complesso e interconnesso delle reazioni biochimiche che portano alla formazione di ATP. In questi organelli, le cellule ricevono energia: l'energia dei legami chimici dei nutrienti viene convertita in legami ad alta energia di ATP nel processo di respirazione cellulare. È nei mitocondri che avviene la scomposizione enzimatica di carboidrati, acidi grassi e aminoacidi con il rilascio di energia e la sua successiva conversione in energia ATP. L'energia accumulata viene spesa nei processi di crescita, in nuove sintesi, ecc. I mitocondri si moltiplicano per divisione e vivono per circa 10 giorni, dopodiché vengono distrutti.

Reticolo endoplasmatico

Il reticolo endoplasmatico è una rete di canali, tubi, vescicole e cisterne situate all'interno del citoplasma. Scoperto nel 1945 dallo scienziato inglese K. Porter, è un sistema di membrane a struttura ultramicroscopica.

Struttura del reticolo endoplasmatico

L'intera rete è unita in un unico insieme con la membrana cellulare esterna dell'involucro nucleare. Esistono ER lisci e ruvidi, che trasportano ribosomi. Sulle membrane del RE liscio sono presenti sistemi enzimatici coinvolti nel metabolismo dei grassi e dei carboidrati. Questo tipo di membrana predomina nelle cellule seme ricche di sostanze di deposito (proteine, carboidrati, oli), i ribosomi sono attaccati alla membrana granulare dell'EPS e durante la sintesi di una molecola proteica, la catena polipeptidica con ribosomi è immersa nel canale dell'EPS. Le funzioni del reticolo endoplasmatico sono le più diverse: trasporto di sostanze sia all'interno della cellula che tra cellule vicine; divisione di una cellula in sezioni separate in cui avvengono contemporaneamente vari processi fisiologici e reazioni chimiche.

Ribosomi

I ribosomi sono organelli cellulari non dotati di membrana. Ogni ribosoma è costituito da due particelle di dimensioni non identiche e che possono essere divise in due frammenti, che continuano a mantenere la capacità di sintetizzare proteine ​​dopo essersi combinati in un ribosoma intero.

Struttura ribosomiale

I ribosomi sono sintetizzati nel nucleo, quindi lo lasciano, spostandosi nel citoplasma, dove sono attaccati alla superficie esterna delle membrane del reticolo endoplasmatico o si trovano liberamente. A seconda del tipo di proteina sintetizzata, i ribosomi possono funzionare da soli o essere combinati in complessi: i poliribosomi.

La struttura degli animali, come tutti gli altri organismi, è basata sulla cellula. È un sistema complesso, i cui componenti sono interconnessi attraverso varie reazioni biochimiche. La struttura esatta di una particolare cellula dipende dalle funzioni che svolge nel corpo.

Le cellule delle piante, degli animali e dei funghi (tutti gli eucarioti) hanno un piano strutturale generale. Hanno una membrana cellulare, un nucleo con un nucleolo, mitocondri, ribosomi, un reticolo endoplasmatico e una serie di altri organelli e altre strutture. Tuttavia, nonostante le loro somiglianze, le cellule animali hanno caratteristiche proprie che le distinguono sia dalle cellule vegetali che dai funghi.

Sono coperte solo le cellule animali membrana cellulare. Non hanno né una parete cellulare di cellulosa (come le piante) né una parete cellulare chitinosa (come i funghi). La parete cellulare è rigida. Pertanto, da un lato fornisce una sorta di scheletro esterno (sostegno) alla cellula, ma dall'altro non consente alle cellule vegetali e fungine di assorbire sostanze per cattura (fagocitosi e pinocitosi). Li succhiano. Le cellule animali sono capaci di questo metodo di nutrizione. La membrana cellulare è elastica, il che consente di modificare in una certa misura la forma della cellula.

Le cellule animali sono generalmente più piccole delle cellule vegetali e fungine.

Citoplasma- Questo è il contenuto liquido interno della cella. È viscoso perché è una soluzione di sostanze. Il movimento costante del citoplasma garantisce il movimento di sostanze e componenti cellulari. Ciò favorisce il verificarsi di varie reazioni chimiche.

Il posto centrale nella cellula animale è occupato da uno grande nucleo. Il nucleo ha una propria membrana (involucro nucleare), che separa il suo contenuto dal contenuto del citoplasma. La membrana nucleare ha pori attraverso i quali avviene il trasporto di sostanze e strutture cellulari. All'interno del nucleo c'è il succo nucleare (la sua composizione è leggermente diversa dal citoplasma), nucleolo E cromosomi. Quando una cellula si divide, i cromosomi si arricciano e possono essere visti al microscopio ottico. In una cellula che non si divide, i cromosomi sono filiformi. Sono in "condizioni di lavoro". In questo momento sintetizzano vari tipi di RNA, che successivamente assicurano la sintesi delle proteine. I cromosomi immagazzinano informazioni genetiche. Questo è un codice la cui implementazione determina l'attività vitale della cellula; viene anche trasmesso alle cellule figlie quando la cellula madre si divide.

Anche i mitocondri, il reticolo endoplasmatico (ER) e il complesso del Golgi hanno un involucro di membrana. IN mitocondri Avviene la sintesi dell’ATP (acido adenosina trifosforico). Una grande quantità di energia è immagazzinata nelle sue connessioni. Quando questa energia è necessaria per la vita della cellula, l’ATP verrà gradualmente scomposto per rilasciare energia. SU EPS si trovano spesso ribosomi, su di essi avviene la sintesi proteica. Attraverso i canali EPS avviene il deflusso di proteine, grassi e carboidrati Complesso di Golgi, dove queste sostanze si accumulano e vengono poi rilasciate sotto forma di goccioline circondate da una membrana, a seconda delle necessità.

I ribosomi non hanno membrane. I ribosomi sono uno dei componenti più antichi della cellula, poiché li possiedono i batteri. A differenza degli eucarioti, le cellule batteriche non hanno vere e proprie strutture di membrana.

In una cellula animale c'è lisosomi, che contengono sostanze che scompongono la materia organica assorbita dalla cellula.

A differenza di una cellula vegetale, una cellula animale non ha plastidi, compresi i cloroplasti. Di conseguenza, la cellula animale non è capace di nutrizione autotrofa, ma si nutre eterotrofa.

Nella cellula animale ci sono centrioli (centro della cellula), che assicurano la formazione del fuso e la divergenza dei cromosomi durante la divisione cellulare. Una cellula vegetale non ha una struttura cellulare del genere.

Tutti gli organismi viventi hanno una struttura cellulare in gran parte simile. Tuttavia, le cellule dei diversi regni della vita hanno le proprie caratteristiche. Pertanto, le cellule batteriche non hanno nuclei, ma le cellule vegetali hanno una parete cellulare rigida di cellulosa e cloroplasti. Anche la struttura delle cellule animali ha le sue caratteristiche.

Molto spesso, le cellule animali sono più piccole delle cellule vegetali. Hanno una forma molto diversa. La forma e la struttura di una cellula animale dipendono dalle funzioni che svolge. Gli animali complessi hanno corpi costituiti da molti tessuti. Ogni tessuto è costituito dalle proprie cellule, che hanno le proprie caratteristiche strutturali caratteristiche. Ma nonostante tutta la diversità, è possibile identificare caratteristiche comuni nella struttura di tutte le cellule animali.

Il contenuto di una cellula animale è limitato solo dall'ambiente esterno membrana cellulare. È elastico, quindi molte cellule hanno una forma irregolare e possono modificarla leggermente. La membrana ha una struttura complessa; è composta da due strati. La membrana cellulare è responsabile del trasporto selettivo delle sostanze dentro e fuori la cellula.

All'interno di una cellula animale c'è il citoplasma, un nucleo, organelli, ribosomi, varie inclusioni, ecc. Citoplasmaè un liquido viscoso in costante movimento. Il movimento del citoplasma contribuisce al verificarsi di varie reazioni chimiche nella cellula, cioè al metabolismo.

Una cellula vegetale adulta ha un grande vacuolo centrale. Non esiste un tale vacuolo in una cellula animale. Tuttavia, nelle cellule animali sono piccole vacuoli. Possono contenere nutrienti per la cellula o prodotti di scarto che devono essere rimossi.

La struttura di una cellula animale differisce da una cellula vegetale in quanto in una cellula animale ce n'è abbastanza grande nucleo solitamente situato al centro (e nelle piante è spostato per la presenza di un grande vacuolo centrale). All'interno del nucleo è contenuto il succo nucleare e contiene anche nucleolo E cromosomi. I cromosomi contengono informazioni ereditarie che, una volta divise, vengono trasmesse alle cellule figlie. Controllano anche il funzionamento delle cellule stesse.

Il nucleo ha una propria membrana che separa il suo contenuto dal citoplasma. Oltre al nucleo, il citoplasma della cellula contiene altre strutture che hanno le proprie membrane. Queste strutture sono chiamate organelli cellulari o, in altre parole, organelli cellulari. In una cellula animale normale, oltre al nucleo, sono presenti i seguenti organelli: mitocondri, reticolo endoplasmatico (RE), apparato di Golgi, lisosomi.

Mitocondri- queste sono le stazioni energetiche della cellula. In essi si forma ATP: una sostanza organica e successivamente, quando scomposta, viene rilasciata molta energia, che garantisce il flusso dei processi vitali nella cellula. All'interno dei mitocondri ci sono molte pieghe: creste.

Reticolo endoplasmaticoè costituito da numerosi canali attraverso i quali vengono trasportate le proteine ​​sintetizzate nella cellula e altre sostanze. Attraverso i canali dell'EPS le sostanze entrano nel Apparato del Golgi, che è più pronunciato nelle cellule animali che in quelle vegetali. Nell'apparato del Golgi, che è un complesso di tubuli, si accumulano sostanze. Inoltre, se necessario, verranno utilizzati nella gabbia. Inoltre, la sintesi di grassi e carboidrati avviene sulla membrana dell'apparato di Golgi per costruire tutte le membrane cellulari.

IN lisosomi contiene sostanze che scompongono proteine, grassi e carboidrati non necessari e dannosi per la cellula.

Oltre agli organelli circondati da una membrana, le cellule animali hanno strutture non di membrana: i ribosomi e il centro cellulare. I ribosomi si trovano nelle cellule di tutti gli organismi, non solo negli animali. Ma le piante non hanno un centro cellulare.

Ribosomi localizzati in gruppi sul reticolo endoplasmatico. L'EPS ricoperto di ribosomi è detto ruvido. Senza ribosomi, il RE è chiamato liscio. La sintesi proteica avviene sui ribosomi.

Centro cellulareè costituito da una coppia di corpi cilindrici. Ad un certo punto, questi corpi creano una sorta di fuso di fissione, che contribuisce alla corretta segregazione dei cromosomi durante la divisione cellulare.

Cellulare inclusione sono varie gocce e grani costituiti da proteine, grassi e carboidrati. Sono costantemente presenti nel citoplasma della cellula e partecipano al metabolismo.

2.4. Principi di organizzazione strutturale e funzionale della cellula di un organismo animale multicellulare 2.4.1. Compartimentazione intracellulare strutturale-funzionale-metabolica. Membrana biologica. Metodi di compartimentazione senza membrana L'ordine del contenuto di una cellula eucariotica e dei processi che si verificano in essa è ottenuto da compartimentazione, cioè dividendo il suo volume in compartimenti o “cellule” che differiscono per composizione chimica, principalmente enzimatica. La compartimentazione fornisce la separazione spaziale e/o l'isolamento di sostanze e processi (funzioni) nella cellula. Il concetto di compartimento si estende all'intero organello (mitocondrio) o parte di esso (la membrana interna del mitocondrio o lo spazio da essa limitato - la matrice mitocondriale). A volte il nucleo è isolato come compartimento indipendente di una cellula eucariotica. Ruolo membrane biologiche nella compartimentazione del volume delle cellule eucariotiche è evidente (Fig. 2-4). Le membrane di diversi compartimenti differiscono nell'organizzazione chimica (composizione lipidica e proteica, insieme di molecole associate). Ciò raggiunge la loro specializzazione funzionale. Riso. 2-4. Compartimentazione del volume cellulare mediante membrane. Le membrane svolgono le seguenti funzioni: delimitare (barriera), mantenere la forma e preservare il contenuto della struttura (cellula o organello), organizzare l'interfaccia tra le fasi acquose idrofile e non acquose idrofobe e, quindi, posizionare selettivamente i corrispondenti sistemi enzimatici nel volume delle cellule. Le membrane stesse, per la presenza di sostanze grasse (lipidi), formano nella cellula una fase idrofobica per trasformazioni chimiche in ambiente non acquoso. Generalmente accettato modello di mosaico liquido organizzazione molecolare della membrana biologica (Fig. 2-5). La base strutturale della membrana è Doppio O strato bimolecolare (doppio strato) lipidi. I lipidi di membrana sono polari. Le loro molecole hanno regioni idrofobiche, una di fronte all'altra e all'interno della membrana nel doppio strato, e idrofile "esterne". Il doppio strato lipidico ha la capacità di autochiudersi eliminando i bordi liberi, cosa che determina la capacità delle membrane di ripristinare la continuità quando danneggiate. La stessa proprietà è alla base della formazione di vescicole con ripristino della continuità della membrana cellulare dopo l'assorbimento da parte della cellula ( endocitosi) particelle solide ( fagocitosi) e porzioni liquide ( pinocitosi), così come quando una cellula ghiandolare secerne secrezioni ( esocitosi). In termini di stato di aggregazione, il doppio strato lipidico assomiglia a un liquido: le molecole lipidiche si muovono liberamente all’interno del “loro” monostrato. Riso. 2-5. Modello a mosaico liquido dell'organizzazione molecolare di una membrana biologica. La diversità delle funzioni delle membrane biologiche è associata alla diversità delle proteine ​​di membrana. Evidenziare integrante E periferica proteine ​​di membrana. I primi penetrano nella membrana o sono parzialmente immersi nel doppio strato lipidico, i secondi si trovano sulla superficie della membrana. Questa struttura ci consente di considerare la membrana come una formazione di mosaico liquido: “iceberg” e “banchi di ghiaccio” proteici “galleggiano” in un “mare” bidimensionale di lipidi. Il meccanismo di membrana della compartimentazione del volume cellulare non è l'unico. Famiglia conosciuta enzimi autocompartimentali - proteasi (peptidasi), partecipando alla degradazione extralisosomiale delle proteine. Nelle celle sono “nascosti”. proteasomi(Fig. 2-6). Si tratta di aggregati eteroproteici multimerici di forma “cilindrica”, formati per autoassemblaggio. Le proteasi in esse occupano la zona interna e le proteine ​​\u200b\u200b"conduttori" o le proteine ​​​​si trovano all'esterno. accompagnatori(vedi anche 2.4.4.4-d). La funzione di quest'ultimo comprende l'identificazione (rilevamento) delle proteine ​​soggette a scissione proteolitica e la loro “ammissione” nel proteasoma alle proteasi. È noto che i proteasomi mediano la degradazione della ciclina B nell'anafase della mitosi. In combinazione con la corrispondente chinasi ciclina-dipendente, la proteina nominata partecipa alla regolazione del passaggio della cellula attraverso il ciclo mitotico (vedi 3.1.1.1). Riso. 2-6. Complesso del proteasoma (proteasi autocompartimentalizzanti). 2.4.2. Membrana cellulare Le cellule, come strutture discrete, sono separate dall'ambiente circostante da una membrana. La base membrana cellulare (plasmalemma) costituisce la membrana. Adiacente alla membrana dall'interno corticale (corticale) strato citoplasma (0,1–0,5 µm), privo di ribosomi e vescicole, ma ricco strutture citoscheletriche- microtubuli e microfilamenti contenenti proteine ​​contrattili. La presenza di tali proteine ​​determina la partecipazione di queste strutture funzione motoria(movimento ameboide). Le proteine ​​delle formazioni citoscheletriche sono associate alle proteine ​​integrali di membrana (vedi 2.4.1). L'esterno della membrana cellulare è coperto glicocalice(10–20 nm). Si basa su complessi di proteine ​​con carboidrati ( glicoproteine), grassi ( lipoproteine) e grassi con carboidrati ( glicolipidi). Le regioni proteiche e lipidiche dei complessi si trovano all'interno della membrana o in connessione con essa, mentre le regioni carboidratiche vengono “spinte in avanti” nella membrana. matrice extracellulare(ambiente extracellulare o pericellulare - insieme al sangue e alla linfa, parte dell'ambiente interno del corpo). Questa struttura del plasmalemma garantisce l'interazione selettiva delle cellule tra loro, nonché con i fattori dell'ambiente interno del corpo. Tra questi fattori un ruolo importante spetta a molecole segnalatrici (ligandi). Le proteine ​​della parete cellulare, che sono bersagli per le molecole di segnalazione, costituiscono una famiglia proteine ​​recettrici O recettori. Come risultato della loro interazione con le molecole segnale, complesso ligando-recettore, che si attiva via di segnalazione intracellulare (segnalazione). In questo modo si ottiene la reazione necessaria delle cellule bersaglio: i geni vengono attivati ​​e, di conseguenza, si formano le proteine ​​necessarie e vengono avviati i processi vitali necessari: cambia l'intensità del metabolismo energetico, viene avviata la proliferazione cellulare, la differenziazione e l'apoptosi. Questa famiglia comprende, in particolare, recettori adrenergici, interagendo con un ligando come l'adrenalina, l'ormone midollare del surrene (Fig. 2-7). L'adrenalina come molecola di segnalazione svolge la funzione messaggero extracellulare primario(Inglese, messaggero- messaggero, messaggero, intermediario; qui e sotto - un agente che fornisce un segnale a una cellula o trasmette al suo interno, inducendo una determinata azione o cambiamento di stato). Il risultante complesso ormone-recettore innesca una via di segnalazione intracellulare, a partire da proteina trasformatrice(famiglia G -proteine). Attivato G-proteina (non mostrata in Fig. 2-7) trasmette un segnale all'enzima adenilato ciclasi con formazione da ATP adenosina monofosfato ciclico (campo). L'ultimo come secondo messaggero intracellulare attiva l'enzima proteina chinasi, catalizzante fosforilazione altri enzimi. Dopo essere passati attraverso la fosforilazione in uno stato funzionalmente attivo, questi enzimi forniscono metabolico O risposta diversa. La sequenza di eventi descritta corrisponde, ad esempio, ad una situazione in cui un animale si trova in condizioni estreme ed è costretto a combattere o a fuggire (“gatto - cane”). La risposta adeguata in questo caso è il rilascio di glucosio dalle cellule del fegato nel sangue con l'attivazione della degradazione del glicogeno nei muscoli, che risolve il problema della copertura dei maggiori costi energetici. In altri casi, la formazione del complesso adrenalina-adrenorecettore e, successivamente, del cAMP porta all'attivazione di promotori che innescano la trascrizione di geni cAMP-inducibili (cAMP-dipendenti) con la formazione delle corrispondenti proteine. Riso. 2-7. Regolazione ormonale dell'attività cellulare con la partecipazione dei recettori della membrana plasmatica. La risposta della cellula alle molecole di segnalazione (ligandi) dipende dalla presenza di una proteina recettore nel plasmalemma, e il contenuto della risposta cellulare dipende dal tipo di recettore, dalla via di segnalazione attivata e/o dal tipo di cellula. G Le proteine ​​attivano la formazione non solo di cAMP, ma anche di altri messaggeri secondari, quali guanosina monofosfato ciclico (cGMP), ossido nitrico ( NO), ioni Ca2+, diacilglicerolo lipidico (DAG). Alcune vie di segnalazione intracellulare vengono attivate dai recettori della membrana plasmatica senza la partecipazione di secondi messaggeri. Ci sono esempi in cui una molecola di segnalazione (ligando), in particolare gli ormoni sessuali femminili, ad esempio l'estradiolo e/o il progesterone, interagiscono non con il recettore della membrana plasmatica, ma con il recettore citoplasmatico (intracellulare) (vedere 2.4.3.1 e Fig. .2-9). Le interazioni ligando-recettore rappresentano un elemento chiave comunicazione intercellulare, senza il quale la vita di un essere vivente multicellulare è impossibile. L'ambiente intercellulare (pericellulare) funge anche da fonte per le cellule di sostanze precursori plastiche necessarie per varie sintesi. In esso vengono secreti molti prodotti del metabolismo intracellulare, che vengono poi escreti dal corpo. Da un punto di vista medico, è importante che l'ambiente pericellulare (intercellulare) possa contenere prodotti tossici che hanno un effetto negativo sulle cellule. In senso stretto, agente tossico qualsiasi sostanza diventa medicinale, che compaiono nel corpo in quantità inadeguate e/o nel posto sbagliato. Le proteine ​​delle membrane cellulari sono numerose e diverse: nel plasmalemma degli eritrociti, ad esempio, ce ne sono almeno 100. La classificazione di queste proteine ​​ha una base funzionale: le proteine ​​​​recettrici, di cui abbiamo parlato sopra, strutturali, di trasporto, che garantiscono le interazioni sia intercellulari che tra le cellule e l'ambiente pericellulare (matrice extracellulare) ecc. Proteine ​​strutturali del plasmalemma in interazione con le formazioni citoscheletriche, partecipano al mantenimento della forma cellulare, consentendone i cambiamenti reversibili. Nel garantire la forma dell'eritrocito (un disco biconcavo, che aumenta la superficie della cellula), un ruolo importante spetta alla proteina spettrina, le cui fibre formano un'ossatura perimembrana subplasmalemmale. Le mutazioni nel gene della spettrina si manifestano fenotipicamente nei cambiamenti nella forma dei globuli rossi e clinicamente nello sviluppo di malattie ereditarie del sangue rosso sferocitosi E ellissocitosi. Condizione necessaria per la vita delle cellule è il trasporto transmembrana delle sostanze, che deve essere selettivo e avere una velocità corrispondente alle esigenze metaboliche. Questi problemi vengono risolti grazie a sistemi di trasporto specializzati con la partecipazione di rappresentanti della famiglia proteine ​​di trasporto. La famiglia comprende, in particolare, canale del canale bianco V membrana dei globuli rossi, attraverso il quale gli ioni vengono scambiati secondo gradienti di concentrazione Cl- E HCO 3– tra plasma sanguigno e globuli rossi nei tessuti e nei polmoni. Molte proteine ​​della parete cellulare lo sono antigeni. La presenza di anticorpi monoclonali marcati con una “sonda” microscopicamente riconoscibile (colorante fluorescente), che forma un complesso esclusivamente con il “loro” antigene, consente di utilizzare proteine ​​antigeniche delle pareti cellulari come marcatori di un certo tipo di cellula (proteine CD 19 - contrassegno IN-linfociti umani), la loro posizione nella serie istogenetica (i marcatori antigenici delle cellule madri di tutti gli elementi cellulari del sangue periferico sono proteine CD 34 e CD 133, cellule della serie leucocitaria - CD 33, cellule della serie eritrocitaria - CD 36) o stato funzionale (protein CD 95 è coinvolto nella trasmissione del segnale alla cellula per l'apoptosi). Marcatori CD utilizzati a fini diagnostici e/o prognostici. Le cellule di tumori maligni di varie localizzazioni formano proteine ​​​​antigeniche specifiche: CD 24 è tipico delle cellule del cancro polmonare a piccole cellule, CD 87 - cancro al seno, all'intestino, alla prostata. Livello di sintesi CD 82 è correlato al tasso di metastasi delle cellule tumorali di un numero di tumori e alla loro presenza CD 9 è tipico del tasso ridotto di metastasi cellulari nel cancro al seno e nel melanoma. Educazione selettiva dei membri della famiglia CD osservato nelle malattie di natura non oncologica: ad esempio, in una delle forme di cirrosi epatica - biliare primaria - la sintesi è ridotta CD 26. Nonostante tutte le promesse della direzione scientifico-pratica in quanto tale, potenziale indicatore maggioranza marcatoriCD , specialmente in oncologia, dove attualmente è richiesto il massimo livello di responsabilità nei confronti del paziente sotto desiderato e non fornisce motivi indiscutibili rapporti diagnostici. 2.4.2.1. Polimorfismo macromolecolare: meccanismi e conseguenze funzionali Molte proteine ​​della parete cellulare sono caratterizzate dalla proprietà polifunzionalità macromolecolare. In un organismo multicellulare partecipano a vari eventi. La struttura di una cellula animale I meccanismi e le conseguenze di questo fenomeno sono illustrati dalla famiglia delle proteine CD 44. CD 44 - ampiamente espressi (sono formati da cellule ematopoietiche, T- E IN-linfociti, monociti, cheratinociti, fibroblasti, cellule endoteliali vascolari, epitelio colonnare del tratto gastrointestinale, epitelio transitorio della vescica) famiglia di isoforme (varianti) della molecola “base”. Membri della famiglia CD 44 - proteine ​​​​transmembrana. Caratteristica genetica CD 44 consiste nella presenza di due gruppi di esoni (per l'organizzazione dei geni esone-introne, vedere 2.4.5.5). Uno di questi (esoni 1–5 e 16–20 o S 1–10) codifica il cosiddetto stabile ( CD 44S), mentre l'altro (esoni 6–15 o v 1–10) la cosiddetta variabile ( CD 44v) isoforme proteiche. A livello post-trascrizionale, più di 1000 varianti di i(m)RNA si formano dal trascritto pre-i(m)RNA come risultato di splicing alternativo. Il polimorfismo delle isoforme e, di conseguenza, le proprietà delle proteine ​​risultanti vengono migliorati grazie ai cambiamenti post-traduzionali nelle molecole polipeptidiche1: la loro glicosilazione, nonché la complessazione delle subunità (polipeptidi) attraverso la polimerizzazione2. YDisposizione! Note della sottopagina. MS Y 1Quando si utilizzano le informazioni genetiche del DNA nella vita di una cellula, un ruolo importante è svolto dai processi post(post)trascrizionali e post(post)traduzionali, per cui il percorso da un gene a una proteina funzionante è solitamente lungo. Ciò spiega perché la ricerca genomica e quella proteomica (vedi 1.1) devono essere condotte di concerto. 2La polimerizzazione omo- o eterologa (di-, tri-, tetramerizzazione), consiste nella formazione di complessi sopramacromolecolari rispettivamente da subunità proteiche identiche o diverse (due, tre, quattro polipeptidi o proteine ​​semplici) è un meccanismo efficace per regolare le funzioni a livello il livello macromolecolare. In relazione ai membri della famiglia CD 44 promuove una maggiore affinità per alcuni ligandi. La polimerizzazione delle subunità proteiche può essere considerata come uno dei metodi di compartimentazione funzionale senza membrana dei processi intra ed extracellulari a livello macromolecolare. Polimorfismo molecolare CD 44 e una varietà di ligandi (acido ialuronico, collagene di tipo I e VI, un certo numero di proteine ​​intracellulari) spiegano il coinvolgimento della proteina CD 44 in moltissimi eventi. Si tratta del movimento (migrazione) e della metastasi delle cellule tumorali, dell'aggregazione (formazione di gruppi da parte delle cellule), dell'adesione (attaccamento, "adesione" delle cellule) e dell'attivazione (di solito l'attivazione cellulare significa proliferazione cellulare, cioè divisione mitotica) delle cellule linfoidi. , presentazione (presentazione) di fattori di crescita e citochine alle cellule, homing (inglese, casa- casa; qui, penetrazione selettiva delle cellule in una "nicchia tissutale" adatta) T-linfociti, il rilascio di leucociti dal letto vascolare, ad esempio, nel fuoco dell'infiammazione. Dostarynyzben bolisu:

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Tutte le cellule sono costituite da tre parti principali:

1. membrana cellulare (confina la cellula dall'ambiente);
2. citoplasma (costituisce il contenuto interno della cellula);
3. nucleo (nei procarioti - nucleoide) - contiene il materiale genetico della cellula.

Struttura della membrana cellulare

La base della membrana cellulare è membrana plasmatica (membrana cellulare esterna, plasmalemma)- una membrana biologica che limita il contenuto interno di una cellula dall'ambiente esterno.

Tutte le membrane biologiche sono un doppio strato di lipidi, le cui estremità idrofobiche sono rivolte verso l'interno e le teste idrofile rivolte verso l'esterno.

Oltre ai lipidi, la membrana comprende proteine: periferiche, sommerse (semi-integrali) e penetranti (integrali). Le proteine ​​periferiche sono adiacenti allo strato bilipidico dal lato interno o esterno, le proteine ​​semi-integrali sono parzialmente incorporate nella membrana, le proteine ​​integrali passano attraverso l'intero spessore della membrana.

Struttura della cellula animale

Le proteine ​​sono in grado di muoversi nel piano della membrana.

Le proteine ​​di membrana svolgono varie funzioni: trasporto di varie molecole; ricevere e convertire segnali dall'ambiente; mantenimento della struttura della membrana. La proprietà più importante delle membrane è la permeabilità selettiva.

Le membrane plasmatiche delle cellule animali hanno uno strato di glicocalice all'esterno, costituito da glicoproteine ​​e glicolipidi e che svolge funzioni di segnalazione e di recettore. Svolge un ruolo importante nel combinare le cellule nei tessuti.

Le membrane plasmatiche delle cellule vegetali sono ricoperte da una parete cellulare fatta di cellulosa. I pori nella parete consentono il passaggio di acqua e piccole molecole e la rigidità fornisce alla cellula supporto meccanico e protezione.

Funzioni della membrana cellulare

La membrana cellulare svolge le seguenti funzioni:

• determina e mantiene la forma cellulare;
• protegge la cellula dalle influenze meccaniche e dalla penetrazione di agenti biologici dannosi;
• delimita il contenuto interno della cella;
• regola il metabolismo tra cellula e ambiente, garantendo la costanza della composizione intracellulare;
• effettua il riconoscimento di molti segnali molecolari (ad esempio gli ormoni);
• partecipa alla formazione di contatti intercellulari e vari tipi di sporgenze specifiche del citoplasma (cilia, flagelli).

Meccanismi di penetrazione delle sostanze nelle cellule

C'è un costante scambio di sostanze tra la cellula e l'ambiente. Gli ioni e le piccole molecole vengono trasportati attraverso la membrana mediante trasporto passivo o attivo, le macromolecole e le particelle di grandi dimensioni mediante endocitosi ed esocitosi.

Modalità di trasferimento Direzione di trasferimento Sostanze trasferite Consumo energetico Descrizione della modalità

Diffusione: attraverso lo strato lipidico (trasporto passivo)	Per gradiente di concentrazione	O2, CO2, urea, etanolo	Nessun consumo energetico (processo passivo)	Piccole molecole neutre si diffondono tra le molecole lipidiche. Le sostanze idrofobe, di regola, si diffondono più velocemente di quelle idrofile. Gli ioni e le grandi molecole non possono attraversare il doppio strato lipidico
Diffusione: attraverso i pori delle proteine ​​(trasporto passivo)	Ioni (inclusi Ca2+, K+, Na+), acqua	Le proteine ​​transmembrana (integrali) possono avere canali d’acqua attraverso i quali ioni o molecole polari attraversano la membrana, bypassando le code idrofobiche dei lipidi
Diffusione facilitata (trasporto passivo)	Glucosio, lattosio, aminoacidi, nucleotidi, glicerolo	Una proteina trasportatrice presente nella membrana cellulare attacca una molecola o uno ione a un lato della membrana. Ciò cambia la forma della molecola trasportatrice e la sua posizione nella membrana cambia in modo che la molecola o lo ione venga rilasciato sull'altro lato della membrana
Trasporto attivo	Contro un gradiente di concentrazione	Na+ e K+, H+, aminoacidi nell'intestino, Ca2+ nei muscoli, Na+ e glucosio nei reni	Con consumo energetico (processo attivo)	Come la diffusione facilitata, viene effettuata da proteine ​​trasportatrici. Ma in questo caso, il cambiamento nella forma della molecola trasportatrice (la sua conformazione) è causato dall'attaccamento non di una molecola della sostanza trasportata, ma di un gruppo fosfato separato dalla molecola di ATP durante l'idrolisi.
Fagocitosi	Grandi macromolecole e particolato	Nel punto di contatto con le particelle, la membrana si invagina, quindi si forma una vescicola, che si stacca dalla membrana plasmatica ed entra nel citoplasma. Caratteristico di protozoi ameboidi, celenterati, cellule del sangue - leucociti, cellule capillari del midollo osseo, milza, fegato, ghiandole surrenali
Pinocitosi	Gocce di liquido	Assorbimento di goccioline liquide mediante un meccanismo simile alla fagocitosi. Caratteristica dei protozoi ameboidi e delle cellule del sangue: leucociti, cellule del fegato, alcune cellule renali

Trasporto passivo- movimento delle sostanze lungo un gradiente di concentrazione; effettuata senza dispendio energetico per diffusione semplice, osmosi o diffusione facilitata con l'ausilio di proteine ​​trasportatrici.

La diffusione è il trasporto di ioni e molecole attraverso una membrana da un'area ad alta concentrazione a un'area a bassa concentrazione, ad es. lungo il gradiente di concentrazione. La diffusione può essere semplice e facilitata. Se le sostanze sono altamente solubili nei grassi, penetrano nella cellula per semplice diffusione. Ad esempio, l'ossigeno consumato dalle cellule durante la respirazione e l'anidride carbonica in soluzione si diffondono rapidamente attraverso le membrane. L'acqua è anche in grado di passare attraverso i pori della membrana formati da proteine ​​e di trasportare molecole e ioni di sostanze in essa disciolte.

L'osmosi è la diffusione dell'acqua attraverso una membrana semipermeabile da una zona con una concentrazione minore di sali ad una zona con una concentrazione maggiore. La pressione risultante sulla membrana semipermeabile è detta osmotica. Le cellule contengono soluzioni di sali e altre sostanze, che creano una certa pressione osmotica. Le cellule viventi sono in grado di regolarlo modificando la concentrazione delle sostanze. Ad esempio, le amebe hanno vacuoli contrattili per regolare l'osmosi. Nel corpo umano, la pressione osmotica è regolata dal sistema degli organi escretori.

La diffusione facilitata è il trasporto di sostanze nella cellula attraverso canali ionici formati nella membrana dalle proteine, con l'aiuto di proteine ​​trasportatrici anch'esse situate nella membrana. In questo modo entrano nella cellula le sostanze liposolubili che non passano attraverso i pori. Ad esempio, attraverso la diffusione facilitata, il glucosio entra nei globuli rossi.

Trasporto attivo- trasferimento di sostanze da parte di proteine ​​trasportatrici contro gradiente di concentrazione con consumo di energia. Ad esempio, il trasporto di aminoacidi, glucosio, ioni sodio, potassio, calcio, ecc.

Endocitosi- assorbimento di sostanze (per circondamento) da parte di escrescenze della membrana plasmatica con formazione di vescicole circondate dalla membrana. Esocitosi- rilascio di sostanze dalla cellula (per circondamento) da parte di escrescenze della membrana plasmatica con formazione di vescicole circondate dalla membrana. Viene chiamato l'assorbimento e il rilascio di particelle solide e di grandi dimensioni fagocitosi E fagocitosi inversa, particelle liquide o disciolte - pinocitosi E pinocitosi inversa rispettivamente.

Chimica, Biologia, preparazione all'Esame di Stato e all'Esame di Stato Unificato

La struttura degli animali, come tutti gli altri organismi, è basata sulla cellula. È un sistema complesso, i cui componenti sono interconnessi attraverso varie reazioni biochimiche. La struttura esatta di una particolare cellula dipende dalle funzioni che svolge nel corpo.

Le cellule delle piante, degli animali e dei funghi (tutti gli eucarioti) hanno un piano strutturale generale. Hanno una membrana cellulare, un nucleo con un nucleolo, mitocondri, ribosomi, un reticolo endoplasmatico e una serie di altri organelli e altre strutture. Tuttavia, nonostante le loro somiglianze, le cellule animali hanno caratteristiche proprie che le distinguono sia dalle cellule vegetali che dai funghi.

Sono coperte solo le cellule animali membrana cellulare. Non hanno né una parete cellulare di cellulosa (come le piante) né una parete cellulare chitinosa (come i funghi). La parete cellulare è rigida. Pertanto, da un lato fornisce una sorta di scheletro esterno (sostegno) alla cellula, ma dall'altro non consente alle cellule vegetali e fungine di assorbire sostanze per cattura (fagocitosi e pinocitosi). Li succhiano. Le cellule animali sono capaci di questo metodo di nutrizione. La membrana cellulare è elastica, il che consente di modificare in una certa misura la forma della cellula.

Le cellule animali sono generalmente più piccole delle cellule vegetali e fungine.

Citoplasma- Questo è il contenuto liquido interno della cella. È viscoso perché è una soluzione di sostanze. Il movimento costante del citoplasma garantisce il movimento di sostanze e componenti cellulari. Ciò favorisce il verificarsi di varie reazioni chimiche.

Il posto centrale nella cellula animale è occupato da uno grande nucleo. Il nucleo ha una propria membrana (involucro nucleare), che separa il suo contenuto dal contenuto del citoplasma. La membrana nucleare ha pori attraverso i quali avviene il trasporto di sostanze e strutture cellulari. All'interno del nucleo c'è il succo nucleare (la sua composizione è leggermente diversa dal citoplasma), nucleolo E cromosomi. Quando una cellula si divide, i cromosomi si arricciano e possono essere visti al microscopio ottico. In una cellula che non si divide, i cromosomi sono filiformi. Sono in "condizioni di lavoro". In questo momento sintetizzano vari tipi di RNA, che successivamente assicurano la sintesi delle proteine. I cromosomi immagazzinano informazioni genetiche. Questo è un codice la cui implementazione determina l'attività vitale della cellula; viene anche trasmesso alle cellule figlie quando la cellula madre si divide.

Anche i mitocondri, il reticolo endoplasmatico (ER) e il complesso del Golgi hanno un involucro di membrana. IN mitocondri Avviene la sintesi dell’ATP (acido adenosina trifosforico). Una grande quantità di energia è immagazzinata nelle sue connessioni. Quando questa energia è necessaria per la vita della cellula, l’ATP verrà gradualmente scomposto per rilasciare energia. SU EPS si trovano spesso ribosomi, su di essi avviene la sintesi proteica. Attraverso i canali EPS avviene il deflusso di proteine, grassi e carboidrati Complesso di Golgi, dove queste sostanze si accumulano e vengono poi rilasciate sotto forma di goccioline circondate da una membrana, a seconda delle necessità.

I ribosomi non hanno membrane. I ribosomi sono uno dei componenti più antichi della cellula, poiché li possiedono i batteri. A differenza degli eucarioti, le cellule batteriche non hanno vere e proprie strutture di membrana.

In una cellula animale c'è lisosomi, che contengono sostanze che scompongono la materia organica assorbita dalla cellula.

A differenza di una cellula vegetale, una cellula animale non ha plastidi, compresi i cloroplasti. Di conseguenza, la cellula animale non è capace di nutrizione autotrofa, ma si nutre eterotrofa.

Nella cellula animale ci sono centrioli (centro della cellula), che assicurano la formazione del fuso e la divergenza dei cromosomi durante la divisione cellulare. Una cellula vegetale non ha una struttura cellulare del genere.

Tutti gli organismi viventi hanno una struttura cellulare in gran parte simile. Tuttavia, le cellule dei diversi regni della vita hanno le proprie caratteristiche. Pertanto, le cellule batteriche non hanno nuclei, ma le cellule vegetali hanno una parete cellulare rigida di cellulosa e cloroplasti. Anche la struttura delle cellule animali ha le sue caratteristiche.

Molto spesso, le cellule animali sono più piccole delle cellule vegetali. Hanno una forma molto diversa. La forma e la struttura di una cellula animale dipendono dalle funzioni che svolge. Gli animali complessi hanno corpi costituiti da molti tessuti. Ogni tessuto è costituito dalle proprie cellule, che hanno le proprie caratteristiche strutturali caratteristiche. Ma nonostante tutta la diversità, è possibile identificare caratteristiche comuni nella struttura di tutte le cellule animali.

Il contenuto di una cellula animale è limitato solo dall'ambiente esterno membrana cellulare. È elastico, quindi molte cellule hanno una forma irregolare e possono modificarla leggermente. La membrana ha una struttura complessa; è composta da due strati. La membrana cellulare è responsabile del trasporto selettivo delle sostanze dentro e fuori la cellula.

All'interno di una cellula animale c'è il citoplasma, un nucleo, organelli, ribosomi, varie inclusioni, ecc. Citoplasmaè un liquido viscoso in costante movimento. Il movimento del citoplasma contribuisce al verificarsi di varie reazioni chimiche nella cellula, cioè al metabolismo.

Una cellula vegetale adulta ha un grande vacuolo centrale. Non esiste un tale vacuolo in una cellula animale. Tuttavia, nelle cellule animali sono piccole vacuoli. Possono contenere nutrienti per la cellula o prodotti di scarto che devono essere rimossi.

La struttura di una cellula animale differisce da una cellula vegetale in quanto in una cellula animale ce n'è abbastanza grande nucleo solitamente situato al centro (e nelle piante è spostato per la presenza di un grande vacuolo centrale). All'interno del nucleo è contenuto il succo nucleare e contiene anche nucleolo E cromosomi. I cromosomi contengono informazioni ereditarie che, una volta divise, vengono trasmesse alle cellule figlie. Controllano anche il funzionamento delle cellule stesse.

Il nucleo ha una propria membrana che separa il suo contenuto dal citoplasma. Oltre al nucleo, il citoplasma della cellula contiene altre strutture che hanno le proprie membrane. Queste strutture sono chiamate organelli cellulari o, in altre parole, organelli cellulari. In una cellula animale normale, oltre al nucleo, sono presenti i seguenti organelli: mitocondri, reticolo endoplasmatico (RE), apparato di Golgi, lisosomi.

Mitocondri- queste sono le stazioni energetiche della cellula. In essi si forma ATP: una sostanza organica e successivamente, quando scomposta, viene rilasciata molta energia, che garantisce il flusso dei processi vitali nella cellula. All'interno dei mitocondri ci sono molte pieghe: creste.

Reticolo endoplasmaticoè costituito da numerosi canali attraverso i quali vengono trasportate le proteine ​​sintetizzate nella cellula e altre sostanze. Attraverso i canali dell'EPS le sostanze entrano nel Apparato del Golgi, che è più pronunciato nelle cellule animali che in quelle vegetali. Nell'apparato del Golgi, che è un complesso di tubuli, si accumulano sostanze. Inoltre, se necessario, verranno utilizzati nella gabbia. Inoltre, la sintesi di grassi e carboidrati avviene sulla membrana dell'apparato di Golgi per costruire tutte le membrane cellulari.

IN lisosomi contiene sostanze che scompongono proteine, grassi e carboidrati non necessari e dannosi per la cellula.

Oltre agli organelli circondati da una membrana, le cellule animali hanno strutture non di membrana: i ribosomi e il centro cellulare. I ribosomi si trovano nelle cellule di tutti gli organismi, non solo negli animali. Ma le piante non hanno un centro cellulare.

Ribosomi localizzati in gruppi sul reticolo endoplasmatico. L'EPS ricoperto di ribosomi è detto ruvido. Senza ribosomi, il RE è chiamato liscio. La sintesi proteica avviene sui ribosomi.

Centro cellulareè costituito da una coppia di corpi cilindrici. Ad un certo punto, questi corpi creano una sorta di fuso di fissione, che contribuisce alla corretta segregazione dei cromosomi durante la divisione cellulare.

Cellulare inclusione sono varie gocce e grani costituiti da proteine, grassi e carboidrati. Sono costantemente presenti nel citoplasma della cellula e partecipano al metabolismo.

Gli oggetti della natura vivente hanno una struttura cellulare simile a tutte le specie. Tuttavia, ogni regno ha le sue caratteristiche. Questo articolo ti aiuterà a scoprire più in dettaglio qual è la struttura di una cellula animale, in cui ti parleremo non solo delle caratteristiche, ma ti presenteremo anche le funzioni degli organelli.

Un organismo animale complesso è costituito da un gran numero di tessuti. La forma e lo scopo della cellula dipendono dal tipo di tessuto di cui fa parte. Nonostante la loro diversità, è possibile identificare proprietà comuni nella struttura cellulare:

• membrana è costituito da due strati che separano il contenuto dall'ambiente esterno. La sua struttura è elastica, quindi le cellule possono avere forme diverse;
• citoplasma situato all'interno della membrana cellulare. È un liquido viscoso in costante movimento;

A causa del movimento del citoplasma, all'interno della cellula si verificano vari processi chimici e metabolismo.

• nucleo - ha una dimensione grande rispetto alle piante. Situato al centro, al suo interno si trovano il succo nucleare, un nucleolo e i cromosomi;
• mitocondri sono costituiti da molte pieghe: creste;
• reticolo endoplasmatico ha molti canali attraverso i quali i nutrienti entrano nell'apparato del Golgi;
• un complesso di tubuli chiamato Apparato del Golgi , accumula sostanze nutritive;
• lisosomi regolare la quantità di carbonio e altri nutrienti;
• ribosomi localizzati attorno al reticolo endoplasmatico. La loro presenza rende la rete ruvida; la superficie liscia del RE indica l'assenza di ribosomi;
• centrioli - microtubuli speciali assenti nelle piante.

Riso. 1. La struttura di una cellula animale.

Gli scienziati hanno recentemente scoperto la presenza di centrioli. Perché possono essere visti e studiati solo utilizzando un microscopio elettronico.

Funzioni degli organelli cellulari

Ogni organello svolge determinate funzioni e il loro lavoro congiunto costituisce un unico organismo coeso. Per esempio:

• membrana cellulare assicura il trasporto delle sostanze dentro e fuori la cellula;
• All'interno del nucleo è presente un codice genetico che viene trasmesso di generazione in generazione. Esattamente nucleo regola il funzionamento di altri organelli cellulari;
• Le stazioni energetiche del corpo sono mitocondri . È qui che si forma la sostanza ATP, la cui scomposizione rilascia una grande quantità di energia.

Riso. 2. La struttura dei mitocondri

• sui muri Apparato del Golgi vengono sintetizzati grassi e carboidrati, necessari per costruire le membrane di altri organelli;
• lisosomi abbattere grassi e carboidrati non necessari, nonché sostanze nocive;
• ribosomi sintetizzare le proteine;
• centro della cellula (centrioli) svolgono un ruolo importante nella formazione del fuso durante la mitosi cellulare.

Riso. 3. Centrioli.

A differenza di una cellula vegetale, una cellula animale non ha vacuoli. Tuttavia, possono formarsi temporanei piccoli vacuoli che contengono sostanze da eliminare dal corpo.

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Cosa abbiamo imparato?

La struttura di una cellula animale, studiata nelle lezioni di biologia nelle classi 7-9, non è diversa dalla struttura di altre cellule viventi. Una caratteristica della cellula animale è la presenza di un centro cellulare, i cosiddetti centrioli, che partecipano alla formazione del fuso durante la mitosi. A differenza di un organismo vegetale, non ci sono vacuoli, plastidi o pareti cellulari di cellulosa. La membrana cellulare è abbastanza elastica, il che consente alle cellule di acquisire varie forme e dimensioni.