A sejt minden élőlény alapvető elemi egysége, ezért az élőlények minden tulajdonsága benne rejlik: rendkívül rendezett szerkezet, kívülről kapja az energiát és használja fel munkára, rend fenntartására, anyagcserére, aktív reakcióra. a biológiai információk serkentésére, növekedésére, fejlődésére, szaporodására, megkettőzésére és utódoknak való továbbítására, regenerációra (sérült struktúrák helyreállítására), környezethez való alkalmazkodásra.

A 19. század közepén T. Schwann német tudós sejtelméletet alkotott, melynek főbb rendelkezései arról tanúskodtak, hogy minden szövet és szerv sejtekből áll; a növényi és állati sejtek alapvetően hasonlítanak egymásra, mindegyik ugyanúgy keletkezik; az organizmusok aktivitása az egyes sejtek élettevékenységének összege. A nagy német tudós, R. Virchow nagy hatással volt a sejtelmélet további fejlődésére és általában a sejtelméletre. Nemcsak összegyűjtötte a számos, egymástól eltérő tényt, hanem meggyőzően megmutatta, hogy a sejtek állandó szerkezetek, és csak szaporodás útján keletkeznek.

A modern értelmezésben a sejtelmélet a következő főbb rendelkezéseket tartalmazza: a sejt az élők egyetemes elemi egysége; minden élőlény sejtje szerkezetében, működésében és kémiai összetételében alapvetően hasonló; a sejtek csak az eredeti sejt osztásával szaporodnak; A többsejtű organizmusok összetett sejtegyüttesek, amelyek integrált rendszereket alkotnak.

A modern kutatási módszereknek köszönhetően két fő sejttípus: összetettebben szerveződő, erősen differenciált eukarióta sejtek (növények, állatok és egyes protozoák, algák, gombák és zuzmók) és kevésbé bonyolultan szervezett prokarióta sejtek (kék-zöld algák, aktinomyceták, baktériumok, spirocheták, mikoplazmák, rickettsiák, chlamydia).

A prokarióta sejtekkel ellentétben az eukarióta sejtnek van egy magja, amelyet kettős nukleáris membrán határol, és nagyszámú membránorganellum.

FIGYELEM!

A sejt az élő szervezetek fő szerkezeti és funkcionális egysége, amely a növekedést, fejlődést, anyagcserét és energiát végzi, tárolja, feldolgozza és realizálja a genetikai információkat. A sejt morfológiai szempontból a külső környezettől plazmamembránnal (plazmolemmával) elválasztott, sejtmagból és citoplazmából álló komplex biopolimer-rendszer, amelyben organellumok és zárványok (granulátumok) helyezkednek el.

Milyen sejtek vannak?

A sejtek alakjukban, szerkezetükben, kémiai összetételükben és az anyagcsere természetében változatosak.

Minden sejt homológ, azaz. számos közös szerkezeti jellemzővel rendelkeznek, amelyektől az alapvető funkciók teljesítése függ. A sejteket a szerkezet, az anyagcsere (anyagcsere) és a kémiai összetétel egysége jellemzi.

Ugyanakkor a különböző sejteknek sajátos szerkezetük is van. Ez annak köszönhető, hogy speciális funkciókat látnak el.

Sejtszerkezet

Ultramikroszkópos sejtszerkezet:

1 - citolemma (plazmamembrán); 2 - pinocita hólyagok; 3 - centroszóma sejtközpont (citocentrum); 4 - hialoplazma; 5 - endoplazmatikus retikulum: a - szemcsés retikulum membránja; b - riboszómák; 6 - a perinukleáris tér összekapcsolása az endoplazmatikus retikulum üregeivel; 7 - mag; 8 - nukleáris pórusok; 9 - nem szemcsés (sima) endoplazmatikus retikulum; 10 - nucleolus; 11 - belső hálókészülék (Golgi komplexum); 12 - szekréciós vakuolák; 13 - mitokondrium; 14 - liposzómák; 15 - a fagocitózis három egymást követő szakasza; 16 - a sejtmembrán (citolemma) kapcsolata az endoplazmatikus retikulum membránjaival.

Sejtkémia

A sejt több mint 100 kémiai elemet tartalmaz, ezek közül négy a tömeg mintegy 98%-át teszi ki, ezek organogének: oxigén (65-75%), szén (15-18%), hidrogén (8-10%) és nitrogén. (1, 5-3,0%). A többi elem három csoportra osztható: makrotápanyagok - tartalmuk a szervezetben meghaladja a 0,01%-ot; mikroelemek (0,00001-0,01%) és ultramikroelemek (0,00001-nél kevesebb).

A makrotápanyagok közé tartozik a kén, foszfor, klór, kálium, nátrium, magnézium, kalcium.

Nyomelemekhez - vas, cink, réz, jód, fluor, alumínium, réz, mangán, kobalt stb.

Ultramikroelemek - szelén, vanádium, szilícium, nikkel, lítium, ezüst és feljebb. Nagyon alacsony tartalmuk ellenére a nyomelemek és az ultra nyomelemek nagyon fontos szerepet játszanak. Főleg az anyagcserét érintik. Nélkülük lehetetlen minden egyes sejt és szervezet egészének normális működése.

A sejt szervetlen és szerves anyagokból áll. A szervetlenek közül a legnagyobb mennyiségű víz. A ketrecben lévő víz relatív mennyisége 70-80%. A víz univerzális oldószer, a sejtben minden biokémiai reakció ebben megy végbe. A víz részvételével hőszabályozás történik. A vízben oldódó anyagokat (sók, bázisok, savak, fehérjék, szénhidrátok, alkoholok stb.) hidrofilnek nevezzük. A hidrofób anyagok (zsírok és zsírszerűek) nem oldódnak vízben. Egyéb szervetlen anyagok (sók, savak, bázisok, pozitív és negatív ionok) 1,0 és 1,5% között mozognak.

A szerves anyagok közül a fehérjék (10-20%), a zsírok vagy lipidek (1-5%), a szénhidrátok (0,2-2,0%), a nukleinsavak (1-2%) dominálnak. A kis molekulatömegű anyagok tartalma nem haladja meg a 0,5%-ot.

A fehérjemolekula olyan polimer, amely nagyszámú ismétlődő monomer egységből áll. Az aminosav fehérje monomerek (ebből 20) peptidkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, polipeptid láncot képezve (elsődleges fehérjeszerkezet). Spirálba tekercselve kialakítja a fehérje másodlagos szerkezetét. A polipeptidlánc bizonyos térbeli orientációja következtében a fehérje harmadlagos szerkezete keletkezik, amely meghatározza a fehérjemolekula specificitását és biológiai aktivitását. Több harmadlagos struktúra kombinálódik egymással, és egy kvaterner szerkezetet alkot.

A fehérjék alapvető funkciókat látnak el. Az enzimek - biológiai katalizátorok, amelyek több százezerszeresére növelik a kémiai reakciók sebességét a sejtben, fehérjék. A fehérjék, mivel minden sejtszerkezet részét képezik, plasztikus (építő) funkciót látnak el. A sejtmozgásokat is fehérjék végzik. Biztosítják az anyagok szállítását a sejtbe, a sejtből és a sejten belül. Fontos a fehérjék (antitestek) védő funkciója. A fehérjék az egyik energiaforrás, a szénhidrátokat monoszacharidokra és poliszacharidokra osztják. Ez utóbbiak monoszacharidokból épülnek fel, amelyek az aminosavakhoz hasonlóan monomerek. A sejtben található monoszacharidok közül a legfontosabb a glükóz, a fruktóz (hat szénatomot tartalmaz) és a pentóz (öt szénatom). A pentózok a nukleinsavak részét képezik. A monoszacharidok vízben könnyen oldódnak. A poliszacharidok vízben rosszul oldódnak (állati sejtekben glikogén, növényi sejtekben keményítő és cellulóz. A szénhidrátok energiaforrások, összetett szénhidrátok, fehérjékkel (glikoproteinek), zsírokkal (glikolipidek) kombinálva részt vesznek a sejtfelszín és a sejt kialakításában interakciók.

A lipidek közé tartoznak a zsírok és a zsírszerű anyagok. A zsírmolekulák glicerinből és zsírsavakból épülnek fel. A zsírszerű anyagok közé tartozik a koleszterin, egyes hormonok, a lecitin. A lipidek, amelyek a sejtmembránok fő alkotóelemei, építő funkciót töltenek be. A lipidek a legfontosabb energiaforrások. Tehát, ha 1 g fehérje vagy szénhidrát teljes oxidációjával 17,6 kJ energia szabadul fel, akkor 1 g zsír teljes oxidációjával - 38,9 kJ. A lipidek szabályozzák a hőszabályozást, védik a szerveket (zsírkapszula).

DNS és RNS

A nukleinsavak polimer molekulák, amelyeket nukleotid monomerek képeznek. A nukleotid purin- vagy pirimidinbázisból, cukorból (pentózból) és foszforsavból áll. Minden sejtben kétféle nukleinsav létezik: dezoxiribonuleinsav (DNS) és ribonukleinsav (RNS), amelyek a bázisok és a cukrok összetételében különböznek.

A nukleinsavak térszerkezete:

(B. Alberts és munkatársai szerint, a módosítások szerint) I - RNS; II - DNS; szalagok - cukor-foszfát gerincek; A, C, G, T, U - nitrogéntartalmú bázisok, rácsok közöttük - hidrogénkötések.

DNS molekula

A DNS-molekula két polinukleotid láncból áll, amelyek kettős hélix formájában vannak egymás körül csavarodva. Mindkét lánc nitrogéntartalmú bázisait komplementer hidrogénkötések kötik össze. Az adenin csak a timinnel, a citozin pedig a guaninnal kombinálódik (A-T, G-C). A DNS olyan genetikai információt tartalmaz, amely meghatározza a sejt által szintetizált fehérjék specifitását, vagyis a polipeptidlánc aminosav-szekvenciáját. A DNS örökli a sejt összes tulajdonságát. A DNS a sejtmagban és a mitokondriumban található.

RNS molekula

Az RNS-molekulát egyetlen polinukleotid lánc alkotja. A sejtekben háromféle RNS található. Információs vagy hírvivő RNS tRNS (az angol messenger - "közvetítő" szóból), amely a DNS nukleotid szekvenciájáról információt továbbít a riboszómákba (lásd alább). Transzport RNS (tRNS), amely aminosavakat szállít a riboszómához. Riboszomális RNS (rRNS), amely részt vesz a riboszómák képződésében. Az RNS-t a sejtmag, riboszómák, citoplazma, mitokondriumok, kloroplasztiszok tartalmazzák.

Nukleinsav összetétel.

Sejt

Az A. Lehninger szerint élő rendszerek fogalmának szemszögéből.

Az élő sejt szerves molekulák izoterm rendszere, amely képes önszabályozásra és önreprodukcióra, energiát és erőforrásokat von ki a környezetből.

A sejtben nagyszámú, egymást követő reakció játszódik le, amelyek sebességét maga a sejt szabályozza.

A sejt stacioner dinamikus állapotban tartja magát, távol a környezettel való egyensúlytól.

A sejtek a komponensek és folyamatok minimális fogyasztásának elve szerint működnek.

Hogy. a sejt egy elemi élő nyitott rendszer, amely képes önálló létezésre, szaporodásra és fejlődésre. Valamennyi élő szervezet elemi szerkezeti és funkcionális egysége.

A sejtek kémiai összetétele.

Mengyelejev periodikus rendszerének 110 eleméből 86 állandóan jelen van az emberi testben. Ebből 25 szükséges a normális élethez, 18 pedig feltétlenül szükséges, 7 pedig hasznos. A cellában lévő százalékos aránynak megfelelően a kémiai elemek három csoportra oszthatók:

Makrotápanyagok A fő elemek (organogének) a hidrogén, szén, oxigén, nitrogén. Koncentráció: 98 - 99,9%. Ezek a szerves sejtvegyületek univerzális összetevői.

Nyomelemek - nátrium, magnézium, foszfor, kén, klór, kálium, kalcium, vas. Koncentrációjuk 0,1%.

Ultramikroelemek - bór, szilícium, vanádium, mangán, kobalt, réz, cink, molibdén, szelén, jód, bróm, fluor. Befolyásolják az anyagcserét. Hiányuk betegségek okozója (cink - diabetes mellitus, jód - endemikus golyva, vas - vészes vérszegénység stb.).

A modern orvostudomány ismeri a vitaminok és ásványi anyagok negatív kölcsönhatásának tényeit:

A cink csökkenti a réz felszívódását, és verseng a felszívódásért a vassal és a kalciummal; (a cinkhiány pedig az immunrendszer gyengülését, számos kóros állapotot okoz a belső elválasztású mirigyek részéről).

A kalcium és a vas csökkenti a mangán felszívódását;

Az E-vitamin rosszul kombinálható a vassal, a C-vitamin pedig a B-vitaminokkal.

Kölcsönös pozitív hatás:

Az E-vitamin és a szelén, valamint a kalcium és a K-vitamin szinergikusan hatnak;

D-vitamin szükséges a kalcium felszívódásához;

A réz elősegíti a vas felszívódását és növeli a szervezet vasfelhasználásának hatékonyságát.

A sejt szervetlen komponensei.

Víz- a sejt legfontosabb alkotóeleme, az élőanyag univerzális diszperziós közege. A szárazföldi élőlények aktív sejtjei 60-95%-a víz. A nyugvó sejtekben és szövetekben (magok, spórák) a víz 10-20%. A sejtben lévő víz két formában van - szabad és sejtkolloidokhoz kötve. A szabad víz a protoplazma kolloid rendszerének oldószere és diszperziós közege. 95%-a. A kötött víz (4-5%) az összes sejtvíznek törékeny hidrogén- és hidroxilkötéseket képez a fehérjékkel.

A víz tulajdonságai:

A víz az ásványi ionok és más anyagok természetes oldószere.

A víz a protoplazma kolloid rendszerének diszpergált fázisa.

A víz a sejtanyagcsere reakcióinak közege, mert élettani folyamatok kizárólag vízi környezetben mennek végbe. Hidrolízis, hidratálás, duzzanat reakciókat biztosít.

Részt vesz a sejt számos enzimatikus reakciójában, és az anyagcsere folyamatában képződik.

A víz a növények fotoszintézise során a hidrogénionok forrása.

A víz biológiai jelentősége:

A legtöbb biokémiai reakció csak vizes oldatban megy végbe, sok anyag oldott formában jut be és távozik a sejtekből. Ez jellemzi a víz szállítási funkcióját.

A víz hidrolízis reakciókat biztosít - fehérjék, zsírok, szénhidrátok lebontását a víz hatására.

A magas párolgási hőnek köszönhetően a test lehűl. Például izzadás emberekben vagy párologtatás növényekben.

A víz nagy hőkapacitása és hővezető képessége hozzájárul a hő egyenletes eloszlásához a cellában.

Az adhéziós (víz - talaj) és a kohéziós (víz - víz) erők miatt a víz a kapilláris tulajdonsággal rendelkezik.

A víz összenyomhatatlansága határozza meg a sejtfalak (turgor), a hidrosztatikus váz feszített állapotát orsóférgeknél.

Sejt- a földi élet elemi egysége. Rendelkezik az élő szervezet minden tulajdonságával: növekszik, szaporodik, anyagot és energiát cserél a környezettel, reagál a külső ingerekre. A biológiai evolúció kezdete a sejtes életformák Földön való megjelenésével függ össze. Az egysejtű szervezetek olyan sejtek, amelyek egymástól elkülönülten léteznek. Minden többsejtű szervezet – állatok és növények – teste több-kevesebb sejtből épül fel, amelyek egyfajta építőelemek, amelyek egy összetett szervezetet alkotnak. Függetlenül attól, hogy egy sejt integrált élő rendszer - különálló organizmus vagy csak annak egy része, minden sejtre jellemző tulajdonságokkal és tulajdonságokkal rendelkezik.

Sejtkémia

Mengyelejev periodikus rendszerének mintegy 60 elemét találták meg a sejtekben, amelyek az élettelen természetben találhatók. Ez az egyik bizonyítéka az élő és élettelen természet közös voltának. Az élő szervezetekben a leggyakoribb hidrogén, oxigén, szénés nitrogén, amelyek a sejttömeg mintegy 98%-át teszik ki. Ez a hidrogén, az oxigén, a szén és a nitrogén kémiai tulajdonságainak sajátosságaiból adódik, melynek eredményeként ezek bizonyultak a legalkalmasabbnak a biológiai funkciókat ellátó molekulák képzésére. Ez a négy elem két atomhoz tartozó elektronok párosításával nagyon erős kovalens kötések kialakítására képes. A kovalens kötésű szénatomok számtalan különböző szerves molekula gerincét képezhetik. Mivel a szénatomok könnyen képeznek kovalens kötést oxigénnel, hidrogénnel, nitrogénnel és kénnel is, a szerves molekulák kivételes komplexitást és szerkezeti változatosságot érnek el.

A cella a négy fő elemen kívül észrevehető mennyiségben (10. és 100. százalék töredéke) tartalmaz Vas, kálium, nátrium, kalcium, magnézium, klór, foszforés kén... Az összes többi elem ( cink-, réz, jód, fluor, kobalt, mangánés mások) nagyon kis mennyiségben vannak a sejtben, ezért nyomelemeknek nevezik.

A kémiai elemek a szervetlen és szerves vegyületek részét képezik. A szervetlen vegyületek közé tartozik a víz, ásványi sók, szén-dioxid, savak és bázisok. A szerves vegyületek azok fehérjék, nukleinsavak, szénhidrátokat, zsírok(lipidek) és lipoidok.

Egyes fehérjék tartalmaznak kén... A nukleinsavak szerves része az foszfor... A hemoglobin molekula magában foglalja Vas, magnézium részt vesz egy molekula felépítésében klorofill... A nyomelemek az élő szervezetekben található rendkívül alacsony tartalom ellenére fontos szerepet játszanak a létfontosságú folyamatokban. Jód a pajzsmirigyhormon része - tiroxin, kobalt- a B 12 vitamin összetételében a hasnyálmirigy szigetrészének hormonját - inzulint - tartalmazza cink-... Egyes halakban a réz átveszi a vas helyét az oxigént szállító pigmentmolekulákban.

Szervetlen anyagok

Víz

A H 2 O a leggyakoribb vegyület az élő szervezetekben. Tartalma a különböző sejtekben meglehetősen tág határok között mozog: a fogzománc 10%-ától a medúza testének 98%-áig, de átlagosan a testtömeg 80%-a. A víz rendkívül fontos szerepe az életfolyamatok biztosításában fizikai-kémiai tulajdonságainak köszönhető. A molekulák polaritása és a hidrogénkötések kialakításának képessége a vizet számos anyag jó oldószerévé teszi. A sejtben lezajló kémiai reakciók többsége csak vizes oldatban mehet végbe. A víz számos kémiai átalakulásban is részt vesz.

A vízmolekulák közötti hidrogénkötések teljes száma t-vel változik °. A t ° az olvadó jég elpusztítja a hidrogénkötések körülbelül 15% -át, t ° 40 ° C-on - a felét. Amikor gázhalmazállapotba kerül, minden hidrogénkötés megsemmisül. Ez magyarázza a víz nagy fajlagos hőkapacitását. Amikor a külső környezet hőmérséklete megváltozik, a víz felveszi vagy leadja a hőt a szakadás vagy a hidrogénkötések új kialakulása miatt. Ily módon a sejten belüli hőmérséklet-ingadozások kisebbek, mint a környezetben. A magas párolgási hő a növények és állatok hatékony hőátadó mechanizmusának hátterében áll.

A víz, mint oldószer részt vesz az ozmózis jelenségében, amely fontos szerepet játszik a test sejtjének élettevékenységében. Az ozmózis az oldószermolekulák behatolása egy féligáteresztő membránon keresztül egy anyag oldatába. A félig áteresztő membránok olyan membránok, amelyek átengedik az oldószermolekulákat, de nem engedik át az oldott anyag molekuláit (vagy ionjait). Következésképpen az ozmózis a vízmolekulák egyirányú diffúziója az oldat irányában.

Ásványi sók

A legtöbb szervetlen in-in sejtek sók formájában vannak disszociált vagy szilárd állapotban. A kationok és anionok koncentrációja a sejtben és a környezetében nem azonos. A sejt elég sok K-t és sok Na-t tartalmaz. Az extracelluláris környezetben, például a vérplazmában, a tengervízben, éppen ellenkezőleg, sok a nátrium és kevés a kálium. A sejt ingerlékenysége a Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ ionok koncentrációinak arányától függ. A többsejtű állatok szöveteiben a K egy többsejtű anyag része, amely biztosítja a sejtek kohézióját és rendezett elrendeződését. A sejt ozmotikus nyomása és pufferoló tulajdonságai nagymértékben függenek a sók koncentrációjától. A pufferelés a sejt azon képessége, hogy tartalmának enyhén lúgos reakcióját állandó szinten tartsa. A sejten belüli pufferelést elsősorban a H 2 PO 4 és a HPO 4 2- ionok biztosítják. Az extracelluláris folyadékokban és a vérben a H 2 CO 3 és a HCO 3 - puffer szerepét töltik be. Az anionok megkötik a H ionokat és a hidroxid ionokat (OH -), aminek köszönhetően az extracelluláris folyadékok sejtjén belüli reakció gyakorlatilag nem változik. Az oldhatatlan ásványi sók (például kalcium-foszfát) erősítik a gerincesek és a puhatestű-héjak csontszövetét.

Sejt szerves anyag

Fehérje

A sejt szerves anyagai között a fehérjék mind mennyiségileg (a sejt össztömegének 10-12%-a), mind értékükben az első helyen állnak. A fehérjék nagy molekulatömegű polimerek (6000-1 millió és nagyobb molekulatömegűek), amelyek monomerjei aminosavak. Az élő szervezetek 20 aminosavat használnak fel, bár sokkal több van. Minden aminosav tartalmaz egy aminocsoportot (-NH 2), amely bázikus tulajdonságokkal rendelkezik, és egy karboxilcsoportot (-COOH), amely savas tulajdonságokkal rendelkezik. Két aminosavat egy molekulává egyesítenek úgy, hogy HN-CO kötést hoznak létre egy vízmolekula felszabadulásával. Az egyik aminosav aminocsoportja és egy másik karboxilcsoportja közötti kötést peptidkötésnek nevezzük. A fehérjék több tíz vagy száz aminosavat tartalmazó polipeptidek. A különböző fehérjék molekulái különböznek egymástól molekulatömegben, számban, az aminosavak összetételében és a polipeptidláncban való elrendeződésük sorrendjében. Ezért egyértelmű, hogy a fehérjék nagyon változatosak, számukat minden típusú élő szervezetben 10 10 - 10 12-re becsülik.

Egy meghatározott szekvenciában kovalens peptidkötésekkel összekapcsolt aminosavegységek láncát a fehérje elsődleges szerkezetének nevezzük. A sejtekben a fehérjék spirálisan csavart rostok vagy golyók (gömbök) formájában vannak. Ez annak köszönhető, hogy egy természetes fehérjében a polipeptidlánc szigorúan meghatározott módon van lefektetve, az azt alkotó aminosavak kémiai szerkezetétől függően.

Kezdetben a polipeptidlánc feltekercselődik. A szomszédos hurkok atomjai között vonzás jön létre, és hidrogénkötések jönnek létre, különösen a szomszédos hurkokon elhelyezkedő NH- és CO-csoportok között. A fehérje másodlagos szerkezetét egy spirálba csavart aminosavlánc alkotja. A hélix további feltekeredésének eredményeként az egyes fehérjékre jellemző konfiguráció jön létre, amelyet harmadlagos szerkezetnek nevezünk. A tercier szerkezet az egyes aminosavakban jelenlévő hidrofób gyökök közötti kohéziós erők és a cisztein aminosav SH-csoportjai közötti kovalens kötések (S-S kötések) hatásának köszönhető. A hidrofób gyökök és a cisztein által alkotott aminosavak száma, valamint a polipeptidláncban való elrendeződésük sorrendje minden fehérjére specifikus. Következésképpen egy fehérje harmadlagos szerkezetének jellemzőit elsődleges szerkezete határozza meg. A fehérje csak harmadlagos struktúra formájában mutat biológiai aktivitást. Ezért a polipeptidláncban akár egy aminosav pótlása a fehérje konfigurációjának megváltozásához és biológiai aktivitásának csökkenéséhez vagy elvesztéséhez vezethet.

Egyes esetekben a fehérjemolekulák egyesülnek egymással, és funkciójukat csak komplexek formájában tudják ellátni. A hemoglobin tehát négy molekulából álló komplexum, és csak ebben a formában képes oxigén megkötésére és szállítására.Hasonló aggregátumok képviselik a fehérje kvaterner szerkezetét. Összetételük szerint a fehérjék két fő osztályba sorolhatók - egyszerű és összetett. Az egyszerű fehérjék csak aminosavakból állnak: nukleinsavak (nukleotidok), lipidek (lipoproteinek), Me (metalloproteinek), P (foszfoproteinek).

A fehérjék funkciói a sejtben rendkívül változatosak. Az egyik legfontosabb az építő funkció: a fehérjék részt vesznek az összes sejtmembrán és sejtszervecskék, valamint az intracelluláris struktúrák kialakításában. A fehérjék enzimatikus (katalitikus) szerepe rendkívül fontos. Az enzimek felgyorsítják a kémiai reakciókat a sejtben 10 ki-vel és 100-kal, nem milliószorosára. A motoros funkciót speciális kontraktilis fehérjék biztosítják. Ezek a fehérjék mindenféle mozgásban részt vesznek, amire a sejtek és az élőlények képesek: csillók pislogása és flagellák verése protozoonokban, izomösszehúzódás állatokban, levelek mozgása növényekben stb. A fehérjék szállítási funkciója a kémiai elemek rögzítése. (például a hemoglobin O-t köt) vagy biológiailag aktív anyagokat (hormonokat) és továbbítja azokat a szervezet szöveteibe és szerveibe. A védő funkció speciális fehérjék, úgynevezett antitestek termelésében fejeződik ki, válaszul idegen fehérjék vagy sejtek behatolására a szervezetbe. Az antitestek megkötik és semlegesítik az idegen anyagokat. A fehérjék fontos szerepet töltenek be energiaforrásként. Teljes hasítással, 1g. fehérjék 17,6 kJ (~ 4,2 kcal) szabadulnak fel.

Szénhidrát

Szénhidrátok vagy szacharidok - szerves anyagok (CH 2 O) n. A legtöbb szénhidrát kétszer annyi H atomot tartalmaz, mint a vízmolekulák. Ezért ezeket az anyagokat szénhidrátoknak nevezték. Egy élő sejtben a szénhidrátok legfeljebb 1-2, néha 5% mennyiségben találhatók (a májban, az izmokban). Szénhidrátban a növényi sejtek a leggazdagabbak, ezek tartalmuk esetenként eléri a szárazanyag tömeg 90%-át (magvak, burgonyagumók stb.).

A szénhidrátok egyszerűek és összetettek. Az egyszerű szénhidrátokat monoszacharidoknak nevezzük. A molekulában lévő szénhidrátatomok számától függően a monoszacharidokat triózoknak, tetrózoknak, pentózoknak vagy hexózoknak nevezik. A hat szén-monoszacharid - hexóz - közül a legfontosabb a glükóz, a fruktóz és a galaktóz. A glükóz a vérben található (0,1-0,12%). A ribóz és a dezoxiribóz pentózai a nukleinsavak és az ATP részei. Ha két monoszacharidot egyesítünk egy molekulában, az ilyen vegyületet diszacharidnak nevezzük. A nádból vagy cukorrépából nyert étkezési cukor egy glükózmolekulából és egy fruktózmolekulából, a tejcukor glükózból és galaktózból áll.

A sok monoszacharidból álló összetett szénhidrátokat poliszacharidoknak nevezzük. Az ilyen poliszacharidok, például keményítő, glikogén, cellulóz monomerje a glükóz. A szénhidrátok két fő funkciót látnak el: építő és energia. A cellulóz a növényi sejtek falát alkotja. A komplex poliszacharid kitin az ízeltlábúak külső vázának fő szerkezeti alkotóeleme. A kitin a gombákban építő funkciót is ellát. A szénhidrátok a fő energiaforrás szerepét töltik be a sejtben. 1 g szénhidrát oxidációja során 17,6 kJ (~ 4,2 kcal) szabadul fel. A növényekben a keményítő, az állatokban a glikogén pedig a sejtekben rakódik le, és energiatartalékként szolgál.

Nukleinsavak

A nukleinsavak jelentősége a sejtben nagyon nagy. Kémiai szerkezetük sajátosságai lehetőséget adnak a fehérjemolekulák szerkezetére vonatkozó információk tárolására, átvitelére és továbbítására, amelyek az egyes szövetekben szintetizálódnak az egyedfejlődés egy bizonyos szakaszában, öröklődés útján leánysejtekbe. Mivel a sejtek legtöbb tulajdonságát és jellemzőit a fehérjék határozzák meg, egyértelmű, hogy a nukleinsavak stabilitása a legfontosabb feltétele a sejtek és az egész szervezet normális működésének. Bármilyen változás a sejtek szerkezetében vagy a bennük zajló fiziológiai folyamatok aktivitásában, így befolyásolva az életaktivitást. A nukleinsavak szerkezetének tanulmányozása rendkívül fontos az élőlényekben előforduló tulajdonságok öröklődésének, valamint az egyes sejtek és sejtrendszerek – szövetek és szervek – működési mintázatainak megértéséhez.

Kétféle nukleinsav létezik - DNS és RNS. A DNS egy polimer, amely két nukleotid hélixből áll, amelyeket úgy zárnak be, hogy kettős hélix képződik. A DNS-molekulák monomerei nitrogénbázisból (adenin, timin, guanin vagy citozin), szénhidrátból (dezoxiribóz) és foszforsavból álló nukleotidok. A DNS-molekulában lévő nitrogénbázisok egyenlőtlen számú H-kötéssel kapcsolódnak egymáshoz, és párokba rendeződnek: az adenin (A) mindig a timinnel (T), a guanin (G) a citozinnal (C) szemben áll.

A nukleotidok nem véletlenül, hanem szelektíven kapcsolódnak egymáshoz. Azt a képességet, hogy az adenint szelektíven kölcsönhatásba hozza a timinnel és a guanint a citozinnal, komplementaritásnak nevezzük. Egyes nukleotidok komplementer kölcsönhatását a molekuláikban lévő atomok térbeli elrendezésének sajátosságai magyarázzák, amelyek lehetővé teszik egymáshoz közelítésüket és H-kötések kialakítását. A polinukleotid láncban a szomszédos nukleotidok cukoron (dezoxiribóz) és foszforsav maradékon keresztül kapcsolódnak össze. Az RNS a DNS-hez hasonlóan egy polimer, amelynek monomerjei nukleotidok. A három nukleotid nitrogéntartalmú bázisai megegyeznek a DNS-t alkotó bázisokkal (A, G, C); a negyedik - uracil (U) - az RNS-molekulában van jelen a timin helyett. Az RNS-nukleotidok különböznek a DNS-nukleotidoktól és szénhidrátjuk szerkezetében (dizoxiribóz helyett ribóz).

Az RNS-láncban a nukleotidok az egyik nukleotid ribózja és egy másik foszforsavmaradéka közötti kovalens kötések révén kapcsolódnak össze. A két szálú RNS szerkezete különbözik. A kétszálú RNS-ek számos vírus genetikai információjának őrzői, pl. a kromoszómák funkcióit látják el. Az egyszálú RNS-ek a fehérjék szerkezetére vonatkozó információk átvitelét végzik a kromoszómából a szintézis helyére, és részt vesznek a fehérjék szintézisében.

Az egyszálú RNS-nek többféle típusa létezik. Nevük az elvégzett funkciónak vagy a cellában elfoglalt helynek köszönhető. A citoplazma RNS-ének nagy része (akár 80-90%) riboszómális RNS (rRNS), amely riboszómákban található. Az RRNS-molekulák viszonylag kicsik, és átlagosan 10 nukleotidból állnak. Az RNS (mRNS) egy másik típusa, amely információt hordoz a szintetizálandó fehérjék aminosav-szekvenciájáról a riboszómákhoz. Ezen RNS-ek mérete annak a DNS-szakasznak a hosszától függ, amelyben szintetizálták őket. A transzport RNS-ek több funkciót is ellátnak. Az aminosavakat a fehérjeszintézis helyére szállítják, "felismerik" (a komplementaritás elve alapján) az átvitt aminosavnak megfelelő tripletet és RNS-t, és elvégzik az aminosav pontos orientációját a riboszómán.

Zsírok és lipidek

A zsírok nagy molekulatömegű zsírsavak és glicerin háromértékű alkohol vegyületei. A zsírok nem oldódnak vízben - hidrofóbok. A sejt mindig tartalmaz más komplex hidrofób zsírszerű anyagokat, amelyeket lipoidoknak neveznek. A zsírok egyik fő funkciója az energia. 1 g zsír CO 2 -ra és H 2 O-ra történő felosztása során nagy mennyiségű energia szabadul fel - 38,9 kJ (~ 9,3 kcal). A sejt zsírtartalma a szárazanyag-tömeg 5-15%-a között mozog. Az élő szövet sejtjeiben a zsír mennyisége 90%-ra nő. A zsírok fő funkciója az állati (és részben a növényi) világban a tárolás.

1 g zsír teljes oxidációjával (szén-dioxiddá és vízzé) körülbelül 9 kcal energia szabadul fel. (1 kcal = 1000 cal; a kalória (cal, cal) a munka és az energia nem rendszerszintű egysége, amely megegyezik azzal a hőmennyiséggel, amely 1 ml víz per 1 °C-os felmelegítéséhez szükséges 101,325 kPa normál légköri nyomáson; 1 kcal = 4,19 kJ) ... Az oxidáció során (a szervezetben) 1 g fehérje vagy szénhidrát csak körülbelül 4 kcal / g szabadul fel. A vízi élőlények széles skálájában – az egysejtű kovamoszattól az óriáscápáig – a zsír lebeg, csökkentve az átlagos testsűrűséget. Az állati zsírok sűrűsége körülbelül 0,91-0,95 g / cm³. A gerincesek csontsűrűsége megközelíti az 1,7-1,8 g / cm3-t, és a legtöbb más szövet átlagos sűrűsége megközelíti az 1 g / cm3-t. Nyilvánvaló, hogy sok zsírra van szükség a nehéz csontváz "kiegyensúlyozásához".

A zsírok és lipidek építő funkciót is ellátnak: a sejtmembránok részét képezik. A zsír rossz hővezető képessége miatt védő funkcióra képes. Egyes állatoknál (fókák, bálnák) a bőr alatti zsírszövetben rakódik le, akár 1 m vastag réteget képezve Egyes lipoidok képződése számos hormon szintézisét megelőzi. Következésképpen ezeknek az anyagoknak az anyagcsere-folyamatokat szabályozó funkciója is van.

A sejt biológiáját általában minden iskolai tanterv ismeri. Meghívjuk Önt, hogy emlékezzen arra, amit valaha tanult, és fedezzen fel valami újat vele kapcsolatban. A "ketrec" elnevezést már 1665-ben javasolta az angol R. Hooke. Szisztematikusan azonban csak a 19. században kezdték el tanulmányozni. A tudósokat többek között a sejt testben betöltött szerepe érdekelte. Lehetnek sok különböző szerv és organizmus összetételében (tojás, baktérium, ideg, eritrociták), vagy önálló organizmusok (protozoák). Sokféleségük ellenére funkcióikban és felépítésükben sok a közös.

Sejtfunkciók

Mindegyik különbözik formájukban és gyakran funkciójukban is. Egy szervezet szöveteinek és szerveinek sejtjei is meglehetősen erősen különbözhetnek egymástól. A sejtbiológia azonban megkülönböztet olyan funkciókat, amelyek minden fajtájukban benne rejlenek. Mindig itt megy végbe a fehérjeszintézis. Ezt a folyamatot szabályozzák.A fehérjéket nem szintetizáló sejt lényegében elpusztult. Élő sejt az, amelynek összetevői folyamatosan változnak. Az anyagok fő osztályai azonban változatlanok maradnak.

A sejtben minden folyamat energia felhasználásával történik. Ezek a táplálkozás, a légzés, a szaporodás, az anyagcsere. Ezért egy élő sejtre jellemző, hogy folyamatosan energiacsere zajlik benne. Mindegyiküknek van egy közös legfontosabb tulajdonsága - az energia tárolásának és elköltésének képessége. Egyéb funkciók közé tartozik a megosztottság és az ingerlékenység.

Minden élő sejt reagálhat a környezetében bekövetkező kémiai vagy fizikai változásokra. Ezt a tulajdonságot ingerlékenységnek vagy ingerlékenységnek nevezik. A sejtekben gerjesztéskor megváltozik az anyagok bomlási sebessége és a bioszintézis, a hőmérséklet és az oxigénfogyasztás. Ebben az állapotban a rájuk jellemző funkciókat látják el.

Sejtszerkezet

Szerkezete meglehetősen összetett, bár egy olyan tudományban, mint a biológia, a legegyszerűbb életformának tartják. A sejtek az intercelluláris anyagban helyezkednek el. Légzést, táplálkozást és mechanikai erőt biztosít számukra. A sejtmag és a citoplazma minden sejt fő építőkövei. Mindegyiket membrán borítja, amelynek építőeleme egy molekula. A biológia megállapította, hogy a membrán sok molekulából áll. Több rétegben vannak elrendezve. A membránnak köszönhetően az anyagok szelektíven hatolnak be. A citoplazmában organellumok vannak - a legkisebb struktúrák. Ezek az endoplazmatikus retikulum, mitokondriumok, riboszómák, sejtközpont, Golgi komplexum, lizoszómák. A cikkben bemutatott rajzok tanulmányozásával jobban megértheti, hogyan néznek ki a sejtek.

Membrán

Endoplazmatikus retikulum

Ezt az organoidot azért nevezték így, mert a citoplazma központi részében található (a görögből az "endon" szót "belül" fordítják). Az EPS különböző formájú és méretű vezikulák, tubulusok, tubulusok nagyon elágazó rendszere. A membránoktól elhatárolódnak.

Kétféle EPS létezik. Az első szemcsés, amely ciszternákból és tubulusokból áll, amelyek felületét szemcsék (szemcsék) tarkítják. A második típusú EPS agranuláris, azaz sima. A gránák riboszómák. Érdekes, hogy az állati embriók sejtjeiben elsősorban szemcsés EPS-t figyeltek meg, míg felnőtt formákban általában agranuláris. Mint tudják, a riboszómák a fehérjeszintézis helyei a citoplazmában. Ez alapján feltételezhető, hogy a szemcsés EPS túlnyomórészt azokban a sejtekben fordul elő, ahol aktív fehérjeszintézis megy végbe. Az agranuláris hálózatról azt tartják, hogy főleg azokban a sejtekben van jelen, ahol lipidek, azaz zsírok és különféle zsírszerű anyagok aktív szintézise zajlik.

Mindkét típusú EPS nem csak a szerves anyagok szintézisében vesz részt. Itt ezek az anyagok felhalmozódnak, és el is szállítják a szükséges helyekre. Az EPS szabályozza a környezet és a sejt közötti anyagcserét is.

Riboszómák

Mitokondriumok

Az energiaorganellumok közé tartoznak a mitokondriumok (a fenti képen) és a kloroplasztiszok. A mitokondriumok egyfajta energiaállomások minden sejtben. Bennük nyerik ki az energiát a tápanyagokból. A mitokondriumok változó alakúak, de leggyakrabban szemcsék vagy filamentumok. Számuk és méretük nem állandó. Attól függ, hogy mi az adott sejt funkcionális aktivitása.

Ha megnézi az elektronmikroszkópos felvételt, láthatja, hogy a mitokondriumoknak két membránja van: egy belső és egy külső. A belső enzimekkel borított kinövéseket (cristae) képez. A cristae jelenléte miatt a teljes mitokondriális felület megnő. Ez azért fontos, hogy az enzimek aktívan működjenek.

A mitokondriumokban a tudósok specifikus riboszómákat és DNS-t találtak. Ez lehetővé teszi, hogy ezek az organellumok egymástól függetlenül szaporodjanak a sejtosztódás során.

Kloroplasztok

Ami a kloroplasztiszokat illeti, alakja korong vagy gömb kettős héjjal (belső és külső). Ezen az organoidon belül riboszómák, DNS és grana is találhatók - speciális membránképződmények, amelyek mind a belső membránhoz, mind egymáshoz kapcsolódnak. A klorofill pontosan a gran membránokban található. Ennek köszönhetően a napfény energiája kémiai energiává alakul át adenozin-trifoszfáttá (ATP). A kloroplasztiszokban szénhidrátok szintézisére használják (vízből és szén-dioxidból képződik).

Egyetértek, a fent bemutatott információkat nem csak a biológia tesztjének átadásához kell tudnia. A sejt az építőanyag, amelyből testünk készül. Az egész élő természet pedig egy összetett sejtgyűjtemény. Amint látja, sok olyan összetevő van, amely kiemelkedik bennük. Első pillantásra úgy tűnhet, hogy egy sejt szerkezetének tanulmányozása nem könnyű feladat. Viszont ha megnézzük, ez a téma nem is olyan nehéz. Ismernie kell ahhoz, hogy jól jártas legyen egy olyan tudományban, mint a biológia. A sejt összetétele az egyik alapvető témája.

Mint minden élőlény, az emberi test is sejtekből áll. A test sejtszerkezetéből adódóan lehetséges növekedése, szaporodása, a sérült szervek és szövetek helyreállítása és egyéb tevékenységi formák. A sejtek alakja és mérete eltérő, és attól függ, hogy milyen funkciót látnak el.

Minden sejtben két fő rész különböztethető meg - a citoplazma és a sejtmag, a citoplazma viszont organellumokat tartalmaz - a legkisebb sejtstruktúrákat, amelyek létfontosságú tevékenységét biztosítják (mitokondriumok, riboszómák, sejtközpont stb.). A sejtmagban a sejtosztódás előtt speciális fonalszerű testek képződnek - kromoszómák. A sejt külsejét membrán borítja, amely elválasztja az egyik sejtet a másiktól. A sejtek közötti teret folyékony intercelluláris anyag tölti ki. A membrán fő funkciója, hogy biztosítja a különböző anyagok szelektív bejutását a sejtbe és az anyagcseretermékek eltávolítását onnan.

Az emberi test sejtjei különféle szervetlen (víz, ásványi sók) és szerves anyagokból (szénhidrátok, zsírok, fehérjék és nukleinsavak) épülnek fel.

A szénhidrátok szénből, hidrogénből és oxigénből állnak; sok közülük vízben könnyen oldódik, és a létfontosságú folyamatok végrehajtásának fő energiaforrásai.

A zsírokat ugyanazok a kémiai elemek képezik, mint a szénhidrátokat; vízben oldhatatlanok. A zsírok a sejtmembránok részét képezik, és alapvető energiaforrásként is szolgálnak a szervezetben.

A fehérjék a sejtek fő építőkövei. A fehérjék szerkezete összetett: a fehérjemolekula nagy, és tíz és száz egyszerűbb vegyületből - aminosavakból álló lánc. Számos fehérje olyan enzimként szolgál, amely felgyorsítja a biokémiai folyamatok lefolyását a sejtben.

A sejtmagban termelődő nukleinsavak szénből, oxigénből, hidrogénből és foszforból állnak. Kétféle nukleinsav létezik:

1) a dezoxiribonukleinsav (DNS) a kromoszómákban található, és meghatározza a sejtfehérjék összetételét, valamint az örökletes tulajdonságok és tulajdonságok átvitelét a szülőkről az utódokra;

2) ribonukleinsav (RNS) - a sejtre jellemző fehérjék képződésével kapcsolatos.

A SEJT ÉLETTANA

Az élő sejtnek számos olyan tulajdonsága van: anyagcsere- és szaporodási képesség, ingerlékenység, növekedés és mobilitás, amelyek alapján az egész szervezet funkciói megvalósulnak.

A citoplazma és a sejtmag olyan anyagokból áll, amelyek az emésztőrendszeren keresztül jutnak be a szervezetbe. Az emésztés során összetett szerves anyagok kémiai bomlása következik be, egyszerűbb vegyületek képződésével, amelyeket a vérrel juttatnak a sejtbe. A kémiai bomlás során felszabaduló energiát a sejtek létfontosságú tevékenységének fenntartásához használják fel. A bioszintézis során a sejtbe jutó egyszerű anyagokat komplex szerves vegyületekké dolgozzák fel. A salakanyagok - szén-dioxid, víz és egyéb vegyületek - a vér a sejtből a vesékbe, a tüdőbe és a bőrbe juttatja, amelyek a külső környezetbe juttatják. Az ilyen anyagcsere következtében a sejtek összetétele folyamatosan megújul: egyes anyagok képződnek bennük, mások elpusztulnak.

A sejt, mint egy élő rendszer elemi egysége ingerlékenységgel, azaz külső és belső hatásokra való reagálási képességgel rendelkezik.

Az emberi test legtöbb sejtje közvetett osztódással szaporodik. Az osztódás előtt minden kromoszómát a sejtmagban jelenlévő anyagok teszik teljessé, és megkétszereződik.

A közvetett hasadási folyamat több fázisból áll.

1. A mag térfogatának növelése; az egyes párok kromoszómáinak elválasztása egymástól és diszperziójuk a sejtben; kialakulása az osztódási orsó sejtközéppontjából.

2. A kromoszómák egymáshoz igazítása a sejtegyenlítő síkjában és az orsószálak rögzítése hozzájuk.

3. Párosított kromoszómák divergenciája a sejt középpontjától az ellentétes pólusok felé.

4. Az elválasztott kromoszómákból két mag képződése, szűkület, majd septum kialakulása a sejttesten.

Ennek az osztódásnak köszönhetően a kromoszómák - a szervezet örökletes tulajdonságait és tulajdonságait hordozó - pontos eloszlása ​​biztosított a két leánysejt között.

A sejtek a térfogat növekedésével növekedhetnek, és néhányuk képes mozogni.