solukalvo kutsutaan myös plasma (tai sytoplasma) kalvoksi ja plasmalemmaksi. Tämä rakenne ei vain erottaa solun sisäistä sisältöä ulkoisesta ympäristöstä, vaan myös tulee useimpien soluorganellien ja ytimen koostumukseen, mikä puolestaan ​​​​erottaa ne hyaloplasmasta (sytosolista) - sytoplasman viskoosista nestemäisestä osasta. Sovitaan soittamisesta sytoplasminen kalvo joka erottaa solun sisällön ulkoisesta ympäristöstä. Loput termit viittaavat kaikkiin kalvoihin.

Solun (biologisen) kalvon rakenteen perusta on kaksinkertainen lipidien (rasvojen) kerros. Tällaisen kerroksen muodostuminen liittyy niiden molekyylien ominaisuuksiin. Lipidit eivät liukene veteen, vaan tiivistyvät siihen omalla tavallaan. Yksi osa yksittäisestä lipidimolekyylistä on polaarinen pää (se vetää puoleensa vettä, eli hydrofiilinen) ja toinen on pari pitkiä ei-polaarisia häntä (tätä molekyylin osaa hylkii vesi, eli se on hydrofobinen) . Tämä molekyylirakenne saa heidät "piiltämään" häntänsä vedestä ja kääntämään napapäänsä vettä kohti.

Tämän seurauksena muodostuu lipidikaksoiskerros, jossa ei-polaariset hännät ovat sisällä (vastaanpäin) ja napapäät ovat ulospäin (ulkoympäristöön ja sytoplasmaan). Tällaisen kalvon pinta on hydrofiilinen, mutta sen sisällä se on hydrofobinen.

Solukalvoissa fosfolipidit hallitsevat lipidejä (ne ovat monimutkaisia ​​lipidejä). Niiden päät sisältävät jäännöksiä fosforihappoa. Fosfolipidien lisäksi on glykolipidejä (lipidit + hiilihydraatit) ja kolesterolia (kuuluu steroleihin). Jälkimmäinen antaa kalvolle jäykkyyden, koska se sijaitsee sen paksuudessa jäljellä olevien lipidien pyrstöiden välissä (kolesteroli on täysin hydrofobista).

Sähköstaattisen vuorovaikutuksen ansiosta lipidien varautuneisiin päihin kiinnittyy tiettyjä proteiinimolekyylejä, joista tulee pintakalvoproteiineja. Muut proteiinit ovat vuorovaikutuksessa ei-polaaristen pyrstöjen kanssa, uppoavat osittain kaksoiskerrokseen tai tunkeutuvat sen läpi ja läpi.

Siten solukalvo koostuu lipidien kaksoiskerroksesta, pintaproteiineista (perifeerinen), upotetuista (puoliintegraalisista) ja tunkeutuvista (integraalisista) proteiineista. Lisäksi jotkin kalvon ulkopuolella olevat proteiinit ja lipidit liittyvät hiilihydraattiketjuihin.

Tämä on kalvorakenteen nestemosaiikkimalli esitettiin XX vuosisadan 70-luvulla. Tätä ennen oletettiin rakenteesta sandwich-mallia, jonka mukaan lipidikaksoiskerros sijaitsee sisällä ja sisä- ja ulkopuolelta kalvo on peitetty jatkuvilla pintaproteiinikerroksilla. Kokeellisten tietojen kertyminen kuitenkin kumosi tämän hypoteesin.

Kalvojen paksuus eri soluissa on noin 8 nm. Kalvot (jopa yhden eri puolet) eroavat toisistaan ​​erityyppisten lipidien, proteiinien, entsymaattisen aktiivisuuden jne. prosentteina. Jotkut kalvot ovat nestemäisempiä ja läpäisevämpiä, toiset tiheämpiä.

Solukalvon murtumat sulautuvat helposti yhteen lipidikaksoiskerroksen fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien vuoksi. Kalvon tasossa lipidit ja proteiinit (elleivät ne ole kiinnitetty sytoskeleton) liikkuvat.

Solukalvon toiminnot

Suurin osa solukalvoon upotetuista proteiineista suorittaa entsymaattista toimintaa (ne ovat entsyymejä). Usein (etenkin soluelinten kalvoissa) entsyymit on järjestetty tiettyyn järjestykseen siten, että yhden entsyymin katalysoimat reaktiotuotteet siirtyvät toiseen, sitten kolmanteen jne. Muodostuu kuljetin, joka stabiloi pintaproteiineja, koska ne eivät antaa entsyymien uida lipidikaksoiskerrosta pitkin.

Solukalvolla on ympäristöstä erottava (este) ja samalla kuljetustoiminto. Voidaan sanoa, että tämä on sen tärkein tarkoitus. Sytoplasminen kalvo, jolla on lujuus ja selektiivinen läpäisevyys, ylläpitää solun sisäisen koostumuksen (sen homeostaasin ja eheyden) pysyvyyttä.

Tässä tapauksessa aineiden kuljetus tapahtuu eri tavoin. Kuljetus pitoisuusgradienttia pitkin sisältää aineiden siirtämisen alueelta, jolla on suurempi pitoisuus, alueelle, jolla on pienempi pitoisuus (diffuusio). Joten esimerkiksi kaasut diffuusoituvat (CO 2, O 2).

On myös kuljetusta pitoisuusgradienttia vastaan, mutta energiankulutuksella.

Kuljetus on passiivinen ja kevyt (kun joku kuljettaja auttaa häntä). Passiivinen diffuusio solukalvon läpi on mahdollista rasvaliukoisille aineille.

On olemassa erityisiä proteiineja, jotka tekevät kalvoista sokereita ja muita vesiliukoisia aineita läpäiseviksi. Nämä kantajat sitoutuvat kuljetettuihin molekyyleihin ja vetää ne kalvon läpi. Näin glukoosi kulkeutuu punasoluihin.

Yhdistettynä ulottuvat proteiinit voivat muodostaa huokosen tiettyjen aineiden liikkumista varten kalvon läpi. Tällaiset kantajat eivät liiku, vaan muodostavat kanavan kalvoon ja toimivat samalla tavalla kuin entsyymit sitoen tiettyä ainetta. Siirto tapahtuu proteiinin konformaation muutoksesta johtuen, minkä seurauksena kalvoon muodostuu kanavia. Esimerkki on natrium-kaliumpumppu.

Eukaryoottisolukalvon kuljetustoiminto toteutuu myös endosytoosin (ja eksosytoosin) kautta. Näiden mekanismien kautta suuret biopolymeerimolekyylit, jopa kokonaiset solut, pääsevät soluun (ja sieltä ulos). Endo- ja eksosytoosi eivät ole ominaisia ​​kaikille eukaryoottisoluille (prokaryooteilla ei ole sitä ollenkaan). Joten endosytoosia havaitaan alkueläimissä ja alemmissa selkärangattomissa; nisäkkäissä leukosyytit ja makrofagit imevät itseensä haitallisia aineita ja bakteereja, eli endosytoosi suorittaa elimistöä suojaavaa toimintaa.

Endosytoosi on jaettu fagosytoosi(sytoplasma ympäröi suuria hiukkasia) ja pinosytoosi(nestepisaroiden talteenotto siihen liuenneilla aineilla). Näiden prosessien mekanismi on suunnilleen sama. Imeytyneet aineet solun pinnalla ovat kalvon ympäröimiä. Muodostuu rakkula (fagosyyttinen tai pinosyyttinen), joka siirtyy sitten soluun.

Eksosytoosi on aineiden (hormonit, polysakkaridit, proteiinit, rasvat jne.) poistamista solusta sytoplasman kalvon avulla. Nämä aineet on suljettu kalvorakkuloihin, jotka sopivat solukalvoon. Molemmat kalvot sulautuvat yhteen ja sisältö on solun ulkopuolella.

Sytoplasminen kalvo suorittaa reseptoritoimintoa. Tätä varten sen ulkopuolella on rakenteita, jotka voivat tunnistaa kemiallisen tai fyysisen ärsykkeen. Jotkut plasmalemman läpi tunkeutuvista proteiineista liittyvät ulkopuolelta polysakkaridiketjuihin (muodostavat glykoproteiineja). Nämä ovat omituisia molekyylireseptoreita, jotka sieppaavat hormoneja. Kun tietty hormoni sitoutuu reseptoriinsa, se muuttaa sen rakennetta. Tämä puolestaan ​​laukaisee soluvastemekanismin. Samalla kanavat voivat avautua, ja tietyt aineet voivat alkaa päästä soluun tai poistua siitä.

Solukalvojen reseptoritoimintaa on tutkittu hyvin hormoninsuliinin vaikutuksen perusteella. Kun insuliini sitoutuu glykoproteiinireseptoriinsa, tämän proteiinin katalyyttinen solunsisäinen osa (entsyymi adenylaattisyklaasi) aktivoituu. Entsyymi syntetisoi syklistä AMP:tä ATP:stä. Se jo aktivoi tai estää erilaisia ​​solujen aineenvaihdunnan entsyymejä.

Sytoplasmisen kalvon reseptoritoiminto sisältää myös samantyyppisten naapurisolujen tunnistamisen. Tällaiset solut ovat kiinnittyneet toisiinsa erilaisilla solujen välisillä kontakteilla.

Kudoksissa solujen välisten kontaktien avulla solut voivat vaihtaa tietoja keskenään käyttämällä erityisesti syntetisoituja pienimolekyylisiä aineita. Eräs esimerkki tällaisesta vuorovaikutuksesta on kosketuksen esto, kun solut lopettavat kasvun saatuaan tiedon, että vapaa tila on varattu.

Solujen väliset kontaktit ovat yksinkertaisia ​​(eri solujen kalvot ovat vierekkäin), lukittuva (yhden solun kalvon tunkeutuminen toiseen), desmosomit (kun kalvot yhdistetään sytoplasmaan tunkeutuvilla poikittaisilla kuiduilla). Lisäksi on olemassa muunnos solujen välisistä kontakteista välittäjien (välittäjien) - synapsien - vuoksi. Niissä signaali välitetään paitsi kemiallisesti, myös sähköisesti. Synapsit välittävät signaaleja hermosolujen välillä sekä hermosta lihakseen.

solukalvo- tämä on solukalvo, joka suorittaa seuraavat toiminnot: solun sisällön ja ulkoisen ympäristön erottaminen, aineiden selektiivinen kuljetus (vaihto ulkoisen ympäristön kanssa solulle), joidenkin biokemiallisten reaktioiden paikka, solujen integrointi kudoksiin ja vastaanottoon.

Solukalvot jaetaan plasmaan (sellunsisäinen) ja ulompiin. Minkä tahansa kalvon pääominaisuus on puoliläpäisevyys, eli kyky läpäistä vain tiettyjä aineita. Tämä mahdollistaa selektiivisen vaihdon solun ja ulkoisen ympäristön välillä tai vaihdon solun osastojen välillä.

Plasmakalvot ovat lipoproteiinirakenteita. Lipidit muodostavat spontaanisti kaksoiskerroksen (kaksoiskerroksen), ja kalvoproteiinit "uivat" siinä. Kalvoissa on useita tuhansia erilaisia ​​proteiineja: rakenteellisia, kantajia, entsyymejä jne. Proteiinimolekyylien välissä on huokoset, joiden läpi hydrofiiliset aineet kulkeutuvat (lipidikaksoiskerros estää niiden suoran tunkeutumisen soluun). Glykosyyliryhmät (monosakkaridit ja polysakkaridit) ovat kiinnittyneet joihinkin kalvon pinnalla oleviin molekyyleihin, jotka osallistuvat solujen tunnistusprosessiin kudoksen muodostumisen aikana.

Kalvot eroavat paksuudeltaan, tavallisesti 5-10 nm. Paksuus määräytyy amfifiilisen lipidimolekyylin koon mukaan ja se on 5,3 nm. Kalvon paksuuden lisääntyminen edelleen johtuu kalvoproteiinikompleksien koosta. Ulkoisista olosuhteista riippuen (kolesteroli on säätelijä) kaksoiskerroksen rakenne voi muuttua niin, että siitä tulee tiheämpi tai nestemäisempi - aineiden liikkumisnopeus kalvoja pitkin riippuu tästä.

Solukalvoihin kuuluvat: plasmalemma, karyolemma, endoplasmisen retikulumin kalvot, Golgi-laitteisto, lysosomit, peroksisomit, mitokondriot, sulkeumat jne.

Lipidit ovat veteen liukenemattomia (hydrofobisuus), mutta liukenevat helposti orgaanisiin liuottimiin ja rasvoihin (lipofiilisyys). Lipidien koostumus eri kalvoissa ei ole sama. Esimerkiksi plasmakalvo sisältää paljon kolesterolia. Kalvossa olevista lipideistä yleisimpiä ovat fosfolipidit (glyserofosfatidit), sfingomyeliinit (sfingolipidit), glykolipidit ja kolesteroli.

Fosfolipidit, sfingomyeliinit, glykolipidit koostuvat kahdesta toiminnallisesti erilaisesta osasta: hydrofobisista ei-polaarisista, jotka eivät sisällä varauksia - "hännät", jotka koostuvat rasvahapoista, ja hydrofiiliset, jotka sisältävät varautuneita polaarisia "päitä" - alkoholiryhmiä (esimerkiksi glyseroli).

Molekyylin hydrofobinen osa koostuu yleensä kahdesta rasvahaposta. Yksi hapoista on rajoittava, ja toinen on tyydyttymätön. Tämä määrittää lipidien kyvyn muodostaa spontaanisti kaksikerroksisia (bilipidi) kalvorakenteita. Kalvon lipidit suorittavat seuraavia tehtäviä: este, kuljetus, proteiinien mikroympäristö, kalvon sähkövastus.

Kalvot eroavat toisistaan ​​​​proteiinimolekyylien sarjalla. Monet kalvoproteiinit koostuvat alueista, joissa on runsaasti polaarisia (varausta kuljettavia) aminohappoja, ja alueista, joissa on ei-polaarisia aminohappoja (glysiini, alaniini, valiini, leusiini). Tällaiset proteiinit kalvojen lipidikerroksissa sijaitsevat siten, että niiden ei-polaariset alueet ovat ikään kuin upotettuina kalvon "rasvaiseen" osaan, jossa lipidien hydrofobiset alueet sijaitsevat. Näiden proteiinien polaarinen (hydrofiilinen) osa on vuorovaikutuksessa lipidipäiden kanssa ja kääntyy kohti vesifaasia.

Biologisilla kalvoilla on yhteisiä ominaisuuksia:

kalvot ovat suljettuja järjestelmiä, jotka eivät salli kennon sisällön ja sen osastojen sekoittumista. Kalvon eheyden rikkominen voi johtaa solukuolemaan;

pinnallinen (tasomainen, lateraalinen) liikkuvuus. Kalvoissa aineet liikkuvat jatkuvasti pinnan yli;

kalvon epäsymmetria. Ulko- ja pintakerroksen rakenne on kemiallisesti, rakenteellisesti ja toiminnallisesti heterogeeninen.

Sytoplasma- solun pakollinen osa, joka on suljettu plasmakalvon ja ytimen väliin; Se on jaettu hyaloplasmaan (sytoplasman pääaine), organelleihin (sytoplasman pysyvät komponentit) ja sulkeumiin (sytoplasman väliaikaiset komponentit). Sytoplasman kemiallinen koostumus: perusta on vesi (60-90% sytoplasman kokonaismassasta), erilaiset orgaaniset ja epäorgaaniset yhdisteet. Sytoplasma on alkalinen. Eukaryoottisolun sytoplasmalle tyypillinen piirre on jatkuva liike ( sykloosi). Se havaitaan ensisijaisesti soluorganellien, kuten kloroplastien, liikkeen perusteella. Jos sytoplasman liike pysähtyy, solu kuolee, koska vain jatkuvassa liikkeessä se voi suorittaa tehtävänsä.

Hyaloplasma ( sytosoli) on väritön, limainen, paksu ja läpinäkyvä kolloidinen liuos. Siinä tapahtuu kaikki aineenvaihduntaprosessit, se tarjoaa ytimen ja kaikkien organellien välisen yhteyden. Riippuen nestemäisen osan tai suurten molekyylien vallitsevasta hyaloplasmassa, erotetaan kaksi hyaloplasmaa: sol- nestemäisempi hyaloplasma ja geeli- tiheämpi hyaloplasma. Keskinäiset siirtymät ovat mahdollisia niiden välillä: geeli muuttuu sooliksi ja päinvastoin.

Sytoplasman toiminnot:

1. solun kaikkien komponenttien integrointi yhdeksi järjestelmäksi,
2. ympäristö monien biokemiallisten ja fysiologisten prosessien kulkemiseen,
3. ympäristö organellien olemassaololle ja toiminnalle.

Solun seinät

Solun seinät rajoittaa eukaryoottisoluja. Jokaisessa solukalvossa voidaan erottaa vähintään kaksi kerrosta. Sisäkerros on sytoplasman vieressä ja sitä edustaa plasmakalvo(synonyymit - plasmalemma, solukalvo, sytoplasminen kalvo), jonka päälle muodostuu ulkokerros. Eläinsolussa se on ohut ja sitä kutsutaan glykokaliksi(muodostuvat glykoproteiineista, glykolipideistä, lipoproteiineista), kasvisolussa - paksu, ns. soluseinän(muodostuu selluloosasta).

Kaikilla biologisilla kalvoilla on yhteisiä rakenteellisia piirteitä ja ominaisuuksia. Tällä hetkellä yleisesti hyväksytty kalvorakenteen nestemosaiikkimalli. Kalvon perusta on lipidikaksoiskerros, jonka muodostavat pääasiassa fosfolipidit. Fosfolipidit ovat triglyseridejä, joissa yksi rasvahappotähde on korvattu fosforihappotähteellä; molekyylin osaa, jossa fosforihapon jäännös sijaitsee, kutsutaan hydrofiiliseksi pääksi, ja osia, joissa rasvahappojäännökset sijaitsevat, kutsutaan hydrofobiksi hännäksi. Kalvossa fosfolipidit ovat asettuneet tiukasti järjestykseen: molekyylien hydrofobiset hännät ovat vastakkain ja hydrofiiliset päät ulospäin, vettä kohti.

Lipidien lisäksi kalvo sisältää proteiineja (keskimäärin ≈ 60 %). Ne määräävät suurimman osan kalvon erityistoiminnoista (tiettyjen molekyylien kuljetus, reaktioiden katalysointi, signaalien vastaanottaminen ja muuntaminen ympäristöstä jne.). Erota: 1) perifeeriset proteiinit(sijaitsee lipidikaksoiskerroksen ulko- tai sisäpinnalla), 2) puoli-integraalit proteiinit(upotettu lipidikaksoiskerrokseen eri syvyyksiin), 3) integraaliset tai transmembraaniset proteiinit(läpäisee kalvon läpi ja läpi ollessaan kosketuksissa sekä solun ulkoisen että sisäisen ympäristön kanssa). Integraalisia proteiineja kutsutaan joissain tapauksissa kanavan muodostaviksi eli kanaviksi, koska niitä voidaan pitää hydrofiilisinä kanavina, joiden kautta polaariset molekyylit kulkeutuvat soluun (kalvon lipidikomponentti ei päästäisi niitä läpi).

A - fosfolipidin hydrofiilinen pää; C, fosfolipidin hydrofobiset hännät; 1 - proteiinien E ja F hydrofobiset alueet; 2, proteiini F:n hydrofiiliset alueet; 3 - haarautunut oligosakkaridiketju, joka on kiinnittynyt lipidiin glykolipidimolekyylissä (glykolipidit ovat vähemmän yleisiä kuin glykoproteiinit); 4 - haarautunut oligosakkaridiketju, joka on kiinnittynyt proteiiniin glykoproteiinimolekyylissä; 5 - hydrofiilinen kanava (toimii huokosena, jonka läpi ionit ja jotkut polaariset molekyylit voivat kulkea).

Kalvo voi sisältää hiilihydraatteja (jopa 10 %). Kalvojen hiilihydraattikomponenttia edustavat oligosakkaridi- tai polysakkaridiketjut, jotka liittyvät proteiinimolekyyleihin (glykoproteiinit) tai lipideihin (glykolipidit). Pohjimmiltaan hiilihydraatit sijaitsevat kalvon ulkopinnalla. Hiilihydraatit tarjoavat kalvon reseptoritoimintoja. Eläinsoluissa glykoproteiinit muodostavat useita kymmeniä nanometrejä paksun epimembraanikompleksin, glykokalyksin. Monet solureseptorit sijaitsevat siinä, ja sen avulla tapahtuu soluadheesiota.

Proteiinien, hiilihydraattien ja lipidien molekyylit ovat liikkuvia ja pystyvät liikkumaan kalvon tasossa. Plasmakalvon paksuus on noin 7,5 nm.

Kalvotoiminnot

Kalvot suorittavat seuraavat toiminnot:

1. solujen sisällön erottaminen ulkoisesta ympäristöstä,
2. solun ja ympäristön välisen aineenvaihdunnan säätely,
3. solun jakaminen osastoihin ("osastoihin"),
4. "entsymaattisten kuljettimien" sijainti,
5. viestinnän tarjoaminen solujen välillä monisoluisten organismien kudoksissa (adheesio),
6. signaalin tunnistus.

Tärkein kalvon ominaisuus- selektiivinen läpäisevyys, ts. kalvot ovat erittäin läpäiseviä joillekin aineille tai molekyyleille ja huonosti (tai täysin läpäisemättömiä) muille. Tämä ominaisuus on kalvojen säätelytoiminnon taustalla, mikä varmistaa aineiden vaihdon solun ja ulkoisen ympäristön välillä. Prosessia, jolla aineet kulkevat solukalvon läpi, kutsutaan aineiden kuljetus. Erota: 1) passiivinen kuljetus- aineiden kulkeutuminen ilman energiaa; 2) aktiivinen kuljetus- aineiden kulkeutumisprosessi, joka kulkee energiakustannusten mukana.

klo passiivinen kuljetus aineet siirtyvät alueelta, jolla on suurempi pitoisuus, alueelle, jossa on pienempi, ts. pitoisuusgradienttia pitkin. Jokaisessa liuoksessa on liuottimen ja liuenneen aineen molekyylejä. Liuenneiden molekyylien liikkumisprosessia kutsutaan diffuusioksi, liuotinmolekyylien liikettä kutsutaan osmoosiksi. Jos molekyyli on varautunut, sähkögradientti vaikuttaa sen kuljetukseen. Siksi usein puhutaan sähkökemiallisesta gradientista, joka yhdistää molemmat gradientit. Kuljetusnopeus riippuu gradientin suuruudesta.

Seuraavat passiiviset kuljetukset voidaan erottaa: 1) yksinkertainen diffuusio- aineiden kuljetus suoraan lipidikaksoiskerroksen läpi (happi, hiilidioksidi); 2) diffuusio kalvokanavien läpi- kuljetus kanavaa muodostavien proteiinien (Na+, K+, Ca2+, Cl-) kautta; 3) helpotettu diffuusio- aineiden kuljetus erityisillä kuljetusproteiineilla, joista jokainen on vastuussa tiettyjen molekyylien tai toisiinsa liittyvien molekyylien ryhmien (glukoosi, aminohapot, nukleotidit) liikkumisesta; 4) osmoosi- vesimolekyylien kuljetus (kaikissa biologisissa järjestelmissä vesi on liuotin).

Tarve aktiivinen kuljetus tapahtuu, kun on tarpeen varmistaa molekyylien siirtyminen kalvon läpi sähkökemiallista gradienttia vastaan. Tämän kuljetuksen suorittavat erityiset kantajaproteiinit, joiden toiminta vaatii energiankulutusta. Energianlähde on ATP-molekyylit. Aktiivinen kuljetus sisältää: 1) Na + /K + -pumpun (natrium-kaliumpumppu), 2) endosytoosin, 3) eksosytoosin.

Käytä Na + /K + -pumppua. Normaalia toimintaa varten solun on säilytettävä tietty K + - ja Na + -ionien suhde sytoplasmassa ja ulkoisessa ympäristössä. K +:n pitoisuuden solun sisällä tulisi olla huomattavasti suurempi kuin sen ulkopuolella ja Na + - päinvastoin. On huomattava, että Na + ja K + voivat vapaasti diffundoitua kalvon huokosten läpi. Na+/K+-pumppu vastustaa näiden ionipitoisuuksien tasaamista ja pumppaa aktiivisesti Na+:a pois kennosta ja K+:aa soluun. Na + /K + -pumppu on transmembraaninen proteiini, joka kykenee muuttamaan konformaatiota niin, että se voi kiinnittää sekä K + että Na +. Na + /K + -pumpun toimintasykli voidaan jakaa seuraaviin vaiheisiin: 1) Na +:n kiinnittyminen kalvon sisältä, 2) pumppuproteiinin fosforylaatio, 3) Na +:n vapautuminen solunulkoinen tila, 4) K+:n kiinnittyminen kalvon ulkopuolelta, 5) pumppuproteiinin defosforylaatio, 6) K+:n vapautuminen solunsisäisessä tilassa. Natrium-kaliumpumppu kuluttaa lähes kolmanneksen kaikesta solun elämään tarvittavasta energiasta. Yhden toimintajakson aikana pumppu pumppaa ulos kennosta 3Na+:a ja pumppaa sisään 2K+.

Endosytoosi- suurten hiukkasten ja makromolekyylien absorptioprosessi soluun. Endosytoosia on kahta tyyppiä: 1) fagosytoosi- suurten hiukkasten (solut, solun osat, makromolekyylit) talteenotto ja absorptio ja 2) pinosytoosi- nestemäisen materiaalin talteenotto ja absorptio (liuos, kolloidinen liuos, suspensio). Fagosytoosin ilmiön löysi I.I. Mechnikov vuonna 1882. Endosytoosin aikana plasmakalvo muodostaa tunkeuman, sen reunat sulautuvat yhteen ja sytoplasmaan sidotaan rakenteita, jotka on erotettu sytoplasmasta yhdellä kalvolla. Monet alkueläimet ja jotkut leukosyytit kykenevät fagosytoosiin. Pinosytoosia havaitaan suolen epiteelisoluissa, veren kapillaarien endoteelissä.

Eksosytoosi- endosytoosin käänteinen prosessi: erilaisten aineiden poistaminen solusta. Eksosytoosin aikana vesikkelikalvo fuusioituu ulomman sytoplasmisen kalvon kanssa, rakkulan sisältö poistetaan solun ulkopuolelle ja sen kalvo sisältyy ulompaan sytoplasmiseen kalvoon. Tällä tavalla hormonit erittyvät umpieritysrauhasten soluista ja alkueläimiin jää sulamatonta ruokaa.

Mene luennot numero 5"Soluteoria. Mobiiliorganisaatiotyypit»

Mene luennot numero 7"Eukaryoottisolu: organellien rakenne ja toiminnot"

Suurin osa maapallolla elävistä organismeista koostuu soluista, jotka ovat suurelta osin samanlaisia ​​kemialliselta koostumukseltaan, rakenteeltaan ja elämäntoiminnaltaan. Jokaisessa solussa tapahtuu aineenvaihduntaa ja energian muuntamista. Solujen jakautuminen on organismien kasvu- ja lisääntymisprosessien taustalla. Siten solu on organismien rakenteen, kehityksen ja lisääntymisen yksikkö.

Solu voi olla olemassa vain yhtenäisenä järjestelmänä, joka on jakamaton osiin. Solujen eheys saadaan aikaan biologisilla kalvoilla. Solu on osa korkeamman tason järjestelmää - organismia. Solun osat ja organellit, jotka koostuvat monimutkaisista molekyyleistä, ovat alemman tason kokonaisia ​​järjestelmiä.

Solu on avoin järjestelmä, joka on yhteydessä ympäristöön aineen ja energian vaihdon kautta. Tämä on toiminnallinen järjestelmä, jossa jokainen molekyyli suorittaa tiettyjä toimintoja. Solulla on vakaus, kyky itsesäätelyyn ja lisääntymiseen.

Solu on itseään hallitseva järjestelmä. Solun hallitsevaa geneettistä järjestelmää edustavat monimutkaiset makromolekyylit - nukleiinihapot (DNA ja RNA).

Vuosina 1838-1839. Saksalaiset biologit M. Schleiden ja T. Schwann tiivistivat solua koskevan tiedon ja muotoilivat pääasetuksen soluteorialle, jonka ydin on, että kaikki organismit, sekä kasvi- että eläinorganismit, koostuvat soluista.

Vuonna 1859 R. Virchow kuvaili solujen jakautumisprosessia ja muotoili yhden soluteorian tärkeimmistä säännöksistä: "Jokainen solu tulee toisesta solusta." Uusia soluja muodostuu emosolun jakautumisen seurauksena, eikä ei-soluaineesta, kuten aiemmin ajateltiin.

Venäläisen tiedemiehen K. Baerin vuonna 1826 tekemä löytö nisäkkään munista johti johtopäätökseen, että solu on monisoluisten organismien kehityksen taustalla.

Nykyaikainen soluteoria sisältää seuraavat ehdot:

1) solu on kaikkien organismien rakenteen ja kehityksen yksikkö;

2) eri villieläinten valtakunnista peräisin olevien organismien solut ovat samanlaisia ​​rakenteeltaan, kemialliselta koostumukseltaan, aineenvaihdunnaltaan ja tärkeimmiltä elintärkeän toiminnan ilmenemismuodoilta;

3) uusia soluja muodostuu emosolun jakautumisen seurauksena;

4) monisoluisessa organismissa solut muodostavat kudoksia;

5) Elimet koostuvat kudoksista.

Nykyaikaisten biologisten, fysikaalisten ja kemiallisten tutkimusmenetelmien käyttöönotto biologiassa on mahdollistanut solun eri komponenttien rakenteen ja toiminnan tutkimisen. Yksi solujen tutkimisen menetelmistä on mikroskopia. Nykyaikainen valomikroskooppi suurentaa esineitä 3000 kertaa ja mahdollistaa solun suurimman organellin näkemisen, sytoplasman liikkeen ja solun jakautumisen.

Keksitty 40-luvulla. 20. vuosisata Elektronimikroskooppi antaa suurennoksen kymmeniä ja satoja tuhansia kertoja. Elektronimikroskoopissa käytetään elektronivirtaa valon sijasta ja sähkömagneettisia kenttiä linssien sijasta. Siksi elektronimikroskooppi antaa selkeän kuvan paljon suuremmilla suurennoksilla. Tällaisen mikroskoopin avulla oli mahdollista tutkia soluorganellien rakennetta.

Menetelmällä tutkitaan soluorganellien rakennetta ja koostumusta sentrifugointi. Murskatut kudokset, joissa on tuhoutuneet solukalvot, asetetaan koeputkiin ja pyöritetään sentrifugissa suurella nopeudella. Menetelmä perustuu siihen, että eri soluorganelleilla on erilaiset massat ja tiheydet. Tiheämmät organellit kerrostuvat koeputkeen pienillä sentrifugointinopeuksilla, vähemmän tiheät - korkeilla. Näitä kerroksia tutkitaan erikseen.

laajasti käytetty solu- ja kudosviljelymenetelmä, joka koostuu siitä, että yhdestä tai useammasta solusta erityisellä ravintoalustalla voit saada ryhmän samantyyppisiä eläin- tai kasvisoluja ja jopa kasvattaa kokonaisen kasvin. Tällä menetelmällä voit saada vastauksen kysymykseen, kuinka kehon eri kudokset ja elimet muodostuvat yhdestä solusta.

M. Schleiden ja T. Schwann muotoilivat ensin soluteorian pääsäännöt. Solu on kaikkien elävien organismien rakenteen, elämän, lisääntymisen ja kehityksen yksikkö. Solujen tutkimiseen käytetään mikroskopia-, sentrifugointi-, solu- ja kudosviljelymenetelmiä jne.

Sienten, kasvien ja eläinten soluilla on paljon yhteistä kemiallisen koostumuksen lisäksi myös rakenteessa. Kun solua tutkitaan mikroskoopilla, siinä näkyy erilaisia ​​rakenteita - organellit. Jokainen organelli suorittaa tiettyjä tehtäviä. Solussa on kolme pääosaa: plasmakalvo, ydin ja sytoplasma (kuva 1).

plasmakalvo erottaa solun ja sen sisällön ympäristöstä. Kuvasta 2 näet: kalvo muodostuu kahdesta lipidikerroksesta ja proteiinimolekyylit tunkeutuvat kalvon paksuuden läpi.

Plasmakalvon päätehtävä kuljetus. Se varmistaa ravintoaineiden saannin soluun ja aineenvaihduntatuotteiden poistumisen siitä.

Kalvon tärkeä ominaisuus on valikoiva läpäisevyys, tai puoliläpäisevyys, mahdollistaa solun vuorovaikutuksen ympäristön kanssa: vain tietyt aineet tulevat sisään ja poistuvat siitä. Pienet molekyylit vettä ja eräitä muita aineita pääsevät soluun diffuusiona, osittain kalvon huokosten kautta.

Sokerit, orgaaniset hapot, suolat liukenevat sytoplasmaan, kasvisoluvakuolien solumehuun. Lisäksi niiden pitoisuus solussa on paljon korkeampi kuin ympäristössä. Mitä suurempi näiden aineiden pitoisuus solussa on, sitä enemmän se imee vettä. Tiedetään, että solu kuluttaa jatkuvasti vettä, minkä seurauksena solumehlan pitoisuus kasvaa ja vesi pääsee taas soluun.

Suurempien molekyylien (glukoosi, aminohapot) pääsyn soluun takaavat kalvon kuljetusproteiinit, jotka kuljetettavien aineiden molekyyleihin yhdistyessään kuljettavat ne kalvon läpi. Entsyymit, jotka hajottavat ATP:tä, ovat mukana tässä prosessissa.

Kuva 1. Yleinen kaavio eukaryoottisolun rakenteesta.
(klikkaa kuvaa suurentaaksesi kuvan)

Kuva 2. Plasmakalvon rakenne.
1 - lävistäviä oravia, 2 - upotettuja oravia, 3 - ulkoisia oravia

Kuva 3. Pinosytoosin ja fagosytoosin kaavio.

Jopa suuremmat proteiini- ja polysakkaridimolekyylit pääsevät soluun fagosytoosin kautta (kreikasta. fagos- ahmiminen ja kitos- astia, solu) ja nestepisarat - pinosytoosilla (kreikasta. pinot- juoda ja kitos) (Kuva 3).

Eläinsoluja, toisin kuin kasvisoluja, ympäröi pehmeä ja joustava "turkki", jonka muodostavat pääasiassa polysakkaridimolekyylit, jotka kiinnittyessään joihinkin kalvon proteiineihin ja lipideihin ympäröivät solua ulkopuolelta. Polysakkaridien koostumus on spesifinen eri kudoksille, minkä vuoksi solut "tunnistavat" toisensa ja muodostavat yhteyden toisiinsa.

Kasvisoluilla ei ole sellaista "turkkia". Niissä on huokostäytteinen kalvo plasmakalvon yläpuolella. soluseinän koostuu pääasiassa selluloosasta. Sytoplasman säikeet ulottuvat solusta soluun huokosten läpi yhdistäen solut toisiinsa. Näin solujen välinen yhteys toteutetaan ja kehon eheys saavutetaan.

Kasvien solukalvolla on vahva luuranko ja se suojaa solua vaurioilta.

Useimmilla bakteereilla ja kaikilla sienillä on solukalvo, vain sen kemiallinen koostumus on erilainen. Sienissä se koostuu kitiinin kaltaisesta aineesta.

Sienten, kasvien ja eläinten soluilla on samanlainen rakenne. Solussa on kolme pääosaa: ydin, sytoplasma ja plasmakalvo. Plasmakalvo koostuu lipideistä ja proteiineista. Se varmistaa aineiden pääsyn soluun ja niiden vapautumisen solusta. Kasvien, sienten ja useimpien bakteerien soluissa plasmakalvon yläpuolella on solukalvo. Se suorittaa suojaavan toiminnon ja näyttelee luurankoa. Kasveilla soluseinä koostuu selluloosasta, kun taas sienissä se koostuu kitiinin kaltaisesta aineesta. Eläinsolut on peitetty polysakkarideilla, jotka tarjoavat kontakteja saman kudoksen solujen välille.

Tiedätkö, että suurin osa solusta on sytoplasma. Se koostuu vedestä, aminohapoista, proteiineista, hiilihydraateista, ATP:stä, ei-orgaanisten aineiden ioneista. Sytoplasma sisältää solun ytimen ja organellit. Siinä aineet liikkuvat solun osasta toiseen. Sytoplasma varmistaa kaikkien organellien vuorovaikutuksen. Täällä tapahtuu kemiallisia reaktioita.

Koko sytoplasma läpäisee ohuita proteiinimikrotubuluksia, jolloin muodostuu solun sytoskeleton jonka ansiosta se säilyttää pysyvän muotonsa. Solun sytoskeleto on joustava, koska mikrotubulukset voivat muuttaa sijaintiaan, liikkua toisesta päästään ja lyhentyä toisesta. Erilaiset aineet pääsevät soluun. Mitä niille tapahtuu häkissä?

Lysosomeissa - pienissä pyöristetyissä kalvorakkuloissa (katso kuva 1) monimutkaisten orgaanisten aineiden molekyylit jaetaan yksinkertaisemmiksi molekyyleiksi hydrolyyttisten entsyymien avulla. Esimerkiksi proteiinit hajotetaan aminohapoiksi, polysakkaridit monosakkarideiksi, rasvat glyseroliksi ja rasvahapoiksi. Tätä toimintoa varten lysosomeja kutsutaan usein solun "sulatusasemiksi".

Jos lysosomien kalvo tuhoutuu, niiden sisältämät entsyymit voivat sulattaa itse solun. Siksi joskus lysosomeja kutsutaan "työkaluiksi solun tappamiseen".

Lysosomeissa muodostuneiden pienten aminohappo-, monosakkaridien, rasvahappo- ja alkoholimolekyylien entsymaattinen hapetus hiilidioksidiksi ja vedeksi alkaa sytoplasmasta ja päättyy muihin organelleihin - mitokondriot. Mitokondriot ovat sauvan muotoisia, rihmamaisia ​​tai pallomaisia ​​organelleja, jotka on rajattu sytoplasmasta kahdella kalvolla (kuva 4). Ulkokalvo on sileä, kun taas sisäkalvo muodostaa taitoksia - cristae jotka lisäävät sen pintaa. Orgaanisten aineiden hapetusreaktioihin hiilidioksidiksi ja vedeksi osallistuvat entsyymit sijaitsevat sisäkalvolla. Tällöin vapautuu energiaa, jonka solu varastoi ATP-molekyyleihin. Siksi mitokondrioita kutsutaan solun "voimalaitoksiksi".

Solussa orgaaniset aineet eivät vain hapetu, vaan myös syntetisoituvat. Lipidien ja hiilihydraattien synteesi suoritetaan endoplasmisessa retikulumissa - EPS:ssä (kuva 5) ja proteiinien - ribosomeissa. Mikä on EPS? Tämä on putkien ja säiliöiden järjestelmä, jonka seinät muodostuvat kalvosta. Ne läpäisevät koko sytoplasman. ER-kanavien kautta aineet siirtyvät solun eri osiin.

Siellä on sileä ja karkea EPS. Hiilihydraatit ja lipidit syntetisoidaan sileän EPS:n pinnalle entsyymien osallistuessa. EPS:n karheuden antavat siinä sijaitsevat pienet pyöristetyt kappaleet - ribosomit(katso kuvio 1), jotka osallistuvat proteiinien synteesiin.

Orgaanisten aineiden synteesi tapahtuu plastidit löytyy vain kasvisoluista.

Riisi. 4. Kaavio mitokondrioiden rakenteesta.
1.- ulkokalvo; 2.- sisäkalvo; 3.- sisäkalvon taitokset - cristae.

Riisi. 5. Karkean EPS:n rakenteen kaavio.

Riisi. 6. Kloroplastin rakenteen kaavio.
1.- ulkokalvo; 2.- sisäkalvo; 3.- kloroplastin sisäinen sisältö; 4. - sisäkalvon taitokset, jotka kerätään "pinoihin" ja muodostavat granaa.

Värittömissä plastideissa - leukoplastit(kreikasta. leukos-valkoinen ja plastos- luotu) tärkkelys kerääntyy. Perunan mukulat ovat erittäin runsaasti leukoplasteja. Keltainen, oranssi, punainen väri annetaan hedelmille ja kukille kromoplastit(kreikasta. kromi- väri ja plastos). Ne syntetisoivat fotosynteesiin osallistuvia pigmenttejä, - karotenoidit. Kasvien elämässä merkitys kloroplastit(kreikasta. kloori- vihertävä ja plastos) - vihreät plastidit. Kuvasta 6 voit nähdä, että kloroplastit on peitetty kahdella kalvolla: ulko- ja sisäkalvolla. Sisäkalvo muodostaa taitoksia; taitteiden välissä on kuplia pinottuina pinoihin - jyviä. Jyvät sisältävät klorofyllimolekyylejä, jotka osallistuvat fotosynteesiin. Jokainen kloroplasti sisältää noin 50 jyvää, jotka on järjestetty shakkilautakuvioon. Tämä järjestely varmistaa jokaisen rakeen maksimaalisen valaistuksen.

Sytoplasmassa proteiinit, lipidit, hiilihydraatit voivat kertyä jyvien, kiteiden, pisaroiden muodossa. Nämä sisällyttäminen- Varaa ravintoaineita, joita solu kuluttaa tarpeen mukaan.

Kasvisoluissa osa vararavinteista sekä hajoamistuotteista kertyy tyhjiöiden solumahlaan (ks. kuva 1). Ne voivat muodostaa jopa 90 % kasvisolun tilavuudesta. Eläinsoluissa on tilapäisiä vakuoleja, jotka vievät enintään 5 % niiden tilavuudesta.

Riisi. 7. Golgi-kompleksin rakenteen kaavio.

Kuvassa 7 näet kalvon ympäröimän onteloiden järjestelmän. Tämä on golgi kompleksi, joka suorittaa solussa erilaisia ​​tehtäviä: osallistuu aineiden kertymiseen ja kuljetukseen, niiden poistoon solusta, lysosomien muodostumiseen, solukalvoon. Esimerkiksi selluloosamolekyylit tulevat Golgi-kompleksin onteloon, jotka kuplien avulla siirtyvät solun pinnalle ja sisältyvät solukalvoon.

Useimmat solut lisääntyvät jakautumalla. Tämä prosessi sisältää solukeskus. Se koostuu kahdesta sentriolista, joita ympäröi tiheä sytoplasma (katso kuva 1). Jakautumisen alussa sentriolit hajoavat kohti solun napoja. Niistä eroavat proteiinifilamentit, jotka liittyvät kromosomeihin ja varmistavat niiden tasaisen jakautumisen kahden tytärsolun välillä.

Kaikki solun organellit ovat tiiviisti yhteydessä toisiinsa. Esimerkiksi proteiinimolekyylejä syntetisoidaan ribosomeissa, ne kuljetetaan EPS-kanavien kautta solun eri osiin ja proteiinit tuhoutuvat lysosomeissa. Äskettäin syntetisoituja molekyylejä käytetään solurakenteiden rakentamiseen tai ne kerääntyvät sytoplasmaan ja tyhjiöihin vararavintoaineina.

Solu on täynnä sytoplasmaa. Sytoplasma sisältää ytimen ja erilaisia ​​organelleja: lysosomit, mitokondriot, plastidit, vakuolit, ER, solukeskus, Golgi-kompleksi. Ne eroavat rakenteeltaan ja toiminnaltaan. Kaikki sytoplasman organellit ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, mikä varmistaa solun normaalin toiminnan.

Taulukko 1. SOLUN RAKENNE

ELUT	RAKENNE JA OMINAISUUDET	TOIMINNOT
kuori	Koostuu selluloosasta. Ympäröi kasvisoluja. On huokoset	Se antaa solulle voimaa, säilyttää tietyn muodon, suojaa. Onko kasvien luuranko
ulompi solukalvo	Kaksoiskalvosolurakenne. Se koostuu bilipidikerroksesta ja mosaiikkimaisesti jakautuneista proteiineista, hiilihydraatit sijaitsevat ulkopuolella. Puoliläpäisevä	Rajoittaa kaikkien organismien solujen elävää sisältöä. Tarjoaa valikoivan läpäisevyyden, suojaa, säätelee vesi-suolatasapainoa, vaihtoa ulkoisen ympäristön kanssa.
Endoplasminen verkkokalvo (ER)	yksikalvorakenne. Tubulusten, putkien, säiliöiden järjestelmä. Tunkeutuu solun koko sytoplasmaan. Sileä ER ja rakeinen ER ribosomeilla	Jakaa kennon erillisiin osastoihin, joissa tapahtuu kemiallisia prosesseja. Tarjoaa viestinnän ja aineiden kuljetuksen solussa. Proteiinisynteesi tapahtuu rakeisessa endoplasmisessa retikulumissa. On sileä - lipidisynteesi
Golgin laite	yksikalvorakenne. Kuplajärjestelmä, tankit, joissa synteesi- ja hajoamistuotteet sijaitsevat	Tarjoaa pakkaamisen ja aineiden poistamisen solusta, muodostaa primaarisia lysosomeja
Lysosomit	Yksikalvoiset pallomaiset solurakenteet. Sisältää hydrolyyttisiä entsyymejä	Tarjoaa makromolekyylisten aineiden hajoamisen, solunsisäisen ruoansulatuksen
Ribosomit	Ei-kalvoiset sienen muotoiset rakenteet. Koostuu pienistä ja suurista alayksiköistä	Sisältyy ytimeen, sytoplasmaan ja rakeiseen endoplasmiseen retikulumiin. Osallistuu proteiinien biosynteesiin.
Mitokondriot	Kaksikalvoiset pitkänomaiset organellit. Ulkokalvo on sileä, sisäkalvo muodostaa cristae. täynnä matriisia. On mitokondrioiden DNA:ta, RNA:ta ja ribosomeja. Puoliautonominen rakenne	Ne ovat solujen energiaasemia. Ne tarjoavat hengitysprosessin - orgaanisten aineiden happihapetuksen. ATP-synteesi käynnissä
Plastidit Kloroplastit	kasvisoluille ominaista. Kaksikalvoiset, puoliautonomiset pitkänomaiset organellit. Sisällä ne ovat täynnä stroomaa, jossa grana sijaitsee. Granat muodostuvat kalvorakenteista - tylakoideista. Sisältää DNA:ta, RNA:ta ja ribosomeja	Fotosynteesi tapahtuu. Tylakoidien kalvoilla tapahtuu vaalean faasin reaktioita, stroomassa - pimeän faasin reaktioita. Hiilihydraattien synteesi
Kromoplastit	Kaksikalvoiset pallomaiset organellit. Sisältää pigmenttejä: punainen, oranssi, keltainen. Muodostunut kloroplasteista	Anna väriä kukille ja hedelmille. Muodostunut syksyllä kloroplasteista, antavat lehdille keltaisen värin
Leukoplastit	Kaksikalvoiset värjäämättömät pallomaiset plastidit. Valossa ne voivat muuttua kloroplasteiksi	Varastoi ravinteita tärkkelysjyvien muodossa
Solukeskus	kalvottomat rakenteet. Koostuu kahdesta sentriolista ja sentrosfääristä	Muodostaa solujakautumiskaran, osallistuu jakautumiseen. Solut kaksinkertaistuvat jakautumisen jälkeen
Vacuole	kasvisolulle ominaista. Kalvoontelo täynnä solumehlaa	Säätelee solun osmoottista painetta. Kerää solun ravinteita ja jätetuotteita
Ydin	Solun pääkomponentti. Ympäröi kaksikerroksinen huokoinen ydinkalvo. täynnä karyoplasmaa. Sisältää DNA:ta kromosomien muodossa (kromatiini)	Säätelee kaikkia solun prosesseja. Tarjoaa perinnöllisten tietojen välittämisen. Kromosomien lukumäärä on vakio jokaisella lajilla. Tukee DNA:n replikaatiota ja RNA-synteesiä
nucleolus	Tuma muodostuminen ytimessä, ei erotettu karyoplasmasta	Ribosomin muodostumispaikka
Liikeorganellit. Cilia. Flagella	Sytoplasman kasvut, joita ympäröi kalvo	Tarjoaa solujen liikkumista, pölyhiukkasten poistamista (väriepiteeli)

Tärkein rooli sienten, kasvien ja eläinten elintoiminnassa ja solunjakautumisessa on ytimellä ja siinä sijaitsevilla kromosomeilla. Suurimmalla osalla näiden organismien soluista on yksi ydin, mutta on myös monitumaisia ​​soluja, kuten lihassoluja. Ydin sijaitsee sytoplasmassa ja sen muoto on pyöreä tai soikea. Se on peitetty kahdesta kalvosta koostuvalla kuorella. Ydinkalvossa on huokoset, joiden kautta tapahtuu aineiden vaihto ytimen ja sytoplasman välillä. Ydin on täynnä ydinmehua, joka sisältää nukleolit ​​ja kromosomit.

Nucleoli ovat ribosomien "tuotantopajoja", jotka muodostuvat tumassa muodostuneesta ribosomaalisesta RNA:sta ja sytoplasmassa syntetisoivista proteiineista.

Ytimen päätehtävä - perinnöllisen tiedon varastointi ja välittäminen - liittyy kromosomit. Jokaisella organismityypillä on oma sarjansa kromosomeja: tietty määrä, muoto ja koko.

Kaikkia kehon soluja paitsi sukupuolisoluja kutsutaan somaattinen(kreikasta. monni- vartalo). Saman lajin organismin solut sisältävät saman sarjan kromosomeja. Esimerkiksi ihmisillä jokainen kehon solu sisältää 46 kromosomia, hedelmäkärpäsessä Drosophilassa - 8 kromosomia.

Somaattisilla soluilla on yleensä kaksinkertainen kromosomisarja. Sitä kutsutaan diploidi ja merkitty numerolla 2 n. Joten ihmisellä on 23 paria kromosomeja, eli 2 n= 46. Sukupuolisoluissa on puolet vähemmän kromosomeja. Onko se sinkku vai haploidi, setti. Henkilö 1 n = 23.

Kaikki somaattisten solujen kromosomit, toisin kuin sukusolujen kromosomit, ovat parillisia. Yhden parin muodostavat kromosomit ovat identtisiä keskenään. Parillisia kromosomeja kutsutaan homologinen. Kromosomeja, jotka kuuluvat eri pareihin ja jotka eroavat muodoltaan ja kooltaan, kutsutaan ei-homologinen(Kuva 8).

Joissakin lajeissa kromosomien lukumäärä voi olla sama. Esimerkiksi puna-apilassa ja herneissä 2 n= 14. Niiden kromosomit eroavat kuitenkin muodoltaan, koosta ja DNA-molekyylien nukleotidikoostumuksesta.

Riisi. 8. Kromosomisarja Drosophila-soluissa.

Riisi. 9. Kromosomin rakenne.

Kromosomien roolin ymmärtämiseksi perinnöllisen tiedon välittämisessä on tarpeen tutustua niiden rakenteeseen ja kemialliseen koostumukseen.

Jakautumattoman solun kromosomit näyttävät pitkiltä ohuilta langoilta. Jokainen kromosomi ennen solun jakautumista koostuu kahdesta identtisestä langasta - kromatidit, jotka on liitetty puristusripojen väliin - (kuva 9).

Kromosomit koostuvat DNA:sta ja proteiineista. Koska DNA:n nukleotidikoostumus vaihtelee lajeittain, kromosomien koostumus on ainutlaatuinen jokaiselle lajille.

Jokaisessa solussa paitsi bakteereissa on ydin, joka sisältää nukleoleja ja kromosomeja. Jokaiselle lajille on ominaista tietty sarja kromosomeja: lukumäärä, muoto ja koko. Useimpien organismien somaattisissa soluissa kromosomijoukko on diploidinen, sukupuolisoluissa haploidinen. Parillisia kromosomeja kutsutaan homologisiksi. Kromosomit koostuvat DNA:sta ja proteiineista. DNA-molekyylit tallentavat ja välittävät perinnöllistä tietoa solusta soluun ja organismista organismiin.

Kun olet käsitellyt näitä aiheita, sinun pitäisi pystyä:

1. Kerro, missä tapauksissa on tarpeen käyttää valomikroskooppia (rakennetta),a.
2. Kuvaile solukalvon rakennetta ja selitä kalvon rakenteen suhde sen kykyyn vaihtaa aineita solun ja ympäristön välillä.
3. Määrittele prosessit: diffuusio, helpotettu diffuusio, aktiivinen kuljetus, endosytoosi, eksosytoosi ja osmoosi. Osoita erot näiden prosessien välillä.
4. Nimeä rakenteiden toiminnot ja osoita missä soluissa (kasvi, eläin tai prokaryootti) ne sijaitsevat: ydin, tumakalvo, nukleoplasma, kromosomit, plasmakalvo, ribosomi, mitokondrio, soluseinä, kloroplasti, vakuoli, lysosomi, sileä endoplasminen retikulumi ( agranular) ja karkea (rakeinen), solukeskus, golgi-laitteisto, cilium, flagellum, mesosomi, pili tai fimbriae.
5. Nimeä vähintään kolme merkkiä, joilla kasvisolu voidaan erottaa eläinsolusta.
6. Luettele tärkeimmät erot prokaryoottisten ja eukaryoottisten solujen välillä.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Yleinen biologia". Moskova, "Valaistus", 2000

• Aihe 1. "Plasmakalvo." § 1, § 8 s. 5;20
• Aihe 2. "Cage". §8-10 s. 20-30
• Aihe 3. "Prokaryoottisolu. Virukset." §11 s. 31-34

Kasvin solukalvo on yksi soluelimistä, joka ympäröi sytoplasmaa ja toimii erityisenä esteenä sisäisen sisällön ja ulkoisen ympäristön välillä. Tällä organoidilla on myös muita biologian tieteessä hyväksyttyjä nimiä: plasmamembraani, plasmalemma ja sytolemma. Sitä tutkittiin täysin vasta suhteellisen äskettäin - viime vuosisadan 70-luvulla tutkimuksen läpimurto liittyy ensimmäisten elektronimikroskooppien tuloon, mikä helpotti suuresti tutkijoiden työtä. Ensimmäiset plasmalemmaa koskevat tieteelliset kokeet, jotka saivat tärkeitä tuloksia, suoritettiin vuonna 1925. Kasvisolun solukalvolla on ominaisuuksia, jotka erottavat sen samankaltaisesta eläinorganellesta. Tässä artikkelissa käsitellään näitä ominaisuuksia yksityiskohtaisesti.

Ja toiminnot eivät ole paljon erilaisia ​​eri organismeissa. Useimmilla lajeilla on seuraava plasmakalvorakenne:

1. uloin kerros. Se koostuu proteiineista, ei ole jatkuva, sen rakenteessa on erityisiä kanavia, jotka koostuvat ioneista, jotka kuljettavat aineita, jotka eivät pysty itsenäisesti voittamaan keskikerrosta.
2. keskimmäinen kerros. Muuten - bilipidi tai rasvainen. Se on nestemäinen ja suhteellisen homogeeninen, koska erityyppiset ulkokerroksissa olevat proteiinit pystyvät tunkeutumaan sen sisään. Se sisältää useita erilaisia ​​lipidejä: fosfolipidejä, kolesterolia ja glykolipidejä. Kolesterolia ei ole aina läsnä. Lipideillä on pää, jota pidetään hydrofiilisenä, sekä kaksi pitkää päätä, jotka päinvastoin ovat hydrofobisia.
3. Sisäkerros. Samanlainen kuin ulkokerros, koostuu proteiineista. Proteiinikerroksissa on myös erityisiä rengasmaisia ​​lipidejä, jotka toimivat niille suojakalvona ja varmistavat niiden työn.

Kasvin solukalvon proteiinikerrokset koostuvat:

• kiinteät proteiinit. Jaettu plasmalemman koko leveydelle;
• puolikiinteä. Sisään upotettu, mutta ei kulje sytolemman läpi;
• perifeerinen. Esiintyy vain pinnalla.

Edellä tarkasteltuna, joka on enimmäkseen sama eri lajeissa, sillä on silti pieniä eroja organismeissa, kuten kasveissa, sienissä ja bakteereissa. Näiden erojen olemuksen ymmärtämiseksi on otettava huomioon tehtävät, jotka plasmalemma ratkaisee kasviorganismeissa.

Katso video solun rakenteesta ja solukalvosta.

Kasvin solukalvolla on seuraavat toiminnot:

1. Laivaus. Edistää välttämättömien ravintoaineiden nauttimista. Säätelee solun yleistä vaihtoa ulkoisen ympäristön kanssa.
2. Matriisi. Vastaa muiden sisäisten organellien sijainnista, vahvistaa niiden asemaa ja edistää niiden vuorovaikutusta keskenään.
3. Energia-aineenvaihdunnan säätely. Tarjoaa erilaisten prosessien virtauksen fotosynteesistä soluhengitykseen. Nämä prosessit olisivat mahdottomia ilman plasmalemman proteiinikanavia.
4. Entsyymien tuotanto. Entsyymejä tuotetaan joidenkin solujen plasmakalvojen proteiinikerroksissa.

Eläin- ja kasvisoluissa solukalvon rakenne on identtinen, mutta niiden suorittamat toiminnot ovat erilaisia. Tämä voidaan selittää kasvien läsnäololla. Tämä seinä on ylimääräinen organoidi, joka peittää sytolemman ulkopuolelta ja sen seurauksena ottaa osaa sen toiminnoista.

Soluseinän ottamat toiminnot:

• suojaava. Tämä seinä on vahva, mikä auttaa estämään mekaanisia vaurioita. Se myös päästää selektiivisesti molekyylit sisään estäen patogeenisten pääsyn sisään;
• varaston muodostus. Jotkut hyödylliset aineet kerrostuvat seinään käytettäväksi epäsuotuisissa olosuhteissa sekä kasvun ja kehityksen varmistamiseksi;
• säätelee sisäistä painetta. Tämän toiminnon suorituskyky liittyy suoraan kehon vahvuuteen;
• vuorovaikutusta muiden solujen kanssa. Erityisten kanavien läsnäolo seinässä antaa sinun vaihtaa tietoja ulkoisen ympäristön tilasta.

Tarkastetulla seinällä on useita toimintoja, joita sytolemma suorittaa eläinorganismeissa. Tästä johtuen kasvien ja joidenkin muiden lajien kalvon rakenne voi vaihdella.

Sytolemman arvo keholle

Huolimatta siitä, että kasveissa monet toiminnot on siirretty sytolemmasta toiselle organellille, sillä on silti erittäin tärkeä rooli organismin elämässä.

Juuri plasmalemman avulla tapahtuvat tärkeimmät aineenvaihduntaprosessit, jotka ilmaistaan ​​​​seuraavin reaktioin:

1. Eksosytoosi. Aineiden, joita on jo prosessoitu tai jotka on muodostettu erityisesti päästämään ulkoiseen ympäristöön (esimerkiksi hormonit tai entsyymit), vapautuminen ulkopuolelle. Niiden poistamiseksi sytolemman sisäpinnalle muodostuu erityisiä vesikkelejä, jotka kulkevat lipidirivien läpi ja sitten niiden sisältö vapautuu ulos.
2. Fagosytoosi. Tiettyjen ravintoaineiden hiukkasten imeytyminen sytolemman toimesta ja niiden jatkokäsittely. Erityiset solut, joita kutsutaan fagosyyteiksi, jotka ovat kiinnittyneet sytolemmaan, ovat vastuussa tästä prosessista.
3. Pinosytoosi. Sen välittömässä läheisyydessä olevien nestemäisten molekyylien imeytyminen plasmalemman toimesta. Tämän tekevät plasmalemman pinnalla sijaitsevat erityiset flagellat, joiden ansiosta pinnalle tuleva neste saa pisaran muodon ja voidaan siepata.

Ionikanavien läsnäolon vuoksi useita elämän kannalta välttämättömiä aineita tulee sytolemman kautta. Näiden kanavien merkitystä tuskin voi yliarvioida, niiden tärkeydestä kertoo ainakin se, että jos kanavat menettävät sävynsä ja lakkaavat toimimasta oikein, solussa alkaa happinälkä, jonka vuoksi jonkin ajan kuluttua se voi rappeutua syöpään.

Kasvisolussa ei vain sytolemma, vaan myös soluseinä vastaa ravitsemusprosesseista, joten on niin tärkeää, että näiden organellien yhdistelmä on asianmukaisessa kunnossa, elämä riippuu suoraan tästä.

Luuletko, että kaikki solukalvon toiminnot mainittiin materiaalissa? Ehkä teidän joukossanne on tarkkaavaisimpia, jotka tietävät vielä yhden merkityksettömän toiminnon? Jaa havaintosi