Что такое оболочка с порами

Оболочка бактерий: как называется, из чего состоит, что включает

Что такое оболочка с порами

По мнению ученых, бактериям более 3,5 миллиардов лет. Они существовали на Земле задолго до появления высокоорганизованных организмов.

Находясь у истоков жизни, бактериальные организмы получили элементарное строение по прокариотическому типу, характеризующееся отсутствием оформленного ядра и ядерной оболочки.

Одним из факторов, повлиявших на формирование их биологических свойств, является оболочка бактерий (клеточная стенка).

Функции внешней стенки

Стенка бактерии призвана выполнять несколько основополагающих функций:

  • быть скелетом бактерии;
  • придавать ей определенную форму;
  • осуществлять связь с внешней средой;
  • защищать от вредных воздействий окружающих факторов;
  • участвовать в делении бактериальной клетки, которая не имеет ядра и ядерной оболочки;
  • удерживать на своей поверхности антигены и различного рода рецепторы (характерно для грамотрицательных бактерий).

У определенных видов бактерий есть наружная капсула, которая отличается прочностью и служит для сохранения целостности микроорганизма длительное время. В таком случае оболочка у бактерий является промежуточной формой между цитоплазмой и капсулой. Некоторые бактерии (например, лейконосток) имеют особенность заключать в одну капсулу несколько клеток. Это называется зоогелем.

Химический состав капсулы характеризуется наличием полисахаридов и большого количества воды. Капсула также может обеспечивать возможность бактерии прикрепиться к определенному объекту.

От того, насколько легко вещество проникает через оболочку, зависит степень его усвояемости бактерией. Большую вероятность проникновения имеют молекулы с длинными участками цепи, обладающими устойчивостью к биодеградации.

Что представляет собой оболочка?

Бактериальная оболочка состоит из липополисахаридов, протеинов, липопротеидов, тейхоевых кислот. Основополагающим компонентом является муреин (пептидогликан).

Толщина клеточной стенки может быть различной и достигать 80 нм. Поверхность – не сплошная, имеет поры различного диаметра, через которые микроб получает питательные вещества и выделяет продукты своей жизнедеятельности.

О значимости наружной стенки свидетельствует её значительный вес – он может колебаться от 10 до 50% сухой массы всей бактерии. Цитоплазма может выпячиваться, меняя внешний рельеф бактерии.

Сверху оболочка может быть покрыта ресничками либо на ней могут располагаться жгутики, которые состоят из флагеллина – специфического вещества белковой природы.

Для крепления к бактериальной оболочке у жгутиков есть особые структуры – плоские диски. Бактерии с одним жгутиком называются монотрихами, с двумя – амфитрихами, с пучком – лофотрихами, с множеством пучков – перитрихами.

Не имеющие жгутиков микроорганизмы называются атрихиями.

Клеточная оболочка имеет внутреннюю часть, которая начинает формироваться после завершения роста клетки. В отличие от наружной, она состоит из гораздо меньшего количества воды и имеет большую эластичность и прочность.

Процесс синтеза стенок микроорганизмов начинается внутри бактерии. Для этого в ней имеется сеть полисахаридных комплексов, которые чередуются в определенной последовательности (ацетилглюкозамин и ацетилмурамовая кислота) и связываются между собой прочными пептидными связями. Сборка стенки осуществляется снаружи, на плазматической мембране, где оболочка и располагается.

Поскольку бактерия не имеет ядра, то и ядерной оболочки у нее не имеется.

Оболочка представляет собой неокрашенную тонкую структуру, которую без специальной окраски клеток даже невозможно рассмотреть. Для этого используют плазмолиз и затемненное поле зрения.

Окрашивание по Граму

Для изучения подробной структуры клетки в 1884 году Христиан Грам предложил особый способ её окраски, который в последующем был назван его именем. Окраска по Граму делит все микроорганизмы на грамположительные и грамотрицательные. Для каждого вида характерны свои биохимические и биологические свойства. Различная окраска обусловлена и строением клеточной стенки:

  1. Грамположительные бактерии имеют массивную оболочку, которая включает полисахариды, белки и липиды. Она прочная, поры имеют минимальную величину, краска, применяемая для окрашивания, плотно проникает вглубь и практически не вымывается. Такие микроорганизмы приобретают сине-фиолетовый цвет.
  2. Грамотрицательные бактериальные клетки имеют определенные отличия: толщина их стенки меньше, зато оболочка имеет два слоя. Внутренний слой состоит из пептидогликана, который имеет более рыхлую структуру и широкие поры. Краска при окрашивании по Граму легко вымывается этанолом. Клетка при этом обесцвечивается. В дальнейшем методикой предусмотрено добавление контрастного красного красителя, который окрашивает бактерии в красный или розовый цвет.

Удельный вес грамположительных микробов, безвредных для человека, гораздо превышает грамотрицательные. На сегодняшний день классифицировано три группы грамотрицательных микроорганизмов, которые вызывают у человека заболевания:

  • кокки (стрептококки и стафилококки);
  • неспорообразующие формы (коринебактерии и листерии);
  • спорообразующие формы (бациллы, клостридии).

Характеристика периплазматического пространства

Между бактериальной стенкой и мембраной цитоплазмы находится периплазматическое пространство, которое состоит из ферментов.

Этот компонент является обязательной структурой, он составляет 10-12% сухой массы бактерии. Если мембрана по какой-то причине разрушается, клетка гибнет.

Генетическая информация располагается непосредственно в цитоплазме, не отделяется от неё ядерной оболочкой.

Независимо от того, является микроб грамположительным или грамотрицательным, это осмотический барьер микроорганизма, транспортер органических и неорганических молекул вглубь клетки. Доказана и определенная роль периплазмы в росте микроорганизма.

Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.

Источник: https://probakterii.ru/prokaryotes/organelles/obolochka-bakterij.html

Плодные оболочки

Что такое оболочка с порами

Плодные оболочки — оболочки, возникающие на ранней стадии эмбриогенеза, развивающиеся в соответствии с потребностями зародыша (плода) и обеспечивающие условия его развития.

Плодные оболочки являются составной частью последа (см.).

К плодным оболочкам относятся амнион и хорион, развивающиеся из внезародышевых эмбриональных компонентов, а также слизистая оболочка матки, подвергающаяся во время беременности преобразованию в децидуальную оболочку (см.).

Амнион (греч, amnion чаша для жертвенной крови; син.: водная оболочка, амниотическая оболочка) — внутренняя Плодная оболочка, образующая полость, содержащую околоплодные воды (см.

), в которой развивается плод. Зачаток амниона образуется из внезародышевой эктодермы и внезародышевой мезодермы (см. Зародышевые листки).

Из эктодермы развивается эпителий амниона, из мезодермы — его соединительнотканная основа.

Макроскопически амнион представляет собой тонкую, почти прозрачную оболочку, которая прилегает к хориону, выстилает внутреннюю поверхность плаценты, переходит на пуповину, покрывая ее в виде футляра и сливается в области пупка с внешними покровами зародыша.

Микроскопически амнион состоит из 5 слоев: внутренняя его поверхность покрыта эпителием, под которым располагаются базальная мембрана, компактный слой, фибробласты, спонгиозный слой. Эпителий амниона на ранних стадиях развития плоский, в последующем он становится однорядным кубическим и цилиндрическим.

При этом внеплацентарная зона амниона выстлана кубическим эпителием, а плацентарная — цилиндрическим эпителием, где наряду с цилиндрическими клетками встречаются пузырькообразные. С функцией пузырькообразных клеток связывают в основном образование околоплодных вод.

Клетки эпителия амниона в период секреции становятся выше, в их цитоплазме образуются вакуоли, к-рые сливаются, оттесняют к периферии ядро, вызывают разрыв оболочки клетки; содержимое вакуолей вместе с частью цитоплазмы переходит в полость амниона. Разрушенные клетки слущиваются и замещаются новыми.

Цитоплазма клеток эпителия амниона содержит липиды, полисахариды, гликозаминогликаны, а также многочисленные ферменты типа липазы, пептидаз, трипсина, а также гликолитические ферменты. Базальная мембрана располагается под эпителием в виде узкой эозинофильной бесклеточной массы.

Компактный слой представлен гомогенной массой, лишенной клеток, отличающейся от базальной мембраны более бледной окраской. Слой фибробластов самый толстый и состоит из фибробластов, располагающихся в густой сети коллагеновых, ретикулярных волокон и межклеточного вещества; иногда в нем встречаются гистиоциты. Спонгиозный слой амниона связан посредством соединительнотканных волокон и межклеточного вещества с гладким хорионом. Амнион содержит антигены (А и В), соответствующие групповым антигенам, содержащимся в крови плода.

Хорион (греч, chorion послед) — оболочка плодного происхождения, возникающая на ранней стадии эмбриогенеза (стадии морулы и бластоцисты) на основе трофобласта и мезобласта. После имплантации оплодотворенной яйцеклетки на поверхности трофобласта (см.

) появляются первичные ворсины, к 12-му дню внутриутробного развития в них появляются элементы мезенхимы — начало возникновения хориона. К концу 2-й нед. беременности образуются вторичные ворсины хориона, погруженные в межворсинчатое пространство.

Ворсины хориона имеют двухслойный эпителиальный покров: синцитий и цитотрофобласт (слой клеток Лангханса); строма их состоит из мезенхимы, в которой находятся фибробласты и кровеносные сосуды. В течение первых недель беременности ворсины хориона распределяются по поверхности плодного яйца равномерно.

С конца II месяца беременности ворсины в области капсульной децидуальной оболочки постепенно атрофируются и исчезают, хорион в этой области становится гладким. Ворсины в области базальной децидуальной оболочки разрастаются, формируя плаценту (см.).

Гладкий хорион внутренней поверхностью прилегает к амниону, наружной — к децидуальной оболочке. В нем различают четыре слоя: клеточный, ретикулярный, псевдобазальную мембрану, трофобласт.

Клеточный слой гладкого хориона хорошо дифференцируется в ранние сроки беременности, в поздние сроки в П. о. он нередко отсутствует. Ретикулярный слой является наиболее прочным, в нем содержатся фибробласты и клетки Кащенко — Хофбауэра.

Псевдобазальная мембрана—тонкий однородный слой, не содержащий клеток. Трофобласт неотчетливо отделяется от прилежащей децидуальной оболочки. По данным Ю. В.

Гулъкевича, клетки трофобласта располагаются в несколько слоев (5—10), отличаются полиморфизмом, цитоплазма их содержит значительное количество рибонуклеопротеидов, высокомолекулярные полисахариды, гликоген, а также щелочную фосфатазу, неспецифические эстеразы и другие ферменты.

Структура и функциональная активность трофобласта сохраняются до конца беременности. Полагают, что трофобласт гладкого хориона синтезирует хорионический гонадотропин (см.).

В соединительной ткани гладкого хориона и прилежащей к нему децидуальной оболочке найдены кислые гликозаминогликаны, напр, гиалуроновая к-та и хондроитинсульфаты, а также различные гликопротеиды и гликоген. Групповые антигены плода в гладком хорионе обычно отсутствуют, поэтому ткань его не оказывает иммунизирующего влияния на организм беременной.

Функциональное значение

Важнейшей функцией эпителия амниона является секреция околоплодных вод, определяющих важнейшие условия развития плода, а также выведение продуктов его обмена, попадающих в околоплодные воды.

Резорбция вод происходит через эпителий амниона, далее жидкость проникает в спонгиозный слой, граничащий с гладким хорионом, и удаляется через ткань гладкого хориона. Секреция и резорбция околоплодных вод определяют образование вод в количестве, необходимом для обеспечения жизнедеятельности плода на всех стадиях его развития.

Удаление вместе с околоплодными водами продуктов метаболизма указывает на участие П. о. в обеспечении гомеостаза развивающегося плода.

Хорион выполняет трофическую, выделительную, дыхательную и защитную функции.

Данные об активности ферментных систем в амнионе и гладком хорионе указывают также на наличие процессов параплацентарного обмена, осуществляемого через П. о.

П. о. вместе с околоплодными водами играют существенную роль в течении родов (см.). При родовых схватках околоплодные воды устремляются в сторону внутреннего отверстия шейки матки, где располагается нижний отдел П. о. Эта часть оболочек, внедряющаяся вместе с околоплодными водами в канал шейки матки, носит название плодного пузыря.

Плодный пузырь имеет обычно сферическую форму и разрывается в родах в конце периода раскрытия шейки матки.

Патология

С изменением функций П. о. связано нарушение процессов секреции и резорбции околоплодных вод, преимущественно амниона. Оно может привести к недостаточной продукции вод — маловодию (см.) или избытку их — гидроамниону (см. Многоводие).

Эти нарушения так же, как и амниотические сращения, перетяжки между амнионом и различными частями плода (см. Амниотические нити, перетяжки, сращения), нередко сопутствуют порокам развития плода (см. Пороки развития). К нередким видам патологии П. о.

относят воспалительный процесс, возникающий в амнионе и хорионе (хориоамнионит), который характеризуется симптомами интоксикации и гноевидными выделениями из родовых путей.

При чрезмерной плотности П. о.

плодный пузырь приобретает цилиндрическую или грушевидную форму (под напором околоплодных вод), разрыв оболочек может быть запоздалым, что иногда может способствовать преждевременной отслойке плаценты.

Плоский плодный пузырь, возникающий вследствие малого количества передних околоплодных вод, тормозит процесс раскрытия шейки матки в первом периоде родов, а также своевременный разрыв оболочек плодного пузыря.

К нередким видам акушерской патологии относится преждевременный (до начала родовой деятельности) и ранний (до полного раскрытия шейки матки) разрыв плодных оболочек (см. Преждевременное отхождение вод). Разрыв оболочек плодного пузыря (своевременный, несвоевременный) зависит от структуры

П. о., степени повышения внутриматочного давления, а также скорости и характера формирования самого плодного пузыря.

См. также Эмбриональное развитие.

Библиография:

Говорка Э. Плацента человека, пер. с польск., Варшава, 1970;

Гулькевич Ю. В., Маккавеева М. Ю. и Никифоров Б. И. Патология последа человека и ее влияние на плод, Минск, 1968; Жемкова 3. П. и Tопчиева О. И. Клинико-морфологическая диагностика недостаточности плаценты, с. 9 и др., Л., 1973; Dallenbach-Hellweg С. a. Nette G.

Morphological and histochemical observations on trophoblast and decidua of the basal plate of the human placenta at term, Amer. J. Anat., v. 115, p. 309, 1964; Fox H. Pathology of the placenta, L. a. o., 1978; Handbuch der speziellen pathologischen Anatomie und Histologie, hrsg. v. F. Henke u. O.

Lubarsch, Bd 7, T. 5, B. u. a., 1967.

В. И. Бодяжина.

Источник: https://xn--90aw5c.xn--c1avg/index.php/%D0%9F%D0%9B%D0%9E%D0%94%D0%9D%D0%AB%D0%95_%D0%9E%D0%91%D0%9E%D0%9B%D0%9E%D0%A7%D0%9A%D0%98

Клеточная оболочка

Что такое оболочка с порами

Все клетки состоят из трех основных частей:

  1. клеточной оболочки (ограничивает клетку от окружающей среды);
  2. цитоплазмы (составляет внутреннее содержимое клетки);
  3. ядра (у прокариот — нуклеоид) — содержит генетический материал клетки.

Строение клеточной оболочки

Основу клеточной оболочки составляет плазматическая мембрана (наружная клеточная мембрана, плазмолемма) — биологическая мембрана, ограничивающая внутренние содержимое клетки от внешней среды.

Все биологические мембраны представляют собой двойной слой липидов, гидрофобные концы которых обращены внутрь, а гидрофильные головки — наружу.

Кроме липидов в состав мембраны входят белки: периферические, погруженные (полуинтегральные) и пронизывающие (интегральные). Периферические белки прилегают к билипидному слою с внутренней или внешней стороны, полуинтегральные — частично встроены в мембрану, интегральные — проходят через всю толщу мембраны. Белки способны перемещаться в плоскости мембраны.

Мембранные белки выполняют различные функции: транспорт различных молекул; получение и преобразование сигналов из окружающей среды; поддержание структуры мембран. Наиболее важное свойство мембран — избирательная проницаемость.

Плазматические мембраны животных клеток имеют снаружи слой гликокаликса, состоящий из гликопротеинов и гликолипидов и выполняющий сигнальную и рецепторную функции. Он играет важную роль в объединении клеток в ткани.

Плазматические мембраны растительных клеток покрыты клеточной стенкой из целлюлозы. Поры в стенке позволяют пропускать воду и небольшие молекулы, а жесткость обеспечивает клетке механическую опору и защиту.

Функции клеточной оболочки

Клеточная оболочка выполняет следующие функции:

  • определяет и поддерживает форму клетки;
  • защищает клетку от механических воздействий и проникновения повреждающих биологических агентов;
  • отграничивает внутреннее содержимое клетки;
  • регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой, обеспечивая постоянство внутриклеточного состава;
  • осуществляет узнавание многих молекулярных сигналов (например, гормонов);
  • участвует в формировании межклеточных контактов и различного рода специфических выпячиваний цитоплазмы (ресничек, жгутиков).

Механизмы проникновения веществ в клетку

Между клеткой и окружающей средой постоянно происходит обмен веществ. Ионы и небольшие молекулы транспортируются через мембрану путем пассивного или активного транспорта, макромолекулы и крупные частицы — путем эндо- и экзоцитоза.

Способы переноса веществ через плазматическую мембрануСпособ переносаНаправление переносаПереносимые веществаЗатраты энергииОписание способа
Диффузия: через липидный слой (пассивный транспорт)По градиенту концентрацииO2, CO2, мочевина, этанолБез затрат энергии (пассивный процесс)Мелкие нейтральные молекулы просачиваются между молекулами липидов. Гидрофобные вещества, как правило, диффундируют быстрее гидрофильных. Ионы и крупные молекулы не могут пересечь липидный бислой
Диффузия: через белковые поры (пассивный транспорт)Ионы (в том числе Ca2+, K+, Na+), водаТрансмембранные (интегральные) белки могут иметь водные каналы, по которым ионы или полярные молекулы пересекают мембрану, минуя гидрофобные хвосты липидов
Облегченная диффузия (пассивный транспорт)Глюкоза, лактоза, аминокислоты, нуклеотиды, глицеринБелок-переносчик, находящийся в клеточной мембране, на одной стороне мембраны присоединяет молекулу или ион. Это изменяет форму молекулы переносчика, и его положение в мембране изменяется так, что молекула или ион выделяются уже с другой стороны мембраны
Активный транспортПротив градиента концентрацииNa+ и K+, H+, аминокислоты в кишечнике, Ca2+ в мышцах, Na+ и глюкоза в почкахС затратами энергии (активный процесс)Как и облегченная диффузия, осуществляется белками-переносчиками. Но в данном случае изменение формы молекулы переносчика (ее конформация) вызывается присоединением не молекулы переносимого вещества, а фосфатной группы, отделившейся от молекулы АТФ в ходе гидролиза.
ФагоцитозКрупные макромолекулы и твердые частицыВ месте контакта с частицами мембрана впячивается, затем формируется пузырек, который отшнуровывается от плазматической мембраны и поступает в цитоплазму. Характерен для амебоидных простейших, кишечнополостных, клеток крови — лейкоцитов, клеток капилляров костного мозга, селезенки, печени, надпочечников
ПиноцитозКапли жидкостиПоглощение капель жидкости по механизму, аналогичному фагоцитозу. Характерен для амебоидных простейших и клеток крови — лейкоцитов, клеток печени, некоторых клеток почек

Пассивный транспорт — перемещение веществ по градиенту концентрации; осуществляется без затрат энергии путем простой диффузии, осмоса или облегченной диффузии с помощью белков-переносчиков.

Диффузия — транспорт ионов и молекул через мембрану из области с высокой в область с низкой их концентрацией, т.е. по градиенту концентрации. Диффузия может быть простой и облегченной.

Если вещества хорошо растворимы в жирах, то они проникают в клетку путем простой диффузии. Например, кислород, потребляемый клетками при дыхании, и углекислый газ в растворе быстро диффундируют через мембраны.

Вода способна проходить также через мембранные поры, образованные белками, и переносить молекулы и ионы растворенных в ней веществ.

Осмос — диффузия воды через полупроницаемую мембрану из области с меньшей концентрацией солей в область с более высокой их концентрацией. Возникающее давление на полупроницаемую мембрану называют осмотическим.

Клетки содержат растворы солей и других веществ, что создает определенное осмотическое давление. Живые клетки способны регулировать его, изменяя концентрацию веществ. Например, амебы имеют сократительные вакуоли для регуляции осмоса.

В организме человека осмотическое давление регулируется системой органов выделения.

Облегченная диффузия — транспорт веществ в клетку через ионные каналы, образованные в мембране белками, с помощью белков-переносчиков, также находящихся в мембране. Таким образом попадают в клетку нерастворимые в жирах и не проходящие через поры вещества. Например, путем облегченной диффузии глюкоза поступает в эритроциты.

Активный транспорт — перенос веществ белками-переносчиками против градиента концентрации с затратами энергии. Например, транспорт аминокислот, глюкозы, ионов натрия, калия, кальция и др.

Эндоцитоз — поглощение веществ (путем окружения) выростами плазматической мембраны с образованием окруженных мембраной пузырьков.

Экзоцитоз — выделение веществ из клетки (путем окружения) выростами плазматической мембраны с образованием окруженных мембраной пузырьков.

Поглощение и выделение твердых и крупных частиц получило названия фагоцитоз и обратный фагоцитоз, жидких или растворенных частичек — пиноцитоз и обратный пиноцитоз соответственно.

Источник: https://jbio.ru/kletochnaya-obolochka

Урок 6: Строение клетки

Что такое оболочка с порами

План урока:

Основные части и органоиды клетки, их строение и функции

Эукариотические и прокариотические клетки

Сходства и различия в строении клеток животных, растений и грибов

Основные части и органоиды клетки, их строение и функции

Как правило, клетки обладают микроскопическими размерами. Однако известны и очень крупные клетки, видимые невооруженным глазом. Величина клеток зависит от выполняемых ими функций. Так, яйцеклетки благодаря накоплению в них питательных веществ достигают больших размеров.

Растительные организмы имеют крупные размеры клеток у плодов, так как в них заключены вакуоли с клеточным соком. Они могут достигать 500 мкм. Большинство растительных клеток имеет размер 10-100 мкм.

Несмотря на все разнообразие клеток, в их строении можно выделить общие моменты.

Каждая клетка покрыта плазматической, или клеточной мембраной, которая отделяет внутреннее содержимое от окружающей среды. Клеточная мембрана представляет собой тонкую плотную пленку, обволакивающую всю клетку. Ее структуру составляют несколько слоев.

Внутренний слой состоит из двух рядов липидов, молекулы которых расположены гидрофобными концами вглубь мембраны, а гидрофильные концы обращены к внешней водной среде. В отдельных местах клеточная мембрана пронизана белковыми молекулами, некоторые из которых служат рецепторами, а другие обеспечивают транспорт веществ.

Познакомимся со строением клеточной мембраны на рисунке.

Клеточная мембрана выполняет ряд важных функций:

  1. Разграничительная – ограничивает содержимое клетки от окружающей микросреды. Соответственно, обеспечивается сохранение различий между внутренними частями клетки и внешней средой.
  2. Рецепторная – в мембрану встроены белки, являющиеся рецепторами. Они обеспечивают восприятие различных воздействий на поверхность клетки.
  3. Транспортная – регулирование обмена различными веществами между клеткой и окружающей средой. Причем клеточная мембрана обладает полупроницаемостью, что обеспечивает избирательное поступление молекул и ионов.

Внутренним содержимым клетки является цитоплазма. Она представляет собой бесцветную, прозрачную жидкость, в которой располагаются все части клетки. Клеточная цитоплазма неоднородна, состоит она из гиалоплазмы и цитоскелета. Подробнее познакомимся на рисунке.  

Помимо клеточной мембраны и цитоплазмы важной составной частью любой эукариотической клетки является ядро.

Формы и размеры этой структуры очень изменчивы и зависят от вида организма, а также от типа и функционального состояния клетки. Оно может быть шаровидным, линзовидным, веретеновидным и многолопастным.

Общий план строения ядра одинаков у всех клеток.

Ядро отгорожено от цитоплазмы двойной мембраной или ядерной оболочкой. Все слои мембраны пронизаны многочисленными порами, через которые производится обмен веществ.

Содержимое ядра клетки получило название кариоплазма или ядерный сок. Это гелеобразное вещество заполняет пространство между структурами ядра и осуществляет связь между ними.

Внутри ядра находится ядрышко, представляющее округлую структуру. В клетке их может содержаться от 1 до 10, а например, у дрожжей, их нет совсем. В состав ядрышек входят белки, РНК и ДНК. Во время деления ядрышки разрушаются.

Помимо ядрышек в кариоплазме есть хроматин – комплекс ДНК и белка. Из него в процессе деления клетки формируются хромосомы.

Установлено, что каждый вид организмов имеет конкретное и постоянное количество хромосом в ядре клетки.

Набор хромосом, содержащийся в клетках, называется кариотипом.

В ядрах клетках тела, или соматических, содержится двойной набор хромосом. Такой кариотип имеет две одинаковые хромосомы и характерен для человека.

Ядра половых клеток имеют одинарный кариотип, то есть все хромосомы разные, нельзя встретить двух одинаковых.

Как мы уже убедились, ядро клетки имеет сложное строение. Какие же функции оно выполняет? Ядро является информационной системой клетки, местом хранения и воспроизводства наследственного материала. Оно служит центром управления обменом веществ клетки. Удаление этой структуры приводит к гибели клетки.

В цитоплазме расположены и другие составляющие клетки, получившие название органоиды.

Их принято делить на две группы, познакомимся с ними на схеме.

Рассмотрим строение и функции основных органоидов клетки.

  1. Рибосомы расположены в цитоплазме клетке, а также есть на поверхности эндоплазматической сети. Данные структуры являются мелкими телами сферической формы, состав которых образован белком, а также РНК.

Рибосомы часто соединены по 5-70 штук, представляющих полисомы. Основной функцией рибосом считается синтез белка.

  1. Клеточный центр представляет собой органоид клетки, состоящий из одной или двух мелких гранул – центриолей. Каждая центриоль – это цилиндрическое тельце, стенки которой состоят из параллельно расположенных трубочек. Основная функция клеточного центра – участие в делении клетки. В данном процессе центриоли расходятся в противоположные стороны и формируют полюса делящейся клетки.

Органоиды движения имеются у достаточного числа клеток. Такие органоиды движения как жгутики и реснички являются подвижными отростками цитоплазмы. Предназначены они для передвижения, а также для транспорта веществ. В состав этих структур входят микротрубочки. Внутри органоидов движения микротрубочки бьются друг о друга, тем самым обеспечивается перемещение клетки.

Клеточные включения являются непостоянными компонентами клетки в виде скопления каких-либо веществ. По исполняемым функциям можно выделить несколько видов клеточных включений. Познакомимся на рисунке.

  1. Мембранные органоиды
  2. Эндоплазматическая сеть считается системой связанных между собой полостей и канальцев, пронизывающих всю цитоплазму в клетке. Стенки каналов и полостей образованы простыми мембранами. По строению они различаются, поэтому выделяют два типа эндоплазматической сети: шероховатую и гладкую.

Шероховатая ЭПС представлена канальцами, на внешней поверхности которых располагаются рибосомы. Вних протекает синтез белка. На поверхности гладкой ЭПС находятся ферменты, обеспечивающие синтез жиров и углеводов.

Основной функцией эндоплазматической сети считается транспорт веществ, а также участие во внутриклеточном обмене. Немаловажной ролью считается синтез некоторых соединений, которые осуществляются структурами, расположенными на поверхности ЭПС.            

  1. Комплекс Гольджи сооружен из мембран сложенных друг на друга. В его состав входит система трубочек с пузырьками на концах. В клетке комплекс Гольджи расположен возле ядра, либо рассеян по всей цитоплазме.

В комплексе Гольджи происходит накопление, преобразование веществ, их накопление в пузырьках и выведение за пределы клетки, а также важной функцией считается формирование лизосом.

  1. Шаровидные образования в клетке, содержащие ферменты, получили название лизосомы. Соответственно, функцией лизосом считается расщепление веществ, бактерий, вирусов, а также отмерших органоидов.
  1. Митохондрии бывают в форме палочек, зерен, гранул или нитей. Численность их в клетке может составлять 50-500. Строение митохондрии изучено электронным микроскопом. Рассмотрим его на рисунке.

Функцией митохондрий является окисление соединений с освобождением энергии. Эти органоиды считаются энергетическими центрами, в которых образуется АТФ.

Особенностью митохондрий считается их автономия, то есть они способны самостоятельно размножаться. Митохондрии обладают собственной ДНК, хотя она и отличается по составу от ДНК ядра.

  1. В клетках растений находятся специальные органоиды – пластиды. Они разнообразны по форме и размерам, но чаще всего представляют собой овальные тельца.

Различают три вида клеточных пластид в зависимости от окраски.

Рассмотрим строение пластид на примере хлоропластов. Сверху эти органоиды покрыты оболочкой, состоящей из наружной и внутренней мембраны.

Пластиды, так же как ядро и митохондрии, имеют собственный генетический аппарат, под контролем которого происходит их размножение.

  1. Еще одними органоидами клетки считаются крупные пузырьки, заполненные клеточным соком – вакуоли. Образуются они из пузырьков аппарата Гольджи или расширений ЭПС. Характерны они по большей части для растений и выполняют функцию хранения питательных веществ, которые используются, например, при прорастании семян.

В животной клетке эти органоиды отсутствуют, исключение простейшие. У этой группы существ можно отметить пищеварительные и сократительные вакуоли. Первые способствуют перевариванию веществ с помощью ферментов, расположенных в них. Сократительные вакуоли обеспечивают выведение продуктов распада.

Эукариотические и прокариотические клетки

Все известные живые организмы подразделяются на две группы. Познакомимся с ними на схеме.

Клетка прокариот имеет довольно простое строение.В прокариотической клетке не имеется истинного ядра, ядрышек и хромосом. Наследственный материал представлен одной нитью ДНК соединенной с белками. Данная структура получила название нуклеоид и является прототипом ядра у прокариотической клетки.

В строении структур прокариот можно выделить ряд особенностей:

  1. Имеют жесткую клеточную стенку, а иногда и слизистую капсулу;
  2. В прокариотической клетке нет внутренней мембраны, кроме впячивания оболочки. Здесь расположены ферменты принимающие участие в обмене веществ у прокариот;
  3. Отсутствуют мембранные органоиды – митохондрии, ЭПС, хлоропласты, лизосомы, комплекс Гольджи, вакуоли.
  4. Прокариотические клетки имеют лишь рибосомы, причем очень мелкие.

Строение прокариот приспособлено для выполнения элементарных процессов жизнедеятельности: обмен веществ, размножение и другие.

Особенностью этих организмов считается их существование в бескислородной среде, то есть они являются анаэробами. Получение энергии для процессов жизнедеятельности происходит при расщеплении других соединений. К примеру, некоторые бактерии анаэробы способны усваивать азот из воздуха.

Однако не все прокариоты считаются анаэробами, среди них можно выделить и аэробов. Эти организмы нуждаются в кислороде для своей жизнедеятельности.Аэробы используют кислород для клеточного дыхания и окисления веществ. Примером могут быть бациллы.

Для многих прокариот характерен процесс спорообразования. Познакомимся с основными стадиями образования спор на рисунке.

Споры обеспечивают прокариотам возможность переносить неблагоприятные условия.

Еще одним процессом, позволившим прокариотам сохраниться с древнейших времен, считается способность к очень быстрому размножению.

Основным способом размножения прокариот является деление клетки надвое, иногда встречается почкование и половой процесс – конъюгация.

Эукариотические клетки имеют более сложное строение. Наследственная информация сконцентрирована в хромосомах, которые представлены нитями ДНК и белковых молекул. Все это находится в оформленном ядре.

В эукариотической клетке имеются все органоиды, которые участвуют в выполнении разнообразных функций.

Более подробно на эукариотических клетках остановимся в следующем пункте.

Сходства и различия в строении клеток животных, растений и грибов

У всех эукариотических клеток существует ряд общих признаков:

Сходство и различие строения клеток эукариот отразим в таблице.

Сходством в строении клеток данных групп организмов является наличие плазматической мембраны, цитоплазмы, ядра, а также определенного набора органоидов.

Можно выделить черты сходства в строении клеток грибов и животных. В структурах этих существ имеется запасное вещество – гликоген, отсутствуют пластиды. Вакуоли мелкие или вовсе отсутствуют. Отличием клеток грибов является присутствие в клетки 2, а иногда и больше ядер.

Сходством растительной и животной клетки будет наличие одного ядра.

Растительная клетка имеет много различий. Для нее характерна крупная вакуоль и многочисленные пластиды, в которых локализованы фотосинтезирующие пигменты. Основным запасным продуктом является крахмал. Клеточная мембрана состоит преимущественно из целлюлозы.

Черты сходства клеток грибов и растений, а также животных свидетельствуют об общем происхождении. Однако, в ходе эволюции каждая группа организмов приспосабливались к условиям среды обитания. Соответственно начали появляться черты различия клеток животных, грибов и растений.

Источник: https://100urokov.ru/predmety/stroenie-kletki

Ядерные поры: описание, строение и функции

Что такое оболочка с порами

Ядерные поры являются одним из наиболее важных внутриклеточных компонентов, так как они участвуют в молекулярном транспорте. Несмотря на достижения в биологических исследованиях, не все вопросы, касающиеся этих структур, изучены полностью. Некоторые ученые считают, что по значимости функций и сложности строения комплекс ядерных пор можно отнести к органеллам клеток.

Ядерная оболочка

Характерной особенностью эукариотических клеток является наличие ядра, которое окружено оболочкой, отделяющей его от цитоплазмы. Мембрана состоит из двух слоев – внутреннего и наружного, соединенных между собой с помощью большого количества пор.

Значение ядерной оболочки очень велико – она позволяет отграничить процессы синтеза белка и нуклеиновых кислот, необходимых для регулирования функциональной активности генов. Мембрана управляет процессом транспортировки веществ внутрь, в цитоплазму, и в обратном направлении. Также она является скелетной структурой, поддерживающей форму ядра.

Между наружной и внутренней мембраной находится перинуклеарное пространство, ширина которого составляет 20-40 нм. Внешне ядерная оболочка выглядит как двухслойный мешок. Наличие пор в ее строении является существенным отличием данной структуры от аналогичных, имеющихся у митохондрий и пластид.

Строение ядерных пор

Каналы представляют собой перфорации диаметром около 100 нм, проходящие через всю ядерную оболочку. В поперечном сечении они характеризуются формой многоугольника, обладающего симметрией восьмого порядка. Проницаемый для веществ канал находится в центре.

Он заполнен сложно организованными глобулярными (в виде клубка) и фибриллярными (в форме закрученной нити) структурами, образующими центральную гранулу-«пробку» (или транспортер). На рисунке ниже можно наглядно изучить, что представляет собой ядерная пора.

Микроскопическое исследование данных структур показывает, что они имеют кольчатое строение. Фибриллярные выросты простираются как наружу, в цитоплазму, так и внутрь, в сторону ядра (филаменты).

Последние образуют своеобразную корзинку (в зарубежной литературе называемую «баскет»). В пассивной поре фибриллы корзины закрывают канал, а в активной – формируют дополнительное образование диаметром порядка 50 нм.

Кольцо со стороны цитоплазмы состоит из 8 гранул, соединенных между собой, как бусы на нитке.

Совокупность этих перфораций в оболочке ядра носит название комплекса ядерных пор. Тем самым биологи подчеркивают взаимосвязь между собой отдельных отверстий, работающих как единый слаженный механизм.

Внешнее кольцо связано с центральным транспортером. У низших эукариотов (лишайники и другие) нет цитоплазматического и нуклеоплазматического колец.

Особенности структуры

Строение и функции ядерных пор имеют следующие особенности:

  • Каналы представляют собой многочисленные копии порядка 30-50 нуклеопоринов (а всего – около 1000 белков).
  • Масса комплексов находится в пределах от 44 МДа у низших эукариотов до 125 МДа у позвоночных животных.
  • У всех организмов (человека, птиц, рептилий и других животных) во всех клетках эти структуры устроены аналогичным образом, то есть поровые комплексы являются строго консервативной системой.
  • Компоненты ядерных комплексов имеют субъединичное строение, благодаря которому они обладают высокой пластичностью.
  • Диаметр центрального канала варьируется в пределах 10-26 нм, а высота порового комплекса – порядка 75 нм.

Удаленные от центра участки ядерных пор несимметричны. Ученые связывают это с различными механизмами регулирования транспортной функции на начальных этапах развития клетки.

Предполагается также, что все поры являются универсальными структурами и обеспечивают перемещение молекул как в цитоплазму, так и в обратном направлении.

Ядерные поровые комплексы присутствуют и в других компонентах клетки, обладающих мембранами, но в более редких случаях (ретикулум, окончатые мембраны цитоплазмы).

Количество пор

Основным фактором того, от чего зависит количество ядерных пор, является активность обмена веществ в клетке (чем она выше, тем больше число канальцев).

Их концентрация в толще мембраны может изменяться в несколько раз в различные периоды функционального состояния клеток.

Первое увеличение числа пор происходит после деления – митоза (во время реконструкции ядер), а затем в период роста ДНК.

У разных видов животных их количество отличается. Оно зависит также от места взятия образца. Так, в культуре тканей человека их насчитывается порядка 11 шт./мкм2, а в несозревшей яйцеклетке лягушки ксенопус – 51 шт./мкм2. В среднем их плотность варьирует в пределах 13-30 шт./мкм2.

Распределение ядерных пор по поверхности оболочки является практически равномерным, но в местах сближения вещества хромосом с мембраной их концентрация резко уменьшается. У низших эукариотов под ядерной мембраной нет фибриллярной сети жесткой структуры, поэтому поры могут перемещаться вдоль ядерной оболочки, и их плотность на различных участках значительно варьирует.

Функции

Главной функцией ядерного порового комплекса является пассивная (диффузионная) и активная (требующая энергетических затрат) передача молекул через мембрану, то есть обмен веществ между ядром клетки и цитоплазмой. Этот процесс жизненно важен и регулируется тремя системами, которые находятся в постоянном взаимодействии друг с другом:

  • комплекс биологически активных веществ-регуляторов в ядре и цитоплазме – импортин α и β, Ran-белок, гуанозинтрифосфат (пуриновый нуклеотид) и другие ингибиторы и активаторы;
  • нуклеопорины;
  • структурные компоненты порового ядерного комплекса, которые способны изменять свою форму и обеспечивать перенос веществ в нужном направлении.

Из цитоплазмы через ядерные поры поступают белки, необходимые для функционирования ядра, а в обратном направлении выводятся различные формы РНК. Поровый комплекс не только осуществляет чисто механическую транспортировку, но и служит сортировщиком, «узнающим» определенные молекулы.

Пассивная передача происходит для тех веществ, молекулярная масса которых невысока (не больше 5∙103 Да). В ядро свободно поступают такие вещества, как ионы, сахара, гормоны, нуклеотиды, аденозинтрифосфорная кислота, участвующая в обмене энергии. Максимальный размер белков, которые могут проникнуть через поры в ядро, – 3,5 нм.

Во время синтеза дочерней молекулы ДНК транспортировка веществ достигает пика активности – по 100-500 молекул через 1 ядерную пору за 1 мин.

Белки пор

Элементы каналов имеют белковую природу. Белки этого комплекса носят название нуклеопоринов. Они собраны примерно в 12 субкомплексах. Условно их делят на три группы:

  • соединения со специфическими повторяющимися последовательностями, узнаваемые биохимическими факторами;
  • не обладающие последовательностями;
  • интегральные белки, которые находятся в участке мембраны, формирующей пору, или в самой поре в пространстве между слоями ядерной оболочки.

Исследованиями установлено, что нуклеопорины способны образовывать довольно сложные комплексы, включающие до 7 белков, а также принимают непосредственное участие в транспорте веществ. Некоторые из них могут непосредственно связываться с перемещаемыми через ядерную пору молекулами.

Одна и та же пора может принимать участие как в выводе, так и в импорте веществ. Обратного перевода РНК из цитоплазмы в ядро не происходит. Ядерные комплексы узнают сигналы для экспорта (NES), которые несут в себе рибонуклеопротеины.

NES-последовательность сигнальных веществ представляет собой сложный комплекс из аминокислот и белков, которые после выведения из ядра в цитоплазму диссоциируют (распадаются на отдельные составляющие). Поэтому аналогичные частички, введенные в цитоплазму искусственным путем, обратно в ядро не проникают.

Процесс митоза

При делении (митозе) клетки происходит «разборка» ядерного порового комплекса. Так, комплексы с молекулярной массой 120 мДа распадаются на субкомплексы по 1 мДа. После окончания деления они снова собираются. При этом ядерные поры перемещаются не отдельно, а массивами. Это является одним из доказательств того, что ядерный поровый комплекс – слаженная система.

Разрушенная мембрана превращается пузырьковое скопление, которое окружает область ядра в периоде интерфазы. В метафазе, когда хромосомы удерживаются в экваториальной плоскости, эти элементы оттесняются к периферийным зонам клетки. В конце анафазы данное скопление начинает контактировать с хромосомами и запускается рост зачатков ядерной мембраны.

Пузырьки превращаются в вакуоли, которые постепенно обволакивают хромосомы. Затем они сливаются и отгораживают новое интерфазное ядро от цитоплазмы. Поры появляются уже на самой ранней стадии, когда еще не произошло замыкание оболочек.

Источник: https://FB.ru/article/434060/yadernyie-poryi-opisanie-stroenie-i-funktsii

Все о медицине
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: