Цитоскелет строение и функции кратко

2.2. Клетка – единица строения, жизнедеятельности, роста и развития организмов

Цитоскелет строение и функции кратко

Клетки могут отличаться друг от друга по форме, строению и функциям, хотя основные структурные элементы у большинства клеток сходны. Систематические группы клеток – прокариотические и эукариотические (надцарства прокариоты и эукариоты).

Прокариотические клетки не содержат настоящего ядра и ряда органоидов (царство дробянки).

Эукариотические клетки содержат ядро, в котором находится наследственный аппарат организма (надцарства грибы, растения, животные).

Любой организм развивается из клетки.

Это относится к организмам, появившимся на свет как в результате бесполого, так и в результате полового способов размножения. Именно поэтому клетка считается единицей роста и развития организма.

1.Особенности строения клеток прокариот и эукариот

Прокариоты – древнейшие организмы, образующие самостоятельное царство. К прокариотам относятся бактерии, сине-зеленые «водоросли» и ряд других мелких групп.

Клетки прокариот не обладают, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий).

Единственная крупная кольцевая (у некоторых видов – линейная) двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (так называемый нуклеоид) не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли).

Также к ним можно условно отнести постоянные внутриклеточные симбионты эукариотических клеток – митохондрии и пластиды.

Эукариоты (эвкариоты) (от греч. eu– хорошо, полностью иkaryon– ядро) – организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой.

Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочечных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число на ядро может колебаться от двух до нескольких сотен), прикрепленных изнутри к мембране клеточного ядра и образующих у подавляющего большинства (кроме динофлагеллят) комплекс с белками-гистонами, называемый хроматином. В клетках эукариот имеется система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты-прокариоты – митохондрии, а у водорослей и растений – также и пластиды.

2. Клетки эукариот. Строение и функции

К эукариотам относятся растения, животные, грибы.

Клеточной стенки у клеток животных нет. Она представлена голым протопластом. Пограничный слой клетки животных – гликокаликс – это верхний слой цитоплазматической мембраны, «усиленный» молекулами полисахаридов, которые входят в состав межклеточного вещества.

Митохондрии имеют складчатые кристы.

В клетках животных есть клеточный центр, состоящий из двух центриолей. Это говорит о том, что любая клетка животных потенциально способна к делению.

Включение в животной клетке представлено в виде зерен и капель (белки, жиры, углевод гликоген), конечных продуктов обмена, кристаллов солей, пигментов.

В клетках животных могут быть сократительные, пищеварительные, выделительные вакуоли небольших размеров.

В клетках нет пластид, включений в виде крахмальных зерен, крупных вакуолей, заполненных соком.

3. Сопоставление прокариотической и эукариотической клеток

Наиболее важным отличием эукариот от прокариот долгое время считалось наличие оформленного ядра и мембранных органоидов. Однако к 1970 – 1980-м гг.

стало ясно, что это лишь следствие более глубинных различий в организации цитоскелета. Некоторое время считалось, что цитоскелет свойственен только эукариотам, но в середине 1990-х гг.

белки, гомологичные основным белкам цитоскелета эукариот, были обнаружены и у бактерий.

Именно наличие специфическим образом устроенного цитоскелета позволяет эукариотам создать систему подвижных внутренних мембранных органоидов.

Кроме того, цитоскелет позволяет осуществлять эндо- и экзоцитоз (как предполагается, именно благодаря эндоцитозу в эукариотных клетках появились внутриклеточные симбионты, в том числе митохондрии и пластиды).

Другая важнейшая функция цитоскелета эукариот – обеспечение деления ядра (митоз и мейоз) и тела (цитотомия) эукариотной клетки (деление прокариотических клеток организовано проще). Различия в строении цитоскелета объясняют и другие отличия про- и эукариот.

Например, постоянство и простоту форм прокариотических клеток и значительное разнообразие формы и способность к её изменению у эукариотических, а также относительно большие размеры последних.

Так, размеры прокариотических клеток составляют в среднем 0,5 – 5 мкм, размеры эукариотических – в среднем от 10 до 50 мкм.

Кроме того, только среди эукариот попадаются поистине гигантские клетки, такие как массивные яйцеклетки акул или страусов (в птичьем яйце весь желток – это одна огромная яйцеклетка), нейроны крупных млекопитающих, отростки которых, укрепленные цитоскелетом, могут достигать десятков сантиметров в длину.

По своей структуре организмы могут одноклеточными и многоклеточными. Прокариоты преимущественно одноклеточны, за исключением некоторых цианобактерий и актиномицетов. Среди эукариот одноклеточное строение имеют простейшие, ряд грибов, некоторые водоросли. Все остальные формы многоклеточны. Считается, что одноклеточными были первые живые организмы Земли.

По способу питания и строению клеток выделяют  царства:

  • Дробянки;
  • Гриб
  • Растения;
  • Животные.

Бактериальные клетки (царство Дробянки) имеют: плотную клеточную стенку, одну кольцевую молекулу ДНК (нуклеоид), рибосомы.

В этих клетках нет многих органоидов, характерных для эукариотических растительных, животных и грибных клеток. По способу питания бактерии делятся на фототрофов, хемотрофов, гетеротрофов.

Клетки грибов покрыты клеточной стенкой, отличающейся по химическому составу от клеточных стенок растений. Она содержит в качестве основных компонентов хитин, полисахариды, белки и жиры. Запасным веществом клеток грибов и животных является гликоген.

Клетки растений содержат: хлоропласты, лейкопласты и хромопласты; они окружены плотной клеточной стенкой из целлюлозы, а также имеют вакуоли с клеточным соком. Все зеленые растения относятся к автотрофным организмам.

У клеток животных нет плотных клеточных стенок. Они окружены клеточной мембраной, через которую происходит обмен веществ с окружающей средой.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5c1369c1eaf0a500aa6a15f0/22-kletka--edinica-stroeniia-jiznedeiatelnosti-rosta-i-razvitiia-organizmov-5c50a3a8168e0900af1e0b0c

Характеристики, функции, структура и компоненты цитоскелета / биология

Цитоскелет строение и функции кратко

цитоскелет Это клеточная структура, состоящая из нитей. Он рассредоточен по цитоплазме, и его функция в основном заключается в поддержке, чтобы поддерживать архитектуру и клеточную форму. Конструктивно он состоит из трех типов волокон, классифицированных по размеру.

Это актиновые волокна, промежуточные нити и микротрубочки. Каждый из них предоставляет определенное свойство сети. Внутренняя часть ячейки – это среда, в которой происходит перемещение и перемещение материалов. Цитоскелет опосредует эти внутриклеточные движения.

Например, органеллы – такие как митохондрии или аппарат Гольджи – статичны в клеточной среде; они движутся, используя цитоскелет в качестве пути.

Хотя цитоскелет явно преобладает у эукариотических организмов, аналогичная структура была отмечена у прокариот.

индекс

  • 1 Общая характеристика
  • 2 функции
    • 2.1 Форма
    • 2.2 Движение и клеточные узлы
  • 3 Структура и компоненты
    • 3.1 Нити актина
    • 3.2 Промежуточные нити
    • 3.3 Микротрубочки
  • 4 Другие последствия цитоскелета
    • 4.1 В бактериях
    • 4.2 При раке
  • 5 ссылок

Общие характеристики

Цитоскелет представляет собой чрезвычайно динамичную структуру, которая представляет собой «молекулярные леса». Три типа нитей, которые составляют его, являются повторяющимися единицами, которые могут формировать очень различные структуры, в зависимости от способа, которым эти фундаментальные единицы объединены.

Если мы хотим создать аналогию с человеческим скелетом, цитоскелет эквивалентен костной системе и, кроме того, мышечной системе..

Однако они не идентичны кости, потому что компоненты могут быть собраны и дезинтегрированы, что позволяет изменять форму и придает клетке пластичность. Компоненты цитоскелета не растворимы в моющих средствах.

форма

Как следует из названия, «интуитивная» функция цитоскелета заключается в обеспечении стабильности и формы клетки. Когда нити объединяются в этой сложной сети, это дает клетке свойство сопротивляться деформации.

Без этой структуры клетка не сможет поддерживать определенную форму. Тем не менее, это динамическая структура (в отличие от человеческого скелета), которая дает клеткам свойство изменять форму.

Движение и клеточные развязки

Многие клеточные компоненты связаны с этой сетью волокон, рассеянных в цитоплазме, способствуя их пространственному расположению.

Ячейка не похожа на бульон с различными элементами, плавающими по течению; и при этом это не статическая сущность. Напротив, это организованная матрица с органеллами, расположенными в определенных зонах, и этот процесс происходит благодаря цитоскелету.

Цитоскелет участвует в движении. Это происходит благодаря моторным белкам. Эти два элемента объединяют и допускают смещения внутри ячейки.

Он также участвует в процессе фагоцитоза (процесс, в котором клетка захватывает частицу из внешней среды, которая может быть или не быть пищей). 

Цитоскелет позволяет физически и биохимически связать клетку с ее внешней средой. Эта роль соединителя позволяет формировать ткани и соединения клеток..

Структура и компоненты

Цитоскелет состоит из трех различных типов филаментов: актина, промежуточных филаментов и микротрубочек..

В настоящее время предлагается новый кандидат в качестве четвертой цепи цитоскелета: септина. Далее подробно описывается каждая из этих частей:

Актиновые филаменты

Актиновые филаменты имеют диаметр 7 нм. Они также известны как микрофиламенты. Мономеры, из которых состоят нити, представляют собой частицы в форме шара.

Хотя они являются линейными структурами, они не имеют форму стержня: они вращаются вокруг своей оси и напоминают пропеллер. Они связаны с рядом специфических белков, которые регулируют их поведение (организация, местоположение, длина). Существует более 150 белков, способных взаимодействовать с актином.

Крайности могут быть дифференцированы; один называется плюсом (+), а другой минус (-). Из-за этих крайностей нить может расти или сокращаться. Полимеризация заметно быстрее, в крайнем случае; для того, чтобы произошла полимеризация, требуется АТФ.

Актин также может быть мономером и быть свободным в цитозоле. Эти мономеры связаны с белками, которые препятствуют их полимеризации.

Актиновые филаментные функции

Актиновые филаменты играют роль, связанную с движением клеток. Они позволяют различным типам клеток, как одноклеточных, так и многоклеточных организмов (например, клетки иммунной системы), перемещаться в окружающей среде..

Актин хорошо известен своей ролью в сокращении мышц. Вместе с миозином они сгруппированы в саркомеры. Обе структуры делают возможным это АТФ-зависимое движение.

Промежуточные нити

Приблизительный диаметр этих нитей составляет 10 мкм; отсюда и название «промежуточный». Его диаметр является промежуточным по отношению к двум другим компонентам цитоскелета.

Каждая нить структурирована следующим образом: головка в форме шара на N-конце и хвост с аналогичной формой на конце углерода. Эти концы связаны друг с другом линейной структурой, образованной альфа-спиралями.

Эти «веревки» имеют шаровые головки, которые имеют свойство наматываться на другие промежуточные нити, создавая более толстые переплетенные элементы..

Промежуточные филаменты расположены по всей клеточной цитоплазме. Они распространяются на мембрану и часто прикрепляются к ней. Эти нити также находятся в ядре, образуя структуру, называемую «ядерный лист».

Эта группа подразделяется на подгруппы промежуточных филаментов:

– Кератиновые нити.

– Нити виментина.

– нейрофиламентов.

– Ядерные листы.

Функция промежуточных нитей

Это чрезвычайно прочные и стойкие элементы. Фактически, если мы сравним их с двумя другими нитями (актином и микротрубочками), промежуточные волокна приобретают стабильность.

Благодаря этому свойству его основной функцией является механическая, противостоящая клеточным изменениям. Они встречаются в изобилии в типах клеток, которые подвергаются постоянному механическому стрессу; например, в нервных, эпителиальных и мышечных клетках.

В отличие от двух других компонентов цитоскелета, промежуточные нити не могут быть собраны и расположены на их полярных концах.

Они представляют собой жесткие конструкции (чтобы выполнять свою функцию: опора клетки и механическая реакция на напряжение), а сборка нитей является процессом, зависящим от фосфорилирования..

Промежуточные филаменты образуют структуры, называемые десмосомами. Вместе с рядом белков (кадгеринов) эти комплексы создаются, которые образуют связи между клетками.

микротрубочки

Микротрубочки – это полые элементы. Они являются крупнейшими нитями, которые составляют цитоскелет. Диаметр микротрубочек во внутренней его части составляет около 25 нм. Длина довольно изменчива, в диапазоне от 200 нм до 25 мкм.

Эти нити незаменимы во всех эукариотических клетках. Они возникают (или рождаются) из небольших структур, называемых центросомами, и оттуда простираются до краев клетки, в отличие от промежуточных нитей, которые распространяются по всей клеточной среде..

Микротрубочки состоят из белков, называемых тубулинами. Тубулин представляет собой димер, образованный двумя субъединицами: α-тубулин и β-тубулин. Эти два мономера связаны нековалентными связями.

Одной из ее наиболее важных характеристик является способность расти и укорачиваться, будучи достаточно динамичными структурами, как в актиновых филаментах..

Два конца микротрубочек можно отличить друг от друга. Поэтому сказано, что в этих нитях есть «полярность». На каждом конце, называемом более положительным и менее или отрицательным, происходит процесс самосборки.

Этот процесс сборки и деградации нити приводит к явлению “динамической нестабильности”.

Функция микротрубочек

Микротрубочки могут образовывать очень разнообразные структуры. Они участвуют в процессах клеточного деления, образуя митотический веретен. Этот процесс помогает каждой дочерней клетке иметь одинаковое количество хромосом.

Они также образуют кнутоподобные придатки, используемые для подвижности клеток, такие как реснички и жгутики.

Микротрубочки служат в качестве путей или «дорог», по которым движутся различные белки, которые имеют транспортную функцию. Эти белки подразделяются на два семейства: кинезины и динеины. Они могут путешествовать на большие расстояния внутри клетки. Транспортировка на короткие расстояния обычно осуществляется на актине.

Эти белки являются «пешеходами» дорог, образованных микротрубочками. Его движение напоминает довольно прогулку по микротрубочке.

Транспортировка включает в себя перемещение различных типов элементов или продуктов, таких как везикулы. В нервных клетках этот процесс хорошо известен, потому что нейротрансмиттеры выделяются в пузырьки.

Микротрубочки также участвуют в мобилизации органелл. В частности, аппарат Гольджи и эндосплазматический ретикулум зависят от этих нитей, чтобы занять их правильное положение. В отсутствие микротрубочек (в экспериментально мутированных клетках) эти органеллы заметно меняют свое положение.

В бактериях

В предыдущих разделах был описан цитоскелет эукариот. Прокариоты также имеют сходную структуру и имеют компоненты, аналогичные трем волокнам, которые составляют традиционный цитоскелет. К этим нитям мы добавляем одну из наших собственных принадлежностей к бактериям: группу MinD-ParA.

Функции цитоскелета у бактерий очень похожи на функции, которые они выполняют у эукариот: поддержка, деление клеток, поддержание формы клеток, среди других.

При раке

Клинически компоненты цитоскелета связаны с раком. Поскольку они вмешиваются в процессы деления, они считаются «мишенями», чтобы иметь возможность понимать и атаковать неконтролируемое развитие клеток.

ссылки

  1. Альбертс Б., Брей Д., Хопкин К., Джонсон А., Льюис Дж., Рафф М., … и Уолтер П. (2013). Основная клеточная биология. Гирлянда Наука.
  2. Fletcher, D.A. & Mullins, R.D. (2010). Клеточная механика и цитоскелет. природа, 463(7280), 485-492.
  3. Холл А. (2009). Цитоскелет и рак. Отзывы о раке и метастазировании, 28(1-2), 5-14.
  4. Мозли, Дж. Б. (2013). Расширенный вид эукариотического цитоскелета. Молекулярная биология клетки, 24(11), 1615-1618.
  5. Мюллер-Эстерл, В. (2008). Биохимия. Основы медицины и наук о жизни. Я поменял.
  6. Shih, Y.L. & Rothfield, L. (2006). Бактериальный цитоскелет. Микробиология и Молекулярная Биология Обзоры, 70(3), 729-754.
  7. Silverthorn Dee, U. (2008). Физиология человека, комплексный подход. Панамериканская медицинская 4-е издание. Bs As.
  8. Свиткина Т. (2009). Визуализация компонентов цитоскелета с помощью электронной микроскопии. в Методы и протоколы цитоскелета (стр. 187-06). Humana Press.

Источник: https://ru.thpanorama.com/articles/biologa/citoesqueleto-caractersticas-funciones-estructura-y-componentes.html

Все о медицине
Добавить комментарий

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