Šūnu struktūras vienotība.
Jebkuras šūnas saturu no ārējās vides atdala īpaša struktūra - plazmas membrāna (plasmalemma).Šī izolācija ļauj jums izveidot ļoti īpašu vidi šūnas iekšienē, atšķirībā no tā, kas to ieskauj. Tāpēc šūnā var notikt procesi, kas nekur nenotiek, tos sauc dzīvībai svarīgus procesus.
Tiek saukta dzīvās šūnas iekšējā vide, ko ierobežo plazmas membrāna citoplazma. Tas iekļauj hialoplazma(pamata caurspīdīga viela) un šūnu organoīdi, kā arī dažādas nepastāvīgas struktūras - iekļaušana. Ietver arī organellus, kas atrodas jebkurā šūnā ribosomas, uz kuras ir olbaltumvielu sintēze.
Eikariotu šūnu struktūra.
Eikarioti ir organismi, kuru šūnām ir kodols. Kodols- šī ir pati eikariotu šūnas organelle, kurā tiek glabāta iedzimta informācija, kas ierakstīta hromosomās, un no kuras tā tiek pārrakstīta. Hromosoma ir DNS molekula, kas integrēta ar olbaltumvielām. Kodols satur kodols- vieta, kur veidojas citas svarīgas organoīdas, kas iesaistītas olbaltumvielu sintēzē; ribosomas. Bet ribosomas veidojas tikai kodolā, un tās darbojas (t.i., sintezē olbaltumvielas) citoplazmā. Daži no tiem brīvi atrodas citoplazmā, un daži piestiprinās pie membrānām, veido sietu, ko sauc par endoplazmatisks.
Ribosomas- organoīdi, kas nav membrānas.
Endoplazmatiskais tīkls ir kanāliņu tīkls, ko ierobežo membrānas. Ir divi veidi: gluda un granulēta. Ribosomas atrodas uz granulētā endoplazmatiskā retikuluma membrānām, tāpēc tajā tiek sintezēti un transportēti proteīni. Un gludais endoplazmatiskais tīkls ir vieta ogļhidrātu un lipīdu sintēzei un transportēšanai. Uz tā nav ribosomu.
Olbaltumvielu, ogļhidrātu un tauku sintēzei nepieciešama enerģija, ko eikariotu šūnā ražo šūnas "enerģijas stacijas" - mitohondriji.
Mitohondriji- divu membrānu organoīdi, kuros tiek veikts šūnu elpošanas process. Organiskie savienojumi tiek oksidēti uz mitohondriju membrānām, un ķīmiskā enerģija uzkrājas īpašu enerģijas molekulu veidā (ATP).
Šūnā ir arī vieta, kur organiskie savienojumi var uzkrāties un no kurienes tos transportēt - tas ir Golgi aparāts, plakanu membrānu maisiņu sistēma. Tas ir iesaistīts olbaltumvielu, lipīdu, ogļhidrātu transportēšanā. Golgi aparātā veidojas arī intracelulārās gremošanas organoīdi - lizosomas.
Lizosomas- vienas šūnas membrānas organoīdas, kas raksturīgas dzīvnieku šūnām, satur fermentus, kas spēj sadalīt olbaltumvielas, ogļhidrātus, nukleīnskābes, lipīdus.
Šūnā var būt organoīdi, kuriem nav membrānas struktūras, piemēram, ribosomas un citoskelets.
Citoskelets- Šī ir šūnas muskuļu un skeleta sistēma, tajā ietilpst mikrofilamenti, skropstas, flagellas, šūnu centrs, kas ražo mikrotubulus un centrioles.
Ir organoīdi, kas raksturīgi tikai augu šūnām - plastīdi. Ir: hloroplasti, hromoplasti un leikoplasti. Fotosintēzes process notiek hloroplastos.
Arī augu šūnās vakuoli- Šūnu atkritumi, kas ir ūdens un tajā izšķīdušo savienojumu rezervuāri. Eikariotu organismi ietver augus, dzīvniekus un sēnītes.
Prokariotu šūnu struktūra.
Prokarioti- vienšūnas organismi, kuru šūnās nav kodola.
Prokariotu šūnas ir maza izmēra un saglabā ģenētisko materiālu apļveida DNS molekulas (nukleoīda) veidā. Prokariotu organismi ietver baktērijas un zilaļģes, ko agrāk sauca par zilaļģēm.
Ja prokariotos notiek aerobās elpošanas process, tad tam tiek izmantoti īpaši plazmas membrānas izvirzījumi - mezosomas. Ja baktērijas ir fotosintēzes, tad fotosintēzes process notiek uz fotosintēzes membrānām - tilakoīdi.
Olbaltumvielu sintēze prokariotos notiek ribosomas. Prokariotu šūnās ir maz organellu.
Eikariotu šūnu organellu izcelsmes hipotēzes.
Prokariotu šūnas uz Zemes parādījās agrāk nekā eikariotiskās.
1) simbiotiskā hipotēze izskaidro dažu eikariotu šūnas organellu - mitohondriju un fotosintēzes plastīdu - rašanās mehānismu.
2) Iedvesmojoša hipotēze- apgalvo, ka eikariotu šūnas izcelsme ir no tā, ka senču forma bija aerobā prokariota. Organoīdi tajā radās membrānas daļu iebrukšanas un atdalīšanās rezultātā, kam sekoja funkcionāla specializācija citu organellu kodolā, mitohondrijos, hloroplastos.
Eikariotu šūnas sākot no vienkāršākajiem organismiem līdz augstāku augu un zīdītāju šūnām, atšķiras struktūras sarežģītība un daudzveidība. Tipiski eikariotu šūna nepastāv, bet kopīgas iezīmes var atšķirt no tūkstošiem šūnu tipu. Katrs eikariotu šūna sastāv no citoplazmas un kodola.
Struktūra eikariotu šūna.
Plazmalemma Dzīvnieku šūnu (šūnu sienu) veido membrāna, kas no ārpuses ir pārklāta ar 10-20 nm biezu glikokalipsa slāni. Plazmalemma veic norobežojošās, barjeras, transporta un receptoru funkcijas. Pateicoties selektīvās caurlaidības īpašībai, plazmaslemma regulē šūnas iekšējās vides ķīmisko sastāvu. Plazmaslemma satur receptoru molekulas, kas selektīvi atpazīst noteiktas bioloģiski aktīvas vielas (hormonus). Slāņos un slāņos blakus esošās šūnas tiek saglabātas dažāda veida kontaktu klātbūtnes dēļ, ko attēlo plazmaslemmas sadaļas, kurām ir īpaša struktūra. No iekšpuses garozas (garozas) slānis atrodas blakus membrānai citoplazma ar biezumu 0,1-0,5 mikroni.
Citoplazma. Citoplazmā ir vairākas izveidotas struktūras, kurām ir regulāras struktūras un uzvedības iezīmes dažādos šūnas dzīves periodos. Katrai no šīm struktūrām ir noteikta funkcija. Tādējādi tos salīdzināja ar visa organisma orgāniem, saistībā ar kuriem viņi saņēma nosaukumu organoīdi, vai organoīdi... Citoplazmā tiek nogulsnētas dažādas vielas - ieslēgumi (glikogēns, tauku pilieni, pigmenti). Citoplazma ir caurlaidīga ar membrānām Endoplazmatiskais tīkls.
Endoplazmatiskais tīkls (EML)... Endoplazmatiskais tīkls ir sazarots kanālu un dobumu tīkls šūnas citoplazmā, ko veido membrānas. Kanālu membrānās ir daudz fermentu, kas nodrošina šūnas dzīvībai svarīgo darbību. Ir divu veidu EML membrānas - gludas un raupjas. Uz membrānām gluds endoplazmatiskais tīkls ir fermentu sistēmas, kas iesaistītas tauku un ogļhidrātu metabolismā. Galvenā funkcija raupjš endoplazmatiskais tīkls- olbaltumvielu sintēze, kas tiek veikta membrānām piestiprinātās ribosomās. Endoplazmatiskais tīkls- Šī ir vispārēja intracelulārās cirkulācijas sistēma, caur kuras kanāliem vielas tiek transportētas šūnā un no šūnas uz šūnu.
Ribosomas veic proteīnu sintēzes funkciju. Ribosomas ir sfēriskas daļiņas ar diametru 15-35 nm, kas sastāv no 2 nevienāda izmēra apakšvienībām un satur aptuveni vienādu daudzumu olbaltumvielu un RNS. Ribosomas citoplazmā atrodas vai ir piestiprinātas pie endoplazmatiskā retikuluma membrānu ārējās virsmas. Atkarībā no sintezētā proteīna veida ribosomas var apvienoties kompleksos - poliribosomas... Ribosomas ir visu veidu šūnās.
Golgi komplekss. Galvenais strukturālais elements Golgi komplekss ir gluda membrāna, kas veido saplacinātu cisternu, lielu vakuolu vai mazu pūslīšu paketes. Golgi kompleksa cisternas ir savienotas ar endoplazmatiskā retikuluma kanāliem. Olbaltumvielas, polisaharīdi un tauki, kas sintezēti uz endoplazmatiskā retikuluma membrānām, tiek transportēti uz kompleksu, kondensējas tā struktūru iekšienē un tiek “iepakoti” sekrēcijas veidā, kas ir gatava atbrīvošanai, vai tiek izmantoti pašā šūnā tās dzīves laikā.
Mitohondriji. Mitohondriju universālais izplatījums dzīvnieku un augu pasaulē norāda uz to svarīgo lomu mitohondriji spēlēt būrī. Mitohondriji ir sfēriskas, ovālas un cilindriskas formas, var būt filiformas. Mitohondriju izmērs ir 0,2-1 mikroni diametrā, līdz 5-7 mikroniem garš. Kvēldiegu formu garums sasniedz 15-20 mikronus. Mitohondriju skaits dažādu audu šūnās nav vienāds, ir vairāk tādu, kur sintētiskie procesi ir intensīvi (aknas) vai enerģijas patēriņš ir liels. Mitohondriju siena sastāv no 2 membrānām - ārējās un iekšējās. Ārējā membrāna ir gluda, un starpsienas - grēdas vai kristalas - stiepjas no organoīda iekšpuses uz iekšpusi. Uz kristalas membrānām atrodas daudzi fermenti, kas iesaistīti enerģijas metabolismā. Mitohondriju galvenā funkcija - ATP sintēze.
Lizosomas- mazi ovāli ķermeņi ar diametru aptuveni 0,4 mikroni, ko ieskauj viena trīs slāņu membrāna. Lizosomas satur apmēram 30 fermentus, kas spēj šķelt olbaltumvielas, nukleīnskābes, polisaharīdus, lipīdus un citas vielas. Vielu sadalījumu, izmantojot fermentus, sauc līze, tāpēc organoīds ir nosaukts lizosoma... Tiek uzskatīts, ka lizosomas veidojas no Golgi kompleksa struktūrām vai tieši no endoplazmatiskā tīkla. Lizosomu funkcijas : barības vielu intracelulārā gremošana, pašas šūnas struktūras iznīcināšana tās nāves laikā embrija attīstības laikā, kad embrija audi tiek aizstāti ar pastāvīgiem, un daudzos citos gadījumos.
Centrioles.Šūnu centrs sastāv no 2 ļoti maziem cilindriskiem korpusiem, kas atrodas taisnā leņķī viens pret otru. Šos mazos ķermeņus sauc centrioles... Centriolu siena sastāv no 9 pāriem mikrotubulu. Centrioles spēj sevi salikt un pieder pie citoplazmas pašreproduktīvajām organellām. Centrioles spēlē svarīgu lomu šūnu dalīšanā: tās sāk mikrotubulu augšanu, kas veido dalīšanās vārpstu.
Kodols. Kodols ir vissvarīgākā šūnas sastāvdaļa. Tas satur DNS molekulas un tāpēc veic divas galvenās funkcijas: 1) ģenētiskās informācijas uzglabāšana un pavairošana, 2) vielmaiņas procesu regulēšana šūnā. Pazaudēta šūna kodols, nevar pastāvēt. Kodols arī nav spējīgs patstāvīgi eksistēt. Lielākajai daļai šūnu ir viens kodols, bet vienā šūnā var novērot 2-3 kodolus, piemēram, aknu šūnās. Ir zināmas daudzkodolu šūnas ar vairākiem desmitiem kodolu. Kodolu formas ir atkarīgas no šūnas formas. Kodoli ir sfēriski, vairāku asmeņu. Kodolu ieskauj apvalks, kas sastāv no divām membrānām ar parasto trīs slāņu struktūru. Ārējā kodola membrāna ir pārklāta ar ribosomām, iekšējā membrāna ir gluda. Galveno lomu kodola dzīvībai svarīgajā aktivitātē spēlē vielmaiņa starp kodolu un citoplazmu. Kodola saturs ietver kodola sulu vai karioplazmu, hromatīnu un kodolu. Kodola sulas sastāvā ietilpst dažādi proteīni, ieskaitot lielāko daļu kodola enzīmu, brīvos nukleotīdus, aminoskābes, kodola un hromatīna darbības produktus, kas pārvietojas no kodola uz citoplazmu. Hromatīns satur DNS, olbaltumvielas un ir savīti un sablīvēti hromosomu posmi. Kodols ir blīvs, noapaļots ķermenis, kas atrodas kodola sulā. Nukleolu skaits svārstās no 1 līdz 5-7 vai vairāk. Nukleoli atrodas tikai nesadalāmajos kodolos, mitozes laikā tie pazūd, un pēc dalīšanās pabeigšanas tie atkal veidojas. Kodols nav neatkarīgs šūnu organoīds; tam trūkst membrānas un tas veidojas ap hromosomu reģionu, kurā ir kodēta rRNS struktūra. Kodolā veidojas ribosomas, kas pēc tam pārvietojas citoplazmā. Hromatīns Tiek saukti kodoli, granulas un retikulāras struktūras, kas ir intensīvi iekrāsotas ar dažām krāsvielām un pēc formas atšķiras no kodola.
Šūna ir visu struktūras un dzīvībai svarīgas darbības elementāra vienība dzīvs organismi(izņemot vīrusi, par kurām bieži runā kā par bezšūnu dzīvības formām), kam ir savs metabolisms, kas spēj patstāvīgi pastāvēt, vairoties un attīstīties. Visi dzīvie organismi vai nu kā daudzšūnu dzīvnieki, augi un sēnes, sastāv no daudzām šūnām vai tikpat daudz vienšūņi un baktērijas ir vienšūnas organismi... Tika nosaukta bioloģijas sadaļa, kas nodarbojas ar šūnu struktūras un dzīvībai svarīgās aktivitātes izpēti citoloģija... Pēdējā laikā ir ierasts runāt arī par šūnu bioloģiju jeb šūnu bioloģiju.
Augu un dzīvnieku šūnu atšķirīgās iezīmes
|
Zīmes |
Augu šūna |
Dzīvnieku būris |
|
Plastīdi |
Hloroplasti, hromoplasti, leikoplasti |
Nav |
|
Pārtikas metode |
Autotrofiska (fototrofiska, ķīmotrofiska) | |
|
ATP sintēze |
Hloroplastos, mitohondrijos |
Mitohondrijās |
|
ATP šķelšanās |
Hloroplastos un visās šūnas daļās, kur nepieciešama enerģija |
Visās šūnas daļās, kur nepieciešama enerģija |
|
Šūnu centrs |
Zemākajos augos |
Visās šūnās |
|
Celulozes šūnu siena |
Atrodas ārpus šūnu membrānas |
Trūkst |
|
Iekļaušana |
Rezerves barības vielas cietes graudu, olbaltumvielu, eļļas pilienu veidā; vakuoli ar šūnu sulu; sāls kristāli |
Rezerves barības vielas graudu un pilienu veidā (olbaltumvielas, tauki, ogļhidrāti, glikogēns); vielmaiņas galaprodukti, sāls kristāli, pigmenti |
|
Lieli dobumi, kas piepildīti ar šūnu sulu - dažādu vielu (rezerves vai galaproduktu) ūdens šķīdums. Šūnas osmotiskie rezervuāri. |
Saraušanās, gremošanas, ekskrēcijas vakuoli. Parasti mazs. |
Vispārīgās iezīmes 1. Struktūras sistēmu - citoplazmas un kodola - vienotība. 2. Metabolisma un enerģijas procesu līdzība. 3. Iedzimtības kodeksa principa vienotība. 4. Universāla membrānas struktūra. 5. Ķīmiskā sastāva vienotība. 6. Šūnu dalīšanās procesa līdzība.
Šūnu struktūra
Visas šūnu dzīvības formas uz Zemes var iedalīt divās valstībās, pamatojoties uz to veidojošo šūnu struktūru:
prokariotiem (pirmskodoliem) ir vienkāršāka struktūra un tie radās agrāk evolūcijas procesā;
eikarioti (kodolieroči) - sarežģītāki, radās vēlāk. Šūnas, kas veido cilvēka ķermeni, ir eikarioti.
Neskatoties uz formu daudzveidību, visu dzīvo organismu šūnu organizācija ir pakārtota vienotiem strukturāliem principiem.
Šūnas saturu no vides atdala plazmas membrāna vai plazmas membrāna. Šūnas iekšpusē ir piepildīta citoplazma, kurā atrodas dažādi organoīdi un šūnu ieslēgumi, kā arī ģenētiskais materiāls DNS molekulas veidā. Katrs šūnas organoīds veic savu īpašo funkciju, un kopā tie visi nosaka šūnas dzīvībai svarīgo darbību kopumā.
Prokariotu šūna
Tipiskas prokariotu šūnas struktūra: kapsula, šūnapvalki, plazmolemma, citoplazma,ribosomas, plazmīds, dzēra, flagellum,nukleoīds.
Prokarioti (no lat. pro- pirms, pirms un Grieķu κάρῠον - kodols, rieksts) - organismi, kuriem atšķirībā no eikariotiem nav izveidojies šūnu kodols un citi iekšējās membrānas organoīdi (izņemot plakanas cisternas fotosintēzes sugās, piemēram, zilaļģes). Vienīgā lielā apļveida (dažās sugās - lineāra) divpavedienu molekula DNS, kas satur lielāko daļu šūnas ģenētiskā materiāla (t.s nukleoīds) neveido kompleksu ar olbaltumvielām histoni(tā sauc hromatīns). Prokarioti ietver baktērijas, ieskaitot zilaļģes(zilaļģes) un arheja... Prokariotu šūnu pēcteči ir organoīdi eikariotu šūnas - mitohondriji un plastīdi... Šūnas galvenais saturs, kas aizpilda visu tā tilpumu, ir viskoza granulēta citoplazma.
Eikariotu šūna
Eikarioti ir organismi, kuriem atšķirībā no prokariotiem ir formalizēta šūna kodols atdalīta no citoplazmas ar kodola apvalku. Ģenētiskais materiāls ir ietverts vairākās lineārās divpavedienu DNS molekulās (atkarībā no organismu veida to skaits vienā kodolā var svārstīties no diviem līdz vairākiem simtiem), kas no iekšpuses piestiprinātas pie šūnas kodola membrānas un veidojas plašā vairākums (izņemot dinoflagellates) komplekss ar olbaltumvielām histoni sauca hromatīns... Eikariotu šūnās ir iekšējo membrānu sistēma, kas papildus kodolam veido vairākas citas organoīdi (Endoplazmatiskais tīkls, Golgi aparāts u.c.). Turklāt lielākajai daļai ir pastāvīgi intracelulāri simbionti- prokarioti - mitohondriji, un aļģēs un augos - arī plastīdi.
Eikariotu šūnu struktūra
Dzīvnieka šūnas shematisks attēlojums. (Noklikšķinot uz jebkura šūnas sastāvdaļu nosaukuma, tiks atvērts atbilstošais raksts.)
Dzīvnieku šūnu virsmas komplekss
Sastāv no glikokaliksa, plazmaslemmas un garozas slāņa, kas atrodas zem tā citoplazma... Plazmas membrānu sauc arī par plazmaslemmu, ārējo šūnu membrānu. Tā ir bioloģiska membrāna, kuras biezums ir aptuveni 10 nanometri. Pirmkārt, tas nodrošina norobežojošu funkciju attiecībā pret šūnu ārējo vidi. Turklāt viņa uzstājas transporta funkcija... Šūna netērē enerģiju, lai saglabātu savas membrānas integritāti: molekulas tiek saglabātas saskaņā ar to pašu principu, saskaņā ar kuru tauku molekulas tiek turētas kopā - hidrofobs tas ir termodinamiski izdevīgāk, ja molekulu daļas atrodas tuvu viena otrai. Glikokalikss ir oligosaharīdu, polisaharīdu, glikoproteīnu un glikolipīdu molekula, kas "noenkurota" plazmas membrānā. Glikokalikss veic receptoru un marķieru funkcijas. Plazmas membrāna dzīvniekišūnas galvenokārt sastāv no fosfolipīdiem un lipoproteīniem ar iestrādātām olbaltumvielu molekulām, jo īpaši virsmas antigēniem un receptoriem. Citoplazmas garozas (blakus plazmas membrānai) slānī ir specifiski citoskeleta elementi - aktīna mikrofilamenti, kas pasūtīti noteiktā veidā. Galvenā un vissvarīgākā garozas slāņa (garozas) funkcija ir pseidopodijas reakcijas: pseidopodiju izmešana, piestiprināšana un saraušanās. Šajā gadījumā mikrošķiedras tiek pārkārtotas, pagarinātas vai saīsinātas. Šūnas forma ir atkarīga arī no garozas slāņa citoskeleta struktūras (piemēram, mikrovillu klātbūtne).
Šūnas, kas veido dzīvnieku un augu audus, ievērojami atšķiras pēc formas, lieluma un iekšējās struktūras. Tomēr tie visi parāda līdzības vitālo procesu galvenajās iezīmēs, vielmaiņā, aizkaitināmībā, izaugsmē, attīstībā un spējā mainīties.
Visu veidu šūnas satur divus galvenos komponentus, kas ir cieši saistīti viens ar otru - citoplazmu un kodolu. Kodolu atdala no citoplazmas ar porainu membrānu, un tajā ir kodola sula, hromatīns un kodols. Pusšķidrā citoplazma piepilda visu šūnu un ir caurlaidīga ar daudzām kanāliņām. Ārpusē tas ir pārklāts ar citoplazmas membrānu. Tā ir specializējusies organellu struktūras, pastāvīgi atrodas šūnā un pagaidu veidojumi - iekļaušana.Membrānas organoīdi : ārējā citoplazmatiskā membrāna (HCM), endoplazmatiskais tīkls (EPS), Golgi aparāts, lizosomas, mitohondriji un plastīdi. Visu membrānas organellu struktūras pamatā ir bioloģiska membrāna. Visām membrānām ir principiāli vienots strukturālais plāns, un tās sastāv no dubultā fosfolipīdu slāņa, kurā olbaltumvielu molekulas tiek iegremdētas no dažāda dziļuma vītolu dažādām pusēm. Organoīdu membrānas atšķiras viena no otras tikai ar tajās iekļautajiem proteīnu komplektiem.
Eikariotu šūnas struktūras diagramma. A - dzīvnieku izcelsmes šūna; B - augu šūna: 1 - kodols ar hromatīnu un kodolu, 2 - citoplazmas membrāna, 3 šūnu siena, 4 - poras šūnu sieniņā, caur kurām sazinās kaimiņu šūnu citoplazma, 5 - raupjš endoplazmatiskais tīkls, b - gluds endoplazmatiskais tīkls , 7 - pinocītu vakuols, 8 - Golgi aparāts (komplekss), 9 - lizosoma, 10 - tauku ieslēgumi gludā endoplazmatiskā retikuluma kanālos, 11 - šūnu centrs, 12 - mitohondriji, 13 - brīvās ribosomas un poliribosomas, 14 - vakuols , 15 - hloroplasts
Citoplazmas membrāna. Visās augu šūnās, daudzšūnu dzīvniekos, vienšūņos un baktērijās šūnu membrāna ir trīs slāņu: ārējais un iekšējais slānis sastāv no olbaltumvielu molekulām, vidējais-no lipīdu molekulām. Tas ierobežo citoplazmu no ārējās vides, ieskauj visus šūnu organoīdus un pārstāv universālu bioloģisko struktūru. Dažās šūnās ārējo membrānu veido vairākas membrānas, kas cieši pieguļ viena otrai. Šādos gadījumos šūnu membrāna kļūst blīva un elastīga un ļauj saglabāt šūnas formu, kā, piemēram, euglēnas un skropstu kurpēs. Lielākajai daļai augu šūnu papildus membrānai ir arī biezs celulozes apvalks ārpusē - šūnapvalki... Tas ir skaidri redzams parastajā gaismas mikroskopā un stingra ārējā slāņa dēļ veic atbalsta funkciju, kas piešķir šūnām skaidru formu.
Uz šūnas virsmas membrāna veido iegarenus izaugumus - mikrovilli, krokas, izvirzījumus un izvirzījumus, kas ievērojami palielina absorbējošo vai izvadāmo virsmu. Ar membrānu izaugumu palīdzību šūnas tiek savienotas viena ar otru daudzšūnu organismu audos un orgānos; dažādi fermenti, kas iesaistīti vielmaiņā, atrodas uz membrānu krokām. Norobežojot šūnu no vides, membrāna regulē vielu difūzijas virzienu un vienlaikus aktīvi pārnes tās šūnā (uzkrāšanās) vai uz āru (izdalīšanās). Pateicoties šīm membrānas īpašībām, kālija, kalcija, magnija, fosfora jonu koncentrācija citoplazmā ir augstāka, un nātrija un hlora koncentrācija ir zemāka nekā vidē. Caur ārējās membrānas porām no ārējās vides šūnā iekļūst joni, ūdens un sīkas citu vielu molekulas. Salīdzinoši lielu cietu daļiņu iekļūšanu šūnā veic fagocitoze(no grieķu "fago" - es apriju, "pitoe" - šūna). Šajā gadījumā ārējā membrāna saskares vietā ar daļiņu izliekas šūnas iekšienē, velkot daļiņu citoplazmas dziļumā, kur tā tiek pakļauta fermentatīvai šķelšanai. Šķidru vielu pilieni šūnā nonāk līdzīgā veidā; to absorbciju sauc pinocitoze(no grieķu "pino" - es dzeru, "citos" - šūna). Ārējai šūnu membrānai ir arī citas svarīgas bioloģiskas funkcijas.
Citoplazma 85% sastāv no ūdens, 10% - no olbaltumvielām, pārējais ir lipīdu, ogļhidrātu, nukleīnskābju un minerālu savienojumu daļa; visas šīs vielas veido koloidālu šķīdumu, kas pēc konsistences ir līdzīgs glicerīnam. Šūnas koloidālajai vielai atkarībā no tās fizioloģiskā stāvokļa un ārējās vides ietekmes rakstura piemīt gan šķidra, gan elastīga, blīvāka ķermeņa īpašības. Citoplazmu caurstrāvo dažādu formu un izmēru kanāli, kurus sauc Endoplazmatiskais tīkls. To sienas ir membrānas, kas ir ciešā saskarē ar visiem šūnas organoīdiem un kopā ar tām veido vienotu funkcionālu un strukturālu sistēmu vielmaiņas, enerģijas un vielu pārvietošanai šūnā.
Kanāliņu sienās ir mazākie graudi-granulas, ko sauc ribosomas.Šo kanāliņu tīklu sauc par granulētu. Ribosomas var izkaisīt uz kanāliņu virsmas vai veidot piecu līdz septiņu vai vairāku ribosomu kompleksus, ko sauc par polisomas. Citas kanāliņas nesatur granulas; tās veido gludu endoplazmatisko tīklu. Uz sienām ir fermenti, kas iesaistīti tauku un ogļhidrātu sintēzē.
Kanāliņu iekšējā dobums ir piepildīts ar šūnas atkritumiem. Starpšūnu kanāliņi, veidojot sarežģītu sazarošanās sistēmu, regulē vielu kustību un koncentrāciju, atdala dažādas organisko vielu molekulas un to sintēzes posmus. Uz fermentiem bagāto membrānu iekšējām un ārējām virsmām tiek sintezēti proteīni, tauki un ogļhidrāti, kas tiek vai nu izmantoti vielmaiņā, vai uzkrājas citoplazmā kā ieslēgumi, vai tiek izvadīti.
Ribosomas atrodams visu veidu šūnās - no baktērijām līdz daudzšūnu organismu šūnām. Tie ir noapaļoti ķermeņi, kas sastāv no ribonukleīnskābes (RNS) un olbaltumvielām gandrīz vienādās proporcijās. Tie noteikti ietver magniju, kura klātbūtne atbalsta ribosomu struktūru. Ribosomas var saistīt ar endoplazmatiskā retikuluma membrānām, ar ārējo šūnu membrānu vai brīvi atrasties citoplazmā. Tajos tiek veikta olbaltumvielu sintēze. Ribosomas papildus citoplazmai ir atrodamas šūnu kodolā. Tie veidojas kodolā un pēc tam nonāk citoplazmā.
Golgi komplekss augu šūnās tas izskatās kā atsevišķi ķermeņi, ko ieskauj membrānas. Dzīvnieku šūnās šo organoīdu attēlo cisternas, kanāliņi un pūslīši. Šūnu sekrēcijas produkti iekļūst Golgi kompleksa membrānas caurulītēs no endoplazmatiskā retikuluma kanāliņiem, kur tos ķīmiski pārkārto, sablīvē un pēc tam pārnes citoplazmā un vai nu izmanto pati šūna, vai arī no tās izdalās. Golgi kompleksa tvertnēs tiek sintezēti polisaharīdi un apvienoti ar olbaltumvielām, kā rezultātā veidojas glikoproteīni.
Mitohondriji- mazi stieņa formas ķermeņi, ko ierobežo divas membrānas. No mitohondriju iekšējās membrānas stiepjas daudzas krokas - kristalas, uz to sienām ir dažādi fermenti, ar kuru palīdzību tiek sintezēta augstas enerģijas viela - adenozīna trifosforskābe (ATP). Atkarībā no šūnas aktivitātes un ārējām ietekmēm mitohondriji var pārvietoties, mainīt to lielumu un formu. Ribosomas, fosfolipīdi, RNS un DNS ir atrodamas mitohondrijās. DNS klātbūtne mitohondrijās ir saistīta ar šo organellu spēju vairoties, šūnu dalīšanās laikā veidojot sašaurināšanos vai pumpuru veidošanos, kā arī daļas mitohondriju proteīnu sintēzi.
Lizosomas- mazi ovāli veidojumi, ko ierobežo membrāna un kas izkaisīti visā citoplazmā. Atrodams visās dzīvnieku un augu šūnās. Tie rodas endoplazmatiskā retikula paplašinājumos un Golgi kompleksā, šeit tie ir piepildīti ar hidrolītiskiem enzīmiem, un pēc tam atdalās un nonāk citoplazmā. Normālos "apstākļos lizosomas sagremo daļiņas, kas iekļūst šūnā ar fagocitozi, un mirstošo šūnu organoīdus. Lizēšanas produkti caur lizosomu membrānu izdalās citoplazmā, kur tie tiek iestrādāti jaunās molekulās. Kad lizosomu membrāna saplīst, fermenti iekļūst citoplazmu un sagremo tās saturu, izraisot šūnu nāvi.
Plastīdi ir atrodams tikai augu šūnās un ir sastopams lielākajā daļā zaļo augu. Organiskās vielas tiek sintezētas un uzkrātas plastīdos. Pastāv trīs veidu plastīdi: hloroplasti, hromoplasti un leikoplasti.
Hloroplasti - zaļie plastīdi, kas satur zaļo pigmentu hlorofilu. Tie ir atrodami lapās, jaunos stublājos, nenogatavojušos augļos. Hloroplastus ieskauj dubultā membrāna. Augstākos augos hloroplastu iekšējā daļa ir piepildīta ar pusšķidru vielu, kurā plāksnes ir novietotas paralēli viena otrai. Plākšņu pārī savienotās membrānas veido kaudzes, kas satur hlorofilu (6. att.). Katrā augstāku augu hloroplastu kaudzē proteīnu molekulu un lipīdu molekulu slāņi mijas, un starp tiem atrodas hlorofila molekulas. Šī slāņveida struktūra maksimāli palielina brīvās virsmas un atvieglo enerģijas uztveršanu un pārnešanu fotosintēzes laikā.
Hromoplasti - plastīdi, kas satur augu pigmentus (sarkanu vai brūnu, dzeltenu, oranžu). Tie ir koncentrēti ziedu, stublāju, augļu, augu lapu šūnu citoplazmā un piešķir tiem atbilstošu krāsu. Hromoplasti veidojas no leikoplastiem vai hloroplastiem pigmentu uzkrāšanās rezultātā karotinoīdi.
Leikoplasti-bezkrāsaini plastīdi, kas atrodas augu nekrāsotajās daļās: stublājos, saknēs, sīpolos utt. Dažu šūnu leikoplastos uzkrājas cietes graudi, citu šūnu leikoplastos - eļļas un olbaltumvielas.
Visi plastīdi rodas no saviem priekšgājējiem - proplastīdiem. Tie satur DNS, kas kontrolē šo organellu reprodukciju.
Šūnu centrs, vai centrosomu, ir svarīga loma šūnu dalīšanā un sastāv no diviem centrioliem . Tas ir atrodams visās dzīvnieku un augu šūnās, izņemot ziedēšanu, zemākās sēnes un dažas no vienkāršākajām. Centrioles dalāmajās šūnās piedalās skaldīšanas vārpstas veidošanā un atrodas tās polos. Sadalāmajā šūnā pirmais sadalās šūnu centrs, tajā pašā laikā veidojas ahromatīna vārpsta, kas novirza hromosomas, kad tās novirzās uz poliem. Viens centriols nonāk meitas šūnās.
Daudzām augu un dzīvnieku šūnām ir organoīdi īpašiem mērķiem: cilijas, veic kustību funkciju (ciliāti, elpošanas ceļu šūnas), flagella(vienkāršākās vienšūnas, vīriešu dzimuma reproduktīvās šūnas dzīvniekiem un augiem utt.). Iekļaušana - pagaidu elementi, kas rodas šūnā noteiktā dzīves posmā sintētiskas funkcijas rezultātā. Tos izmanto vai izņem no kameras. Ieslēgumi ir arī rezerves barības vielas: augu šūnās - ciete, tauku pilieni, lāses, ēteriskās eļļas, daudzas organiskās skābes, organisko un neorganisko skābju sāļi; dzīvnieku šūnās - glikogēns (aknu šūnās un muskuļos), tauku pilieni (zemādas audos); Daži ieslēgumi uzkrājas šūnās kā atkritumi - kristālu, pigmentu veidā utt.
Vakuoles - tie ir dobumi, ko ierobežo membrāna; labi izteiktas augu šūnās un atrodamas vienšūņos. Tās rodas dažādās endoplazmatiskā retikuluma paplašinājumu zonās. Un pakāpeniski atdalieties no tā. Vakuolas saglabā turgora spiedienu, tajās ir šūnu vai vakuolārā sula, kuras molekulas nosaka tās osmotisko koncentrāciju. Tiek uzskatīts, ka sākotnējie sintēzes produkti - šķīstošie ogļhidrāti, olbaltumvielas, pektīni utt. - uzkrājas endoplazmatiskā retikuluma cisternās. Šīs kopas attēlo nākotnes vakuolu rudimentus.
Citoskelets . Viena no eikariotu šūnu atšķirīgajām iezīmēm ir skeleta veidojumu veidošanās tās citoplazmā mikrotubulu un olbaltumvielu šķiedru saišķu veidā. Citoskeleta elementi ir cieši saistīti ar ārējo citoplazmas membrānu un kodola apvalku, un citoplazmā veido sarežģītus pinumus. Citoplazmas atbalsta elementi nosaka šūnas formu, nodrošina intracelulāro struktūru kustību un visas šūnas kustību.
Kodolsšūnai ir liela nozīme tās dzīvē, ar tās izņemšanu šūna pārtrauc savas funkcijas un nomirst. Lielākajai daļai dzīvnieku šūnu ir viens kodols, bet ir arī daudzkodolu šūnas (cilvēka aknas un muskuļi, sēnītes, ciliāti, zaļās aļģes). Zīdītāju sarkanās asins šūnas attīstās no cilmes šūnām, kurās ir kodols, bet nobriedušas sarkanās asins šūnas to zaudē un ilgi nedzīvo.
Kodolu ieskauj dubultā membrāna, kas caurvijusi poras, caur kuru tā ir cieši saistīta ar endoplazmatiskā retikuluma un citoplazmas kanāliem. Kodola iekšpusē ir hromatīns- spirālveida hromosomu sekcijas. Šūnu dalīšanās periodā tie pārvēršas stieņa formas struktūrās, kuras gaismas mikroskopā ir skaidri atšķiramas. Hromosomas ir sarežģīts olbaltumvielu komplekss ar DNS, ko sauc nukleoproteīns.
Kodola funkcijas ir regulēt visas šūnas dzīvībai svarīgās funkcijas, kuras tā veic ar DNS un RNS materiāla nesēju palīdzību. Gatavojoties šūnu dalīšanai, DNS tiek dubultots; mitozes procesā hromosomas atšķiras un tiek pārnestas uz meitas šūnām, nodrošinot iedzimtās informācijas nepārtrauktību katra veida organismos.
Karioplazma - kodola šķidrā fāze, kurā kodolu struktūru dzīvībai svarīgās darbības produkti ir izšķīdušā veidā
Kodols- izolētā, visblīvākā kodola daļa. Kodols satur sarežģītus proteīnus un RNS, brīvus vai saistītus kālija, magnija, kalcija, dzelzs, cinka un ribosomu fosfātus. Kodols pazūd pirms šūnu dalīšanās sākuma un atkal veidojas pēdējā dalīšanās fāzē.
Tādējādi šūnai ir smalka un ļoti sarežģīta organizācija. Plašs citoplazmatisko membrānu tīkls un organellu struktūras membrānas princips ļauj nošķirt daudzas šūnā vienlaicīgi notiekošās ķīmiskās reakcijas. Katram intracelulārajam veidojumam ir sava struktūra un specifiska funkcija, taču tikai ar to mijiedarbību ir iespējama šūnas harmoniska dzīvībai svarīgā darbība. Pamatojoties uz šo mijiedarbību, šūnā nonāk vielas no vides, un no tās tiek izvadīti atkritumi. ārējā vidē - tā notiek vielmaiņa. Šūnas strukturālās organizācijas pilnība varēja rasties tikai ilgstošas bioloģiskās evolūcijas rezultātā, kuras laikā tās veiktās funkcijas pamazām kļuva sarežģītākas.
Vienkāršākās vienšūnas formas ir gan šūna, gan organisms ar visām tā vitālajām izpausmēm. Daudzšūnu organismos šūnas veido viendabīgas grupas - audus. Savukārt audi veido orgānus, sistēmas, un to funkcijas nosaka visa organisma vispārējā dzīvības aktivitāte.
Notiek ielāde ...