1. Über das Wesen des Lebendigen. Nukleoproteinkomplexe. Die Entwicklung von Ideen über die chemische Essenz des Lebens.
F. Engels: „Leben ist eine Existenzweise von Proteinkörpern“
Das Leben ist eine aktive Form der Existenz der Materie; der Zeitraum der Existenz eines einzelnen Organismus vom Moment seiner Entstehung bis ins hohe Alter.
Frühes 20. Jahrhundert Akademiker Koltsov – die Hypothese „Spezielle Ringmoleküle von Proteinen“
DNA als chemische Verbindung wurde bereits im 19. Jahrhundert identifiziert. Mischer.
Die Erfahrung von Griffiths 1926 - das Phänomen der Transformation (es gibt zwei Teilnehmer am Phänomen der Transformation: Bakterien- und Fremd-DNA, die die Eigenschaften von Bakterien verändert. TF - transformierender Faktor - aus dem getöteten S-Stamm verursachte die Transformation des R -Stamm in den S-Stamm)
Griffiths war nicht in der Lage, die chemische Natur von TF zu bestimmen.
1944 Avery-Labor – experimentelle Beweise – TF ist identisch mit DNA.
R + Maus - lebendig; S + Maus - tot; S(t) + Maus – lebendig; S(t) + R – tot
In lebenden Systemen gibt es 3 Ströme: ENERGIE, SUBSTANZ und INFORMATION, Kat. gehorchen den Gesetzen der Thermodynamik. 1 GESETZ: In Bezug auf die Energie kann man nicht gewinnen (Übergänge von einer Sache zur anderen) 2 GESETZ: In Bezug auf die Energie kann man nicht „bei sich selbst“ bleiben (während des Energieübergangs ist dies ein Teil davon). verloren, in Form von Wärme freigesetzt)
Kerne (DNA, RNA) und Proteine sind das Substrat des Lebens. Weder Nuklein für Sie noch Proteine einzeln sind Substrate des Lebens. Daher wird angenommen, dass die Substrate des Lebens Nukleoproteine sind. Es gibt kein lebendes System, das sie nicht enthält (von Viren bis zum Menschen). Sie sind jedoch nur dann das Substrat des Lebens, wenn sie in der Zelle vorhanden sind und funktionieren. Außerhalb der Zellen handelt es sich um gewöhnliche chemische Verbindungen. Daher ist Leben die Wechselwirkung von Nukleinsäuren und Proteinen, und Leben ist das, was ein sich selbst reproduzierendes molekulares System in Form eines Mechanismus zur aktiven Reproduktion der Synthese von Nukleinsäuren und Proteinen enthält. Leben existiert in Form von Nukleoproteinkomplexen.
2. Eine Zelle ist ein Miniaturbiosystem. 5 Zeichen lebender Systeme.
(siehe Frage 1)
Eine Zelle ist ein unabhängiges Biosystem, die Organisationsebene lebender Materie, die durch Manifestationen der Haupteigenschaften von Lebewesen gekennzeichnet ist: 5 Zeichen lebender Systeme:
1. Offenheit (lebende Systeme tauschen Energie, Stoffe, Informationen mit der Umwelt aus) 2. Selbsterneuerung (Systeme entwickeln sich im Laufe der Zeit) 3. Selbstregulierung (Homöostase; Systeme bedürfen keiner Regulierung von außen) 4. Selbstreproduktion 5. Höchst geordnet
Eine Zelle ist eine Struktur-, Entwicklungs- und Fortpflanzungseinheit von Organismen – ein selbstverwaltetes System. Das genetische Kontrollsystem einer Zelle wird durch komplexe Makromoleküle – Nukleinsäuren (DNA und RNA) – repräsentiert. Die Zelle kann nur als integrales System existieren, unteilbar in Teile. Die Zellintegrität wird durch biologische Membranen gewährleistet. Eine Zelle ist ein Element eines übergeordneten Systems – eines Organismus. Teile und Organellen einer Zelle, die aus komplexen Molekülen bestehen, sind integrale Systeme niedrigeren Ranges. Die Zelle gilt als allgemeines Strukturelement lebender Organismen. Die Zelltheorie ist eine der allgemein anerkannten biologischen Verallgemeinerungen, die die Einheit des Prinzips der Struktur lebender Organismen bekräftigen.
Die moderne Zelltheorie beinhaltet folgende Hauptbestimmungen: 1. Eine Zelle ist eine strukturelle Einheit (alle Lebewesen bestehen aus Zellen).
2. Zelle – eine Einheit lebenswichtiger Aktivität (alle Zellen sind in Struktur, chemischer Zusammensetzung und lebenswichtigen Funktionen ähnlich).
3. Zelle – die kleinste Einheit des Lebens (jede Zelle verkörpert alle Eigenschaften des Lebens)
4. Zelle – eine Fortpflanzungseinheit (jede Zelle entsteht aus einer Zelle) – R. Virchow
3. Eine Zelle ist eine elementare Einheit eines Lebewesens. Besonderheiten pro- und eukaryontischer Zellen.
Eine Zelle ist eine elementare Einheit des Lebewesens, die Grundeinheit für Struktur, Funktion, Fortpflanzung und Entwicklung aller lebenden Organismen. Eine Zelle ist ein Biosystem, das alle Merkmale lebender Systeme aufweist.
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Vergleichsoptionen |
Prokaryoten (kein Kern) |
Eukaryoten (hat einen Kern) |
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Organismen |
Archaebakterien, Eubakterien (Cyanobakterien, grün synthetisierende Bakterien; schwefelhaltig, methanproduzierend) |
Pilze, Pflanzen, Tiere |
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Zellenabmessungen | ||
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Genmaterial |
Zweisträngiges zirkuläres DNA-Molekül, das im Nukleoid und in den Plasmiden vorkommt. Es gibt keine Histonproteine. Antibiotikaresistent. |
Lineare DNA ist mit einer großen Anzahl von Proteinen in Chromosomen organisiert und im Zellkern eingeschlossen; Mitochondrien und Plastiden haben ihre eigene zirkuläre DNA. Es gibt Histonproteine. |
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Oberflächengerät |
Membran- und Supramembranstrukturen (enthalten Murein in der Zellwand, das Überwiegen von Proteinen gegenüber Lipiden. Mesosome – Einstülpung der Membran nach innen, um die Oberfläche zu vergrößern. |
Plasmamembran-, Supramembran- und Submembrankomplex (Proteine, Phospholipide, semi-integrale Proteine, Glykokalyx, Enzym f.-in Tieren; in Pflanzen - Zellulose). |
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Zytoplasma |
Nicht in Kompartimente unterteilt, enthält keine Membranorganellen und Zytoskelettfasern |
Es gibt ein Zytoskelett, das das Zytoplasma organisiert und für seine Bewegung sorgt; es gibt viele Membranorganellen. |
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Nicht-Membran-Strukturen: Zytoskelett-Ribosomen |
+(Mikrotubuli, Mikrofilamente, Zwischenfilamente) 80S(größer als ) |
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Doppelmembranstrukturen Mitochondrien Plastiden |
- (das Zeug dazu. Stattdessen Lysosomen) - (ATP und Photosynthese – Zellen wachsen.) |
+ (Haben ihre eigenen Ribosomen und zirkuläre DNA) + |
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Einzelmembranstrukturen ER Golgi apt Lysosomen Peroxisomen Vakuolen Einschlüsse |
- (es gibt keine) Proteine + kleine Moleküle, Zap-Futtermittel |
+ (alles ist da) (in einer Pflanzenzelle) Tropfen Fett, Stärke/Glykogen |
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Teilungsmethode |
Binäre Spaltung, Konstriktion, Konjugation. Amitose. |
Mitose, Meiose, Amitose |
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Bewegung |
Flagellum (aus einem einzelnen Fibrillin-Protein) aus einem Flagmin-Protein |
Flagellen, Zilien, Pseudopodien (bei Protozoen) aus Tobulin-Protein |
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Merkmale des Stoffwechsels |
Die Fähigkeit, molekularen Stickstoff zu fixieren. Atmung (aerob und anaerob), Chemosynthese und Photosynthese |
Atmung, Photosynthese in Pflanzen, Ernährung (Aero- und Anaerobier, Autotrophe-Chemo und Photo, Heterotrophe) |
4. Das Prinzip der Kompartimentierung. biologische Membran.
Die hohe Ordnung des inneren Inhalts der Zelle wird durch die Kompartimentierung ihres Volumens erreicht – eine Unterteilung in Kompartimente, die sich in den Details der chemischen Zusammensetzung unterscheiden. Unter Kompartimentierung versteht man die räumliche Trennung von Stoffen und Prozessen in einer Zelle. Kompartimente – Kompartimente, Zellen – Kern, Mitochondrien, Plastiden, Lysosomen, Vakuolen, weil Membranbild.
Reis. 2.3. Kompartimentierung des Zellvolumens durch Membranen:
1 -Kern, 2- raues Zytoplasma ist, 3- Mitochondrium, 4- Transport zytoplasmatischer Vesikel, 5- Lysosom, 6- Lamellenkomplex, 7 - geheimes Granulat
Bilipidschicht – hydrophobe Schwänze – innen, hydrophile Köpfe – außen.
Membranproteine:
Membranlipide:
Membranfunktionen: Barriere (schützt den inneren Inhalt der Zelle), sorgt für eine konstante Form der Zellen; sorgt für Zellkommunikation; ermöglicht den Durchgang der notwendigen Substanzen durch die Zellen (wählen Sie Penetration – mol-ly und Ionen passieren die Membran mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, je größer die Größe, desto geringer die Geschwindigkeit).
Membraneigenschaften:
Die Bilipidschicht ist zur Selbstorganisation fähig;
Eine Erhöhung der Membranbedeckung durch Einbettung in Nicht-Membran-Vesikel (Vesikel);
Proteine und Lipide sind asymmetrisch in der Membranebene angeordnet;
Proteine und Lipide können sich in der Membranebene innerhalb der Schicht bewegen (laterale Bewegung);
Die äußere und innere Schicht der Membran sind unterschiedlich geladen.
Die Membran sorgt für die Trennung geladener Teilchen und die Aufrechterhaltung der Potentialdifferenz
5. Das Prinzip der Zellkompartimentierung. Organisation und Eigenschaften der biologischen Membran. Studiengeschichte.
Siehe Frage 4.
Studiengeschichte :
1902 findet Overton Lipide in der psasmatischen Membran.
1925 zeigten Gorter und Grendel das Vorhandensein einer Lipiddoppelschicht in der Erythrozytenmembran.
1935, „Sandwich“-Modell von Danielli und Dowson (Lipiddoppelschicht zwischen zwei Proteinschichten)
Anhäufung von Fakten, die aus der Sicht einer „Sandwich“-Membran unerklärlich sind (Membranen sind sehr dynamisch)
1962 erstellt Müller ein planares Modell einer künstlichen Membran. 1957–1963 formuliert Robertson das Konzept einer elementaren biologischen Membran.
1972 erstellen Singer und Nicholson ein fließendes Mosaikmodell der Membran.
6. Strukturelle Organisation und Eigenschaften biologischer Membranen.
Siehe Frage 5
7. Membranproteine und Lipide.
Membranproteine:
peripher (angrenzend an die Lipidschicht) – über Ionenbindungen mit Lipidköpfen verbunden; leicht aus Membranen zu extrahieren.
integrale Proteine (durchdringend – haben Porenkanäle, durch die wasserlösliche Substanzen gelangen; eingetauchte Proteine (halbintegral) – dringen zur Hälfte ein) – interagieren mit Lipiden auf der Grundlage hydrophober Bindungen.
Membranlipide:
Phospholipide - ost-to j.k. - eine ideale Komponente zur Umsetzung der Barrierefunktion
Glykolipide – ost-to j.k. + Stop-zu-A/C
Cholesterin – ein Steroidlipid, das die Mobilität der Lipide einschränkt, die Fließfähigkeit verringert und die Membran stabilisiert.
8. Das Phänomen der Osmose in pflanzlichen und tierischen Zellen.
Die Energie von ATP wird direkt oder durch Übertragung auf andere energiereiche Verbindungen (z. B. Kreatinphosphat) in verschiedenen Prozessen in die eine oder andere Art von Arbeit umgewandelt. Einer von ihnen ist osmotisch (Unterschiede in der Konzentration von Substanzen aufrechterhalten)
Osmose – Diffusion (Bewegung eines Mols entlang eines Konzentrationsgradienten – vom oberen Endbereich zum unteren Endbereich) von Wasser durch die semipermeable Membran.
In rast kl-ke: Plasmolyse (wenn es heiß ist) – der Ausfluss von Wasser, das die Zellen enthält, schrumpft und entfernt sich von der Zellwand. Deplasmolyse (Abkühlen + Gießen) – die Zellen quellen auf und werden gegen die Zellwand gedrückt, wobei sie dem Turgordruck ausgesetzt sind (Turgor – innerer hydrostatischer Druck, der eine Spannung der Zellwand verursacht). Die Zellwand kann sich bis zu einer bestimmten Grenze dehnen, danach leistet sie Widerstand – die Verdrängung des Wassers aus den Zellen erfolgt mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der es in sie eindringt. (! Die Stärke der Zellwand lässt wachsende Zellen im Gegensatz zu Tieren nicht zu, unter Druck zu platzen).
Lebe in kl-ke: isotonisches RR – normal, hypertonisches RR – faltig, hypotonisches RR – geschwollen, dann Burst-Lyse.
Reis. 1. Osmose in einem künstlichen System. Ein Röhrchen, das eine Glukoselösung enthält und an einem Ende mit einer Membran verschlossen ist, die Wasser durchlässt, aber keine Glukose durchlässt, wird mit dem geschlossenen Ende in ein Gefäß mit Wasser abgesenkt. Wasser kann die Membran in beide Richtungen passieren; Allerdings stören die Glukosemoleküle in der Röhre die Bewegung benachbarter Wassermoleküle, und daher gelangt mehr Wasser in die Röhre als aus ihr austritt. Die Lösung steigt im Rohr auf, bis der Druck in ihrer Säule ausreicht, um Wasser mit der gleichen Geschwindigkeit aus dem Rohr zu verdrängen, wie es eindringt.
Osmose ist der Prozess des einseitigen Eindringens von Lösungsmittelmolekülen durch eine semipermeable Membran in Richtung einer höheren Konzentration. gelöste Materie. Wovon hängt die Osmose ab? Erstens aus der Gesamtkonzentration aller gelösten Partikel auf beiden Seiten der Membran und zweitens aus dem Druck, der von jeder „Lösung“ erzeugt wird (das Konzept des osmotischen Drucks: ein solcher Druck auf die Lösung, der durch die Aspiration des Systems entsteht (naja, d. h. Zellen), um die Konzentrationslösung in beiden durch eine Membran getrennten Medien auszugleichen. Für die Norm ist die Anwesenheit von Wasser erforderlich. der Ablauf aller Prozesse, und dank der Osmose werden Zellen und Strukturen „bewässert“. ZELLEN HABEN KEINEN SPEZIELLEN MECHANISMUS ZUM DIREKTEN ABSAUGEN UND PUMPEN VON WASSER! - daher wird der Zu- und Abfluss von Wasser durch eine Konzentrationsänderung reguliert. Dinge in. Die Zellwand kann sich bis zu einer bestimmten Grenze dehnen, danach leistet sie Widerstand – die Verdrängung des Wassers aus den Zellen erfolgt mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der es in sie eindringt. (! Die Stärke der Zellwand lässt wachsende Zellen im Gegensatz zu Tieren nicht zu, unter Druck zu platzen).
9. Merkmale der Struktur pflanzlicher Zellen. Osmotische Eigenschaften von Pflanzenzellen.
Besonders schlank wachsende Zellen: starre Zellulosepektinwand, Plastiden, Vakuolen mit Zellsaft.
Die Steifigkeit der Wandverkleidung verhinderte ein übermäßiges Aufquellen und Brechen, was zum Verlust der Bewegungsfähigkeit führen würde. Durch das Wachstum der Vakuole vergrößerte sie die Zellen und spielte eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Wasserflusses in die Zellen. Sie enthält Antibiotika, die Mikroorganismen und mikroskopisch kleine Pilze abtöten. Plastiden sind eine heterogene Gruppe von Organellen, die Zellen wachsen lassen (Chloroplasten, Chromoplasten und Leukoplasten).
Fotos-z – Synth-z-Komplex org in-in aus nicht-org-Teil des Sonnenlichts Lichtphase 1 – Absorption von Licht durch Chlorophyll, Anregung e.2 – Anregung e, die sich entlang der Übertragungskette bewegt und der Synthese zusätzliche Energie verleiht von ATP 3 – Photolyse von Wasser (insgesamt – ATP-Synthese + Photolyse von Wasser mit Freisetzung von O2) Dunkelphase 1 – Einfangen von CO2 2 – Synthese von Glucose aus CO2 mit ATP-Energie
Unterschied zwischen einer Pflanzenzelle und einer Tierzelle: VACUOL. Umgeben von einer Membran-Stonoplasten. Das mit der Immobilität verbundene Kompartiment wächst Zellen + PLASTIDE (Chloroplasten, Chromoplasten, Leukoplasten) Funktionen:
Akkumulativ (Wasser, Leim, Zucker, Fruktose) + unnötige und nicht entfernbare biologische Alkaloide. Wirkstoffe; Pigmente (Farbe abhängig vom pH-Wert)
Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks (Turgor)
Schützend (bakteriologische SV-VA-Phytonzide)
Enzymatisch (die Rolle des Mesosoms)
Kein Zellzentrum! Nicht phagozytosefähig (die Zellwand stört)! Die mechanische Festigkeit der Zellwände ermöglicht die Existenz in einer hypotonischen Umgebung, in der Wasser osmotisch in die Zelle eindringt. Wenn Wasser in die Zelle eindringt, entsteht ein Druck, der verhindert, dass weiteres Wasser fließt. Übermäßiger hydrostatischer Druck in der Zelle – TURGOR – sorgt für Wachstum, erhält die Form der Pflanze, bestimmt die Position im Raum und widersteht mechanischen Einflüssen.
Eukaryontische Zellen sind in funktionell unterschiedliche, von Membranen umgebene Bereiche – Kompartimente – unterteilt. Intrazelluläre Membranen umschließen etwa die Hälfte des gesamten Zellvolumens in diesen einzelnen intrazellulären Kompartimenten.
Die inneren Membranen der eukaryotischen Zelle ermöglichen die funktionelle Spezialisierung verschiedener Membranen, die ein entscheidender Faktor für die Trennung der vielen unterschiedlichen Prozesse ist, die in der Zelle ablaufen.
Intrazelluläre Kompartimente, die allen eukaryontischen Zellen gemeinsam sind, sind in Abb. dargestellt. 8-1.
Etwa die Hälfte aller Zellmembranen ist von labyrinthartigen Hohlräumen begrenzt.
Schließlich sind Peroxisomen kleine Vesikel, die viele oxidative Enzyme enthalten.
Jedes neu synthetisierte Organellenprotein gelangt auf eine bestimmte Weise vom Ribosom zur Organelle, die entweder durch ein Signalpeptid oder eine Signalstelle bestimmt wird. Die Proteinsortierung beginnt mit der primären Segregation, bei der das Protein entweder im Zytosol verbleibt oder in ein anderes Kompartiment übertragen wird. Proteine, die in das ER gelangen, werden einer weiteren Sortierung unterzogen, während sie zum Golgi-Apparat und dann vom Golgi-Apparat zu Lysosomen, sekretorischen Vesikeln oder der Plasmamembran transportiert werden. Einige Proteine verbleiben im ER und in verschiedenen Zisternen des Golgi-Apparats. Proteine, die für andere Kompartimente bestimmt sind, scheinen in Transportvesikeln zu landen, die sich von einem Kompartiment lösen und mit einem anderen verschmelzen.
Wenn sich eine Zelle vermehrt und teilt, muss sie ihre Membranorganellen verdoppeln. Dies geschieht normalerweise durch eine Vergrößerung dieser Organellen, wenn neue Moleküle in sie eingebaut werden. Die vergrößerten Organellen teilen sich dann und verteilen sich auf zwei Tochterzellen.
Für die Bildung von Membranorganellen reicht allein die DNA-Information, die die Proteine der Organellen bestimmt, nicht aus. Auch „epigenetische“ Informationen werden benötigt. Diese Informationen werden von der Elternzelle über die Organelle selbst an die Nachkommen weitergegeben. Es ist wahrscheinlich, dass solche Informationen notwendig sind, um die Zellkompartimentierung aufrechtzuerhalten, während die in der DNA enthaltenen Informationen für die „Verbreitung“ von Nukleotid- und Aminosäuresequenzen notwendig sind.
Funktionen
Innerhalb der von einer Lipiddoppelschicht umgebenen Kompartimente können unterschiedliche Werte herrschen, unterschiedliche Enzymsysteme können funktionieren. Das Prinzip der Kompartimentierung ermöglicht es der Zelle, verschiedene Stoffwechselprozesse gleichzeitig durchzuführen.
Das mitochondriale Zytosol enthält eine oxidative Umgebung, in der NADH zu NAD+ oxidiert wird.
Die Quintessenz des Prinzips der Kompartimentierung kann betrachtet werden Golgi-Apparat, in deren Dictyosomen beispielsweise verschiedene enzymatische Systeme in unterschiedlichen Stadien ablaufen posttranslationale Modifikation von Proteinen.
Einstufung
Es gibt drei Hauptzellkompartimente:
- Kernkompartiment, das den Kern enthält
- Zisternenraum des endoplasmatischen Retikulums (Übergang in die Kernlamina)
- Zytosol
Prokaryoten
In jeder Zelle gibt es zwei allgemeine Mikrokompartimente, die durch eine einheitliche Membran getrennt sind – das Zytoplasma und das Exoplasma. Bakterien, die haben Gram-negativ Morphotyp, sie haben auch ein drittes allgemeines Mikrokompartiment – das Periplasma, das sich zwischen der Zytoplasmamembran und der Außenmembran befindet. Pinewitsch A.V. Mikrobiologie: Biologie der Prokaryoten, Band I, Verlag der Staatlichen Universität St. Petersburg, 2006.
Manchmal befindet sich ein spezialisiertes Mikrokompartiment gleichzeitig in mehreren allgemeinen Kompartimenten, das heißt, es weist eine gemischte Lokalisierung auf. Ein Beispiel hierfür sind die Undulopodien.
siehe auch
Anmerkungen
Wikimedia-Stiftung. 2010 .
Sehen Sie, was „Kompartimentalisierung“ in anderen Wörterbüchern ist:
Kompartimentierung- Das Vorhandensein nicht überlappender Gruppen von Zellen (Kompartimente oder Polyklone) in den imaginären Scheiben von Insekten, die eine bestimmte Position in der Scheibe einnehmen und sich entlang „ihrer“ zellulären Bahn entwickeln. Die Entwicklung jedes Kompartiments steht unter ... Handbuch für technische Übersetzer
Kompartimentierung Präsenz in imaginären Scheiben
Kompartimentierung- g) Kompartimentierung der Verfahren, die von der zuständigen Behörde oder autorisierten Stelle in Zusammenarbeit mit Herstellern (Herstellern) von Produkten auf dem Territorium des Landes durchgeführt werden, um die Subpopulationen der beteiligten Tiere und Organisationen zu bestimmen ... ... Offizielle Terminologie
Dieser Begriff hat andere Bedeutungen, siehe Broadcast. Übersetzung (von lateinisch translatio translation) ist der Prozess der Proteinsynthese aus Aminosäuren auf der Matrix der Informations-(Matrix-)RNA (mRNA, mRNA), die vom Ribosom durchgeführt wird. ... ... Wikipedia
Die hohe Ordnung des inneren Inhalts der eukaryontischen Zelle wird erreicht durch Kompartimentierung sein Volumen - Unterteilungen in „Zellen“, die sich in den Details der chemischen (Enzym-)Zusammensetzung unterscheiden. Die Kompartimentierung trägt zur räumlichen Trennung von Stoffen und Prozessen in der Zelle bei.
Derzeit wird die Ansicht vertreten, dass die Membran aus besteht bimolekulare Lipidschicht. Die hydrophoben Bereiche ihrer Moleküle sind einander zugewandt, während sich die hydrophilen auf der Oberfläche der Schicht befinden. Vielfältig Proteinmoleküle in diese Schicht eingebettet oder auf deren Oberflächen platziert.
Aufgrund der Kompartimentierung des Zellvolumens in einer eukaryotischen Zelle kommt es zu einer Funktionsteilung zwischen verschiedenen Strukturen. Gleichzeitig interagieren verschiedene Strukturen regelmäßig miteinander.
8. Struktur einer eukaryotischen Zelle: Oberflächenapparat, Protoplasma (Kern und Zytoplasma).
Der Hauptteil des Oberflächenapparates der Zelle ist das Plasma oder die biologische Membran (Zytoplasmamembran). Die Zellmembran ist der wichtigste Bestandteil des lebenden Inhalts der Zelle und nach einem allgemeinen Prinzip aufgebaut. Es wurden mehrere Gebäudemodelle vorgeschlagen. Nach dem 1972 von Nicholson und Singer vorgeschlagenen Fluid-Mosaik-Modell umfassen Membranen eine bimolekulare Schicht aus Phospholipiden, die Proteinmoleküle enthält. Lipide sind wasserunlösliche Substanzen, deren Moleküle zwei Pole haben: hydrophil, hydrophob. In einer biologischen Membran stehen sich Lipidmoleküle zweier paralleler Schichten mit hydrophoben Enden gegenüber. Und draußen bleiben die hydrophilen Pole, die hydrophile Oberflächen bilden. Auf der Oberfläche der Membran befindet sich nach außen und innen eine NICHT DURCHGEHENDE Proteinschicht, es gibt drei Gruppen davon: peripher, eingetaucht (semi-integral), durchdringend (integral). Die meisten Membranproteine sind Enzyme. Die eingetauchten Proteine bilden auf der Membran einen biochemischen Förderer, auf dem die Stoffumwandlung stattfindet. Die Position der eingetauchten Proteine wird durch periphere Proteine stabilisiert. Durchdringende Proteine sorgen für den Stofftransport in zwei Richtungen: durch die Membran in die Zelle und zurück. Es gibt zwei Arten: Träger und Channeler. Kanalbildende Zellen kleiden eine mit Wasser gefüllte Pore aus, durch die gelöste anorganische Substanzen von einer Seite der Membran zur anderen gelangen. Auf der äußeren Oberfläche der Plasmamembran einer tierischen Zelle sind Protein- und Lipidmoleküle mit verzweigten Kohlenhydratketten verbunden und bilden eine Glykokalyx, eine Supermembran, eine unbelebte Schicht, ein Produkt der lebenswichtigen Aktivität der Zelle. Kohlenhydratketten fungieren als Rezeptoren (interzelluläre Freund-Feind-Erkennung). Die Zelle erwirbt die Fähigkeit, gezielt auf äußere Einflüsse zu reagieren. Bei Bakterien gelangt Murein in die Supramembranschicht, bei Pflanzen Zellulose oder Pektin. Unter der Plasmamembran, auf der Seite des Zytoplasmas, befinden sich eine kortikale (Oberflächen-)Schicht und intrazelluläre fibrilläre Strukturen, die für die mechanische Stabilität der Membran sorgen.
Zellkern besteht aus einer Membran, Kernsaft, Nukleolus und Chromatin. Funktionale Rolle Atomhülle besteht in der Trennung des genetischen Materials (Chromosomen) der eukaryotischen Zelle vom Zytoplasma mit seinen zahlreichen Stoffwechselreaktionen sowie der Regulierung bilateraler Wechselwirkungen zwischen Zellkern und Zytoplasma. Die Kernhülle besteht aus zwei Membranen, die durch einen perinukleären (perinukleären) Raum getrennt sind. Letzterer kann mit den Tubuli des Zytoplasmatischen Retikulums kommunizieren.
Basis nuklearer Saft, oder Matrix, bilden Proteine. Kernsaft bildet die innere Umgebung des Zellkerns und spielt daher eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung der normalen Funktion des genetischen Materials.
Nukleolus ist die Struktur, in der Bildung und Reifung stattfinden ribosomal RNA (rRNA). Solche Regionen in Metaphase-Chromosomen sehen wie Verengungen aus und werden als bezeichnet sekundäre Strecken.
Chromatinstrukturen in Form von Klumpen, Im Nukleoplasma verstreut sind sie die Interphasenform der Existenz von Zellchromosomen.
IN Zytoplasma unterscheiden zwischen der Hauptsubstanz (Matrix, Hyaloplasma), Einschlüssen und Organellen. Die Hauptsubstanz des Zytoplasmas füllt den Raum zwischen Plasmalemma, Kernmembran und anderen intrazellulären Strukturen. Die wichtigsten Proteine sind die Enzyme der Glykolyse, des Zuckerstoffwechsels, stickstoffhaltiger Basen, Aminosäuren und Lipide.
Die Hauptsubstanz des Zytoplasmas sollte als komplexes kolloidales System betrachtet werden, das von einem solähnlichen (flüssigen) Zustand in einen gelähnlichen Zustand übergehen kann. Im Prozess solcher Übergänge wird Arbeit geleistet.
9. Der Oberflächenapparat der Zelle. Struktur und Funktionen. biologische Membranen. Ihre Struktur und Funktionen. Stofftransport: aktiv und passiv.
Der Oberflächenapparat von Zellen besteht aus 3 Subsystemen – der Plasmamembran, dem Epimembrankomplex (Glykokalix oder Zellwand) und dem Submembran-Muskel-Skelett-Apparat.
Seine Hauptfunktionen werden durch die Grenzposition bestimmt und umfassen:
1) Barrierefunktion (Abgrenzung);
2) die Funktion der Erkennung anderer Zellen und Bestandteile der Interzellularsubstanz;
3) Rezeptorfunktion, einschließlich Interaktion mit Signalmolekülen
4) Transportfunktion;
5) die Funktion der Zellbewegung durch Bildung von Pseudo-, Filo- und Lamellopodien).
biologische Membranen grenzen das Zytoplasma von der Umgebung ab und bilden auch die Membranen der Kerne, Mitochondrien und Plastiden. Sie bilden ein Labyrinth aus dem endoplasmatischen Retikulum und abgeflachten, gestapelten Vesikeln, die den Golgi-Komplex bilden. Die Membranen bilden Lysosomen, große und kleine Vakuolen von Pflanzen- und Pilzzellen, pulsierende Vakuolen von Protozoen. Alle diese Strukturen sind Kompartimente (Kompartimente), die für bestimmte spezialisierte Prozesse und Zyklen ausgelegt sind.
Plasmamembran oder Plasmalemma, - die beständigste, grundlegendste und universellste Membran für alle Zellen. Es ist der dünnste Film, der die gesamte Zelle bedeckt
Phospholipidmoleküle sind in zwei Reihen angeordnet – hydrophobe Enden nach innen, hydrophile Köpfe zur inneren und äußeren Wasserumgebung. An einigen Stellen ist die Doppelschicht (Doppelschicht) der Phospholipide von Proteinmolekülen (integralen Proteinen) durchdrungen. Im Inneren solcher Proteinmoleküle befinden sich Kanäle – Poren, durch die wasserlösliche Substanzen gelangen. Andere Proteinmoleküle durchdringen die Hälfte der Lipiddoppelschicht von der einen oder anderen Seite (semiintegrale Proteine). Auf der Oberfläche der Membranen eukaryotischer Zellen befinden sich periphere Proteine. Lipid- und Proteinmoleküle werden durch hydrophil-hydrophobe Wechselwirkungen zusammengehalten.
Die Funktionen biologischer Membranen sind wie folgt:
1. Barriere. Sie grenzen den Inhalt der Zelle von der äußeren Umgebung und den Inhalt der Organellen vom Zytoplasma ab.
2. Transport. Sie sorgen für den Transport von Substanzen in die Zelle hinein und aus ihr heraus, vom Zytoplasma zu den Organellen und umgekehrt.
3. Rezeptor. Sie spielen die Rolle von Rezeptoren (Empfangen und Umwandeln von Signalen aus der Umgebung, Erkennung von Zellsubstanzen usw.).
4. Stabilisierend.
5. Regulatorisch.
Transport von Stoffen:
Der Stofffluss durch die Membran hängt von der Größe des Stoffes ab. Kleine Moleküle durchlaufen einen aktiven und passiven Transport, der Transfer von Makromolekülen und großen Partikeln erfolgt durch die Bildung von Membranvesikeln durch Endozytose und Exozytose. Passiver Transport – (ohne Energie) Diffusion entlang eines Konzentrationsgradienten erleichterte die Diffusion durch einen von Proteinen gebildeten Kanal in der Membran. Aktiver Transport – (ATP-Energieverbrauch) unter Beteiligung von Trägerproteinen gegen einen Konzentrationsgradienten.
Endozytose ist der Transport von Makromolekülen durch das Plasmalemma. Je nach Aggregatzustand der aufgenommenen Substanz, Pinozytose(Einfangen und Transport von Flüssigkeit oder in der Flüssigkeit gelösten Verbindungen durch die Zelle) und Phagozytose(Einfangen und Transport fester Partikel). Phagozytose und Pinozytose gelten auch für den aktiven Verkehr. Phagozytose- Aufnahme fester organischer Substanzen durch die Zelle. In der Nähe der Zelle ist das feste Teilchen von Auswüchsen der Membran umgeben oder es bilden sich darunter Vertiefungen der Membran. Dadurch wird das Partikel in einem Membranvesikel – dem Phagosom – im Inneren der Zelle eingeschlossen.
Pinozytose- Dies ist der Prozess der Aufnahme kleiner Flüssigkeitstropfen mit darin gelösten makromolekularen Substanzen durch die Zelle. Dies geschieht durch das Einfangen dieser Tropfen durch Auswüchse des Zytoplasmas. Aufgefangene Tropfen werden in das Zytoplasma eingetaucht und dort absorbiert.
10. Protoplasma. Organisation und Funktionen. Die Rolle von Veränderungen im Aggregatzustand des Zytoplasmas im Leben der Zelle (Sol-Gel-Übergänge). Das Konzept der Biokolloide.
Protoplasma ist der Inhalt einer lebenden Zelle, einschließlich ihres Zellkerns und Zytoplasmas.
Bei der Interaktion mit der Umgebung verhält sich die Zelle wie eine integrale Struktur.
Den Eigenschaften des Protoplasmas wird eine wichtige Rolle bei der funktionellen Vereinheitlichung der Strukturkomponenten und Kompartimente der Zelle zugeschrieben. Im Allgemeinen ist es üblich, es als ein spezielles mehrphasiges kolloidales System oder Biokolloid zu betrachten.
Eine wichtige Rolle bei der funktionellen Vereinheitlichung der Strukturkomponenten und Kompartimente der Zelle kommt den Eigenschaften des lebenden Protoplasmas zu. Im Allgemeinen ist es üblich, es als ein spezielles mehrphasiges kolloidales System oder Biokolloid zu betrachten. Biokolloid unterscheidet sich von banalen kolloidalen Systemen durch die Komplexität der dispergierten Phase. Es basiert auf Makromolekülen, die entweder in der Zusammensetzung dichter, mikroskopisch sichtbarer Strukturen (Organellen) oder in dispergiertem Zustand in der Nähe von Lösungen oder lockeren netzwerkartigen Strukturen wie Gelen vorliegen.
Als kolloidale Lösung im physikalisch-chemischen Sinne weisen Biokolloide aufgrund der Anwesenheit von Lipiden und großen Partikeln gleichzeitig die Eigenschaften einer Emulsion bzw. einer Suspension auf. Auf den riesigen Oberflächen von Makromolekülen lagern sich verschiedene „Verunreinigungen“ ab, was zu einer Veränderung des Aggregatzustands des Protoplasmas führt.
Zwischen den extremen Polen der Organisation von Protoplasma in Form von viskosen Gelen und Lösungen gibt es Übergangszustände. Mit diesen Übergängen werden Arbeiten ausgeführt, durch die verschiedene intrazelluläre Transformationen durchgeführt werden – die Bildung von Membranen, der Zusammenbau von Mikrotubuli oder Mikrofilamenten aus Untereinheiten, die Freisetzung von Sekreten aus der Zelle, eine Änderung der Geometrie von Proteinmolekülen , was zu einer Hemmung oder Verstärkung der enzymatischen Aktivität führt. Ein Merkmal des Biokolloids ist auch die Tatsache, dass unter physiologischen Bedingungen die Übergänge des Protoplasmas von einem Aggregatzustand in einen anderen (aufgrund des Vorhandenseins eines speziellen enzymatischen Mechanismus) reversibel sind.
Diese Eigenschaft von Biokolloiden verleiht der Zelle die Fähigkeit, als Reaktion auf die Einwirkung von Reizen in Gegenwart von Energie wiederholt Arbeit zu verrichten.
