ساختار سلولی بدن. دروس کامل - هایپر مارکت دانش. ساختار و عملکرد سلول ساختار و عملکرد ساختارهای سلولی

همه سلول ها را تقسیم می کند (یا موجودات زنده) به دو نوع: پروکاریوت هاو یوکاریوت ها. پروکاریوت‌ها سلول‌ها یا ارگانیسم‌های بدون هسته هستند که شامل ویروس‌ها، باکتری‌های پروکاریوتی و جلبک‌های سبز آبی هستند که در آن سلول مستقیماً از سیتوپلاسم تشکیل شده است که در آن یک کروموزوم قرار دارد. مولکول DNA(گاهی اوقات RNA).

سلول های یوکاریوتیدارای یک هسته حاوی نوکلئوپروتئین (پروتئین هیستون + مجتمع DNA) و همچنین سایرین ارگانوئیدها. یوکاریوت ها شامل اکثر موجودات زنده تک سلولی و چند سلولی مدرن شناخته شده در علم (از جمله گیاهان) می شوند.

ساختار گرانوئیدهای یوکاریوتی

نام ارگانوئید	ساختار ارگانوئیدی	توابع ارگانوئید
سیتوپلاسم	محیط داخلی یک سلول که هسته و سایر اندامک ها در آن قرار دارند. ساختاری نیمه مایع و ریزدانه دارد.	عملکرد حمل و نقل را انجام می دهد. سرعت فرآیندهای بیوشیمیایی متابولیک را تنظیم می کند. تعامل بین اندامک ها را فراهم می کند.
ریبوزوم ها	ارگانوئیدهای کوچک کروی یا بیضی شکل با قطر 15 تا 30 نانومتر.	آنها فرآیند سنتز مولکول های پروتئین و مونتاژ آنها را از اسیدهای آمینه فراهم می کنند.
میتوکندری	اندامک هایی که اشکال متنوعی دارند - از کروی تا رشته ای. در داخل میتوکندری چین هایی از 0.2 تا 0.7 میکرومتر وجود دارد. پوسته بیرونی میتوکندری دارای ساختار دو غشایی است. غشای بیرونی صاف است و در قسمت داخلی برآمدگی های متقاطع با آنزیم های تنفسی وجود دارد.	آنزیم های روی غشاها سنتز ATP (آدنوزین تری فسفریک اسید) را فراهم می کنند. تابع انرژی. میتوکندری با آزاد کردن سلول در طی تجزیه ATP انرژی را به سلول می‌رساند.
شبکه آندوپلاسمی (ER)	سیستمی از غشاء در سیتوپلاسم که کانال ها و حفره ها را تشکیل می دهد. دو نوع وجود دارد: دانه ای که دارای ریبوزوم است و صاف.	فرآیندهایی را برای سنتز مواد مغذی (پروتئین ها، چربی ها، کربوهیدرات ها) فراهم می کند. پروتئین ها بر روی EPS دانه ای سنتز می شوند، در حالی که چربی ها و کربوهیدرات ها بر روی EPS صاف سنتز می شوند. گردش و تحویل مواد مغذی را در داخل سلول فراهم می کند.
پلاستیدها(ارگانلهای مشخصه فقط سلولهای گیاهی) سه نوع هستند:	اندامک های دو غشایی
لکوپلاست ها	پلاستیدهای بی رنگی که در غده ها، ریشه ها و پیازهای گیاهان یافت می شوند.	آنها یک مخزن اضافی برای ذخیره مواد مغذی هستند.
کلروپلاست ها	اندامک ها بیضی شکل و سبز رنگ هستند. آنها توسط دو غشای سه لایه از سیتوپلاسم جدا می شوند. کلروپلاست ها حاوی کلروفیل هستند.	آنها با استفاده از انرژی خورشیدی مواد آلی را از غیر آلی تبدیل می کنند.
کروموپلاست ها	اندامک هایی به رنگ زرد تا قهوه ای که در آنها کاروتن تجمع می یابد.	تقویت ظاهر قسمت های رنگی زرد، نارنجی و قرمز در گیاهان.
لیزوزوم ها	اندامک ها به شکل گرد با قطر حدود 1 میکرون هستند که دارای غشایی در سطح و مجموعه ای از آنزیم ها در داخل هستند.	عملکرد گوارشی. آنها ذرات مواد مغذی را هضم می کنند و قسمت های مرده سلول را از بین می برند.
مجموعه گلژی	ممکن است به اشکال مختلف باشد. متشکل از حفره هایی است که توسط غشاء محدود شده اند. تشکیلات لوله ای با حباب هایی در انتها از حفره ها خارج می شوند.	لیزوزوم ها را تشکیل می دهد. مواد آلی سنتز شده در EPS را جمع آوری و حذف می کند.
مرکز سلولی	از یک مرکز کره (بخش متراکم سیتوپلاسم) و سانتریول - دو جسم کوچک تشکیل شده است.	عملکرد مهمی را برای تقسیم سلولی انجام می دهد.
اجزای سلولی	کربوهیدرات ها، چربی ها و پروتئین ها که اجزای غیر دائمی سلول هستند.	مواد مغذی یدکی که برای عملکرد سلول استفاده می شود.
ارگانوئیدهای حرکتی	تاژک‌ها و مژک‌ها (برآمدگی‌ها و سلول‌ها)، میوفیبریل‌ها (تشکیل‌های نخ مانند) و شبه‌پایان (یا شبه‌پایان).	آنها عملکرد حرکتی را انجام می دهند و همچنین روند انقباض عضلانی را فراهم می کنند.

هسته سلولاصلی ترین و پیچیده ترین اندامک سلول است، بنابراین آن را در نظر خواهیم گرفت

با ارزش ترین چیزی که یک انسان دارد جان خود و عزیزانش است. با ارزش ترین چیز روی زمین به طور کلی زندگی است. و در اساس زندگی، در اساس همه موجودات زنده، سلول ها قرار دارند. می توان گفت که حیات روی زمین ساختاری سلولی دارد. به همین دلیل دانستن آن بسیار مهم استساختار سلول ها چگونه است ساختار سلول ها توسط سیتولوژی - علم سلول ها مورد مطالعه قرار می گیرد. اما ایده سلول ها برای همه رشته های زیستی ضروری است.

سلول چیست؟

تعریف مفهوم

سلول یک واحد ساختاری، عملکردی و ژنتیکی از همه موجودات زنده، حاوی اطلاعات ارثی، متشکل از غشای غشایی، سیتوپلاسم و اندامک ها، قادر به نگهداری، تبادل، تولید مثل و توسعه است. © Sazonov V.F., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015..

این تعریف از سلول، اگرچه مختصر است، اما کاملاً کامل است. این 3 جنبه جهانی بودن سلول را منعکس می کند: 1) ساختاری، یعنی. به عنوان یک واحد ساختاری، 2) عملکردی، یعنی. به عنوان واحد فعالیت، 3) ژنتیکی، یعنی. به عنوان واحد وراثت و تغییر نسل. یکی از ویژگی های مهم یک سلول وجود اطلاعات ارثی در آن به شکل اسید نوکلئیک - DNA است. این تعریف همچنین مهمترین ویژگی ساختار سلول را منعکس می کند: وجود یک غشای خارجی (پلاسمولما) که سلول و محیط آن را جدا می کند. و،در نهایت، 4 نشانه مهم زندگی: 1) حفظ هموستاز، یعنی. ثبات محیط داخلی در شرایط تجدید مداوم آن، 2) تبادل با محیط خارجی ماده، انرژی و اطلاعات، 3) توانایی تولید مثل، یعنی. به خود بازتولید، تولید مثل، 4) توانایی توسعه، i.e. به رشد، تمایز و مورفوژنز.

تعریف کوتاهتر اما ناقص: سلول ابتدایی (کوچکترین و ساده ترین) واحد زندگی است.

تعریف کاملتر سلول:

سلول یک سیستم منظم و ساختار یافته از پلیمرهای زیستی است که توسط یک غشای فعال محدود شده و سیتوپلاسم، هسته و اندامک ها را تشکیل می دهند. این سیستم پلیمری زیستی در مجموعه واحدی از فرآیندهای متابولیک، انرژی و اطلاعات شرکت می کند که کل سیستم را به عنوان یک کل حفظ و بازتولید می کند.

منسوجات مجموعه ای از سلول های مشابه در ساختار، عملکرد و منشاء است که به طور مشترک وظایف مشترک را انجام می دهند. در انسان، در چهار گروه اصلی بافت (اپیتلیال، همبند، عضلانی و عصبی)، حدود 200 نوع مختلف سلول تخصصی وجود دارد [Faler D.M., Shields D. Molecular biology of the cell: A guide for doctors. / مطابق. از انگلیسی - M.: BINOM-Press، 2004. - 272 p.].

بافت ها به نوبه خود اندام ها را تشکیل می دهند و اندام ها سیستم های اندام را تشکیل می دهند.

یک موجود زنده از یک سلول شروع می شود. هیچ حیاتی در خارج از سلول وجود ندارد، در خارج از سلول فقط وجود موقتی مولکول های حیات ممکن است، به عنوان مثال، به شکل ویروس. اما برای وجود فعال و تولید مثل، حتی ویروس ها به سلول نیاز دارند، حتی اگر خارجی باشند.

ساختار سلول

شکل زیر نمودار ساختار 6 شی بیولوژیکی را نشان می دهد. با توجه به دو گزینه برای تعریف مفهوم "سلول"، تجزیه و تحلیل کنید که کدام یک از آنها را می توان سلول در نظر گرفت و کدام را نمی توان. پاسخ خود را در قالب جدول ارائه دهید:

ساختار سلولی زیر میکروسکوپ الکترونی

غشاء

مهمترین ساختار جهانی سلول است غشای سلولی (مترادف: پلاسمالما)، سلول را به شکل یک لایه نازک می پوشاند. غشاء رابطه بین سلول و محیط آن را تنظیم می کند، یعنی: 1) محتویات سلول را تا حدی از محیط خارجی جدا می کند، 2) محتویات سلول را با محیط خارجی متصل می کند.

هسته

دومین ساختار سلولی مهم و جهانی، هسته است. برخلاف غشای سلولی در همه سلول ها وجود ندارد و به همین دلیل آن را در رتبه دوم قرار می دهیم. هسته حاوی کروموزوم های حاوی دو رشته DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) است. بخش هایی از DNA الگوهایی برای ساخت RNA پیام رسان هستند که به نوبه خود به عنوان الگوهایی برای ساخت تمام پروتئین های سلولی در سیتوپلاسم عمل می کنند. بنابراین، هسته، همانطور که بود، حاوی "نقشه هایی" برای ساختار تمام پروتئین های سلول است.

سیتوپلاسم

این محیط داخلی نیمه مایع سلول است که توسط غشاهای داخل سلولی به بخش هایی تقسیم می شود. معمولاً دارای یک اسکلت سلولی برای حفظ شکل خاصی است و در حرکت دائمی است. سیتوپلاسم حاوی اندامک ها و آخال ها است.

در وهله سوم می توانیم تمام ساختارهای سلولی دیگری را که می توانند غشای خاص خود را داشته باشند و اندامک نامیده می شوند قرار دهیم.

اندامک ها ساختارهای سلولی دائمی و لزوماً موجود هستند که عملکردهای خاصی را انجام می دهند و ساختار خاصی دارند. اندامک‌ها را بر اساس ساختارشان می‌توان به دو گروه تقسیم کرد: اندامک‌های غشایی که لزوماً شامل غشاء هستند و اندامک‌های غیر غشایی. اندامک های غشایی به نوبه خود می توانند تک غشایی باشند - اگر توسط یک غشاء تشکیل شده باشند و دو غشایی - اگر پوسته اندامک ها دوتایی باشد و از دو غشاء تشکیل شده باشد.

شامل ها

انکلوژن ها ساختارهای غیر دائمی سلول هستند که در آن ظاهر می شوند و در طی فرآیند متابولیسم ناپدید می شوند. 4 نوع آخال وجود دارد: تغذیه ای (دارای مواد مغذی)، ترشحی (حاوی ترشحات)، دفعی (حاوی موادی که باید آزاد شوند) و رنگدانه ای (حاوی رنگدانه ها - مواد رنگی).

ساختارهای سلولی، از جمله اندامک ها ( )

شامل ها . آنها به عنوان اندامک طبقه بندی نمی شوند. انکلوژن ها ساختارهای غیر دائمی سلول هستند که در آن ظاهر می شوند و در طی فرآیند متابولیسم ناپدید می شوند. 4 نوع آخال وجود دارد: تغذیه ای (دارای مواد مغذی)، ترشحی (حاوی ترشحات)، دفعی (حاوی موادی که باید آزاد شوند) و رنگدانه ای (حاوی رنگدانه ها - مواد رنگی).

(پلاسمولما).
هسته با هسته .
شبکه آندوپلاسمی : زبر (دانه ای) و صاف (دانه ای).
مجموعه گلژی (آپارات) .
میتوکندری .
ریبوزوم ها .
لیزوزوم ها . لیزوزوم ها (از gr. lysis - "تجزیه، انحلال، تجزیه" و سوما - "بدن") وزیکول هایی با قطر 200-400 میکرون هستند.
پراکسی زوم ها . پراکسی زوم ها میکروبادی (وزیکول) با قطر 0.1-1.5 میکرومتر هستند که توسط یک غشاء احاطه شده اند.
پروتئازوم ها . پروتئازوم ها اندامک های خاصی برای تجزیه پروتئین ها هستند.
فاگوزوم ها .
میکروفیلامنت ها . هر میکروفیلامنت یک مارپیچ دوگانه از مولکول های پروتئین اکتین کروی است. بنابراین، محتوای اکتین حتی در سلول های غیر عضلانی به 10٪ از کل پروتئین ها می رسد.
رشته های میانی . آنها جزء اسکلت اسکلت هستند. آنها ضخیم تر از میکروفیلامنت ها هستند و ماهیتی خاص برای بافت دارند:
میکروتوبول ها . میکروتوبول ها یک شبکه متراکم در سلول تشکیل می دهند. دیواره میکروتوبول از یک لایه واحد از زیر واحدهای کروی توبولین پروتئین تشکیل شده است. یک مقطع 13 مورد از این زیر واحدها را نشان می دهد که یک حلقه را تشکیل می دهند.
مرکز سلولی .
پلاستیدها .
واکوئل ها . Vacuoles اندامک های تک غشایی هستند. آنها "ظروف" غشایی هستند، حباب هایی پر از محلول های آبی مواد آلی و معدنی.
Cilia and Fagella (اندامک های ویژه) . آنها از 2 قسمت تشکیل شده اند: یک بدن پایه واقع در سیتوپلاسم و یک آکسونم - رشدی در بالای سطح سلول که از بیرون با یک غشاء پوشیده شده است. حرکت سلول یا حرکت محیط بالای سلول را فراهم کنید.

سلول از: دستگاه سطح، سیتوپلاسم، هسته تشکیل شده است.

دستگاه سطح دارای: یک غشاء، یک مجتمع فوق غشایی، یک مجتمع زیر غشایی.

طبق مدل موزاییک سیال غشاءشامل دو لایهمولکول ها لیپیدها،که در آن مولکول های پروتئین تعبیه شده است.

کمپلکس فوق غشایی - گلیکوکالیکس حاوی کربوهیدرات و پروتئین است.

کمپلکس زیر غشایی توسط میکروفیبریل ها و میکروتوبول ها نشان داده می شود.

در سیتوپلاسم وجود دارد: هیالوپلاسم، اندامک‌های هدف عمومی، اندامک‌های هدف خاص، اجزاء.

هیالوپلاسمامحلول کلوئیدی با سیستم های آنزیمی است.

اندامک ها- قسمت های حیاتی سلول آنها به طور مداوم در سلول حضور دارند، ساختار خاصی دارند و عملکردهای خاصی را انجام می دهند.

اندامک های هدف عمومی: شبکه آندوپلاسمی: صاف، خشن. مجتمع گلژی، میتوکندری، ریبوزوم، لیزوزوم (اولیه، ثانویه)، مرکز سلولی، پلاستیدها (کلروپلاست، کروموپلاست، لوکوپلست).

اندامک برای اهداف خاص: تاژک، مژک، میوفیبریل، نوروفیبریل؛ شمول(اجزای غیر دائمی سلول): یدکی، ترشحی، اختصاصی.

هستهشامل پوسته، هسته، کاریوپلاسم، ساختارهای کروماتین است.

برنج. 4.ساختار یک سلول حیوانی و اجزای آن.

جدول 1.ساختار و عملکرد یک سلول یوکاریوتی

ادامه جدول. 1

سوالاتی برای خودکنترلی

1. سلول چیست؟

2. اندامک های سلولی چیست؟

3. شمول چیست؟

4. اجزای یک سلول چیست؟

5. دستگاه سطح سلول از چه چیزی تشکیل شده است؟

6. غشای سلولی چه ساختاری دارد؟

7. سیتوپلاسم شامل چه مواردی است؟

8. چه اندامک هایی با هدف کلی در سلول های گیاهی و جانوری وجود دارند؟

سلول‌هایی که بافت‌های گیاهان و جانوران را می‌سازند از نظر شکل، اندازه و ساختار داخلی به طور قابل توجهی متفاوت هستند. با این حال، همه آنها شباهت هایی را در ویژگی های اصلی فرآیندهای زندگی، متابولیسم، تحریک پذیری، رشد، تکامل و توانایی تغییر نشان می دهند.

دگرگونی های بیولوژیکی که در یک سلول اتفاق می افتد به طور جدایی ناپذیری با آن ساختارهای یک سلول زنده مرتبط است که مسئول انجام یک یا آن عملکرد هستند. به چنین ساختارهایی اندامک می گویند.

سلول ها از همه نوع شامل سه جزء اصلی و جدایی ناپذیر هستند:

ساختارهایی که سطح آن را تشکیل می دهند: غشای بیرونی سلول، یا غشای سلولی، یا غشای سیتوپلاسمی.
سیتوپلاسم با مجموعه ای کامل از ساختارهای تخصصی - اندامک ها (شبکه آندوپلاسمی، ریبوزوم ها، میتوکندری ها و پلاستیدها، مجموعه گلژی و لیزوزوم ها، مرکز سلول)، به طور مداوم در سلول وجود دارد، و تشکیلات موقتی به نام آخال.
هسته - توسط یک غشای متخلخل از سیتوپلاسم جدا شده و حاوی شیره هسته ای، کروماتین و هسته است.

ساختار سلول

دستگاه سطحی سلول (غشای سیتوپلاسمی) گیاهان و جانوران دارای ویژگی هایی است.

در موجودات تک سلولی و لکوسیت ها، غشای خارجی نفوذ یون ها، آب و مولکول های کوچک سایر مواد را به داخل سلول تضمین می کند. فرآیند نفوذ ذرات جامد به داخل سلول را فاگوسیتوز و ورود قطرات مواد مایع را پینوسیتوز می نامند.

غشای پلاسمایی خارجی تبادل مواد بین سلول و محیط خارجی را تنظیم می کند.

سلول های یوکاریوتی حاوی اندامک هایی هستند که با یک غشای دوگانه پوشیده شده اند - میتوکندری و پلاستید. آنها حاوی DNA و دستگاه سنتز پروتئین خود هستند، با تقسیم تولید مثل می شوند، یعنی استقلال خاصی در سلول دارند. علاوه بر ATP، مقادیر کمی پروتئین در میتوکندری سنتز می شود. پلاستیدها مشخصه سلول های گیاهی هستند و با تقسیم تکثیر می شوند.

ساختار غشای سلولی

انواع سلول ها	ساختار و عملکرد لایه های بیرونی و داخلی غشای سلولی
	لایه بیرونی (ترکیب شیمیایی، عملکردها)	لایه داخلی - غشای پلاسما
	لایه بیرونی (ترکیب شیمیایی، عملکردها)	ترکیب شیمیایی	کارکرد
سلول های گیاهی	از فیبر تشکیل شده است. این لایه به عنوان قاب سلول عمل می کند و یک عملکرد محافظتی را انجام می دهد.	دو لایه پروتئین، بین آنها یک لایه لیپید است	محیط داخلی سلول را از بیرون محدود می کند و این تفاوت ها را حفظ می کند
سلول های حیوانی	لایه بیرونی (گلیکوکالیکس) بسیار نازک و الاستیک است. از پلی ساکاریدها و پروتئین ها تشکیل شده است. عملکرد محافظتی را انجام می دهد.	یکسان	آنزیم های ویژه غشای پلاسمایی نفوذ بسیاری از یون ها و مولکول ها را به داخل سلول و آزاد شدن آنها در محیط خارجی تنظیم می کنند.

اندامک های تک غشایی شامل شبکه آندوپلاسمی، کمپلکس گلژی، لیزوزوم ها و انواع مختلف واکوئل ها هستند.

ابزارهای تحقیقاتی مدرن به زیست شناسان اجازه داده است تا مشخص کنند که با توجه به ساختار سلول، همه موجودات زنده باید به موجودات "غیر هسته ای" - پروکاریوت ها و "هسته ای" - یوکاریوت ها تقسیم شوند.

پروکاریوت‌ها-باکتری‌ها و جلبک‌های سبز-آبی، و همچنین ویروس‌ها، فقط یک کروموزوم دارند که توسط یک مولکول DNA (که معمولاً کمتر RNA است) نشان داده می‌شود که مستقیماً در سیتوپلاسم سلول قرار دارد.

ساختار اندامک های سیتوپلاسم سلولی و عملکرد آنها

ارگانوئیدهای اصلی	ساختار	کارکرد
سیتوپلاسم	محیط نیمه مایع داخلی با ساختار ریزدانه. حاوی هسته و اندامک است	تعامل بین هسته و اندامک ها را فراهم می کند سرعت فرآیندهای بیوشیمیایی را تنظیم می کند عملکرد حمل و نقل را انجام می دهد
ER - شبکه آندوپلاسمی	یک سیستم غشایی در سیتوپلاسم" که کانال ها و حفره های بزرگتر را تشکیل می دهد؛ EPS 2 نوع است: دانه ای (زمخت) که روی آن ریبوزوم های زیادی قرار دارد و صاف	واکنش های مرتبط با سنتز پروتئین ها، کربوهیدرات ها، چربی ها را انجام می دهد انتقال و گردش مواد مغذی را در داخل سلول ترویج می کند پروتئین بر روی EPS دانه ای، کربوهیدرات ها و چربی ها بر روی EPS صاف سنتز می شوند.
ریبوزوم ها	بدنه های کوچک با قطر 15-20 میلی متر	انجام سنتز مولکول های پروتئین و جمع آوری آنها از اسیدهای آمینه
میتوکندری	آنها دارای اشکال کروی، نخ مانند، بیضی و غیره هستند. در داخل میتوکندری چین‌هایی وجود دارد (طول 0.2 تا 0.7 میکرومتر). پوشش بیرونی میتوکندری از 2 غشاء تشکیل شده است: غشای بیرونی صاف است و پوشش داخلی برآمدگی های متقاطع شکل می دهد که روی آن آنزیم های تنفسی قرار دارند.	انرژی سلول را تامین می کند. انرژی با تجزیه اسید آدنوزین تری فسفریک (ATP) آزاد می شود. سنتز ATP توسط آنزیم های روی غشاهای میتوکندری انجام می شود
پلاستیدها فقط مختص سلول های گیاهی هستند و در سه نوع وجود دارند:	اندامک های سلولی دو غشایی
کلروپلاست ها	آنها سبز رنگ، بیضی شکل هستند و از سیتوپلاسم توسط دو غشای سه لایه محدود شده اند. در داخل کلروپلاست لبه هایی وجود دارد که تمام کلروفیل در آنجا متمرکز شده است	از انرژی نور خورشید استفاده کنید و از مواد معدنی مواد آلی ایجاد کنید
کروموپلاست ها	زرد، نارنجی، قرمز یا قهوه ای که در نتیجه تجمع کاروتن ایجاد می شود	به قسمت های مختلف گیاهان رنگ های قرمز و زرد می دهد
لوکوپلاست ها	پلاستیدهای بی رنگ (موجود در ریشه، غده، پیاز)	آنها مواد مغذی ذخیره ای را ذخیره می کنند
مجموعه گلژی	این می تواند اشکال مختلفی داشته باشد و از حفره هایی تشکیل شده است که توسط غشاء و لوله هایی که از آنها خارج شده اند با حباب هایی در انتها مشخص شده اند.	مواد آلی سنتز شده در شبکه آندوپلاسمی را انباشته و حذف می کند لیزوزوم ها را تشکیل می دهد
لیزوزوم ها	بدنه های گرد با قطر حدود 1 میکرون. آنها یک غشاء (پوست) روی سطح دارند که در داخل آن مجموعه ای از آنزیم ها وجود دارد	انجام یک عملکرد گوارشی - هضم ذرات غذا و حذف اندامک های مرده
اندامک های حرکتی سلولی	تاژک و مژک که برآمدگی سلولی هستند و در حیوانات و گیاهان ساختار یکسانی دارند میوفیبریل ها - رشته های نازک به طول بیش از 1 سانتی متر با قطر 1 میکرون، که در بسته های نرم افزاری در امتداد فیبر عضلانی قرار دارند. شبه پا	عملکرد حرکت را انجام دهید باعث انقباض عضلات می شوند حرکت به دلیل انقباض یک پروتئین انقباضی خاص
اجزای سلولی	اینها اجزای ناپایدار سلول هستند - کربوهیدرات ها، چربی ها و پروتئین ها	مواد مغذی اضافی مورد استفاده در طول زندگی سلولی
مرکز سلولی	متشکل از دو جسم کوچک - سانتریول و سنتروسفر - یک بخش فشرده از سیتوپلاسم	نقش مهمی در تقسیم سلولی دارد

یوکاریوت ها دارای اندامک های زیادی هستند و دارای هسته های حاوی کروموزوم به شکل نوکلئوپروتئین (مجموعه ای از DNA با پروتئین هیستون) هستند. یوکاریوت ها شامل اکثر گیاهان و جانوران مدرن، تک سلولی و چند سلولی هستند.

دو سطح سازمان سلولی وجود دارد:

پروکاریوتی - موجودات آنها ساختار بسیار ساده ای دارند - اینها اشکال تک سلولی یا استعماری هستند که پادشاهی تفنگ های ساچمه ای، جلبک های سبز آبی و ویروس ها را تشکیل می دهند.
یوکاریوتی - اشکال تک سلولی استعماری و چند سلولی، از ساده ترین - ریزوم، تاژک دار، مژک دار - تا گیاهان و جانوران عالی که پادشاهی گیاهی، پادشاهی قارچی، قلمرو حیوانات را تشکیل می دهند.

ساختار و عملکرد هسته سلول

اندامک های اصلی	ساختار	کارکرد
هسته سلول های گیاهی و جانوری	شکل گرد یا بیضی
	پوشش هسته ای از 2 غشا با منافذ تشکیل شده است	هسته را از سیتوپلاسم جدا می کند بین هسته و سیتوپلاسم تبادل وجود دارد
	آب هسته ای (کاریوپلاسم) - ماده نیمه مایع	محیطی که هسته و کروموزوم ها در آن قرار دارند
	هسته ها کروی یا نامنظم هستند	آنها RNA را که بخشی از ریبوزوم است، سنتز می کنند
	کروموزوم ها ساختارهای متراکم، کشیده یا نخ مانندی هستند که فقط در طول تقسیم سلولی قابل مشاهده هستند.	حاوی DNA است که حاوی اطلاعات ارثی است که از نسلی به نسل دیگر منتقل می شود

همه اندامک های سلولی، علیرغم ویژگی های ساختار و عملکرد آنها، به هم متصل هستند و برای سلول به عنوان یک سیستم واحد که در آن سیتوپلاسم حلقه اتصال است، "کار می کنند".

اشیاء بیولوژیکی ویژه ای که موقعیت میانی بین طبیعت زنده و بی جان را اشغال می کنند ویروس ها هستند که در سال 1892 توسط D.I. Ivanovsky کشف شد؛ آنها در حال حاضر موضوع یک علم خاص - ویروس شناسی را تشکیل می دهند.

ویروس ها فقط در سلول های گیاهان، حیوانات و انسان ها تکثیر می شوند و باعث بیماری های مختلف می شوند. ویروس ها ساختار بسیار لایه ای دارند و از اسید نوکلئیک (DNA یا RNA) و یک پوسته پروتئینی تشکیل شده اند. در خارج از سلول های میزبان، ذره ویروسی هیچ عملکرد حیاتی را نشان نمی دهد: تغذیه نمی کند، تنفس نمی کند، رشد نمی کند، تولید مثل نمی کند.

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

ارسال شده در http://www.allbest.ru/

طرح

1. سلول، ساختار و عملکرد آن

2. آب در حیات سلول

3. متابولیسم و انرژی در سلول

4. تغذیه سلولی. فتوسنتز و شیمی سنتز

5. کد ژنتیکی. سنتز پروتئین در سلول

6. تنظیم رونویسی و ترجمه در سلول و بدن

کتابشناسی - فهرست کتب

1. سلول، ساختار و عملکرد آن

سلول ها در ماده بین سلولی قرار دارند که استحکام مکانیکی، تغذیه و تنفس آنها را تامین می کند. اجزای اصلی هر سلول سیتوپلاسم و هسته هستند.

سلول با یک غشاء متشکل از چندین لایه مولکول پوشیده شده است که نفوذ پذیری انتخابی مواد را تضمین می کند. سیتوپلاسم حاوی کوچکترین ساختارها - اندامک ها است. اندامک های سلولی عبارتند از: شبکه آندوپلاسمی، ریبوزوم، میتوکندری، لیزوزوم، مجتمع گلژی، مرکز سلول.

سلول از: دستگاه سطح، سیتوپلاسم، هسته تشکیل شده است.

ساختار یک سلول حیوانی

غشای خارجی یا پلاسمایی- محتویات سلول را از محیط (سلول های دیگر، ماده بین سلولی) جدا می کند، متشکل از مولکول های لیپید و پروتئین است، ارتباط بین سلول ها، انتقال مواد به داخل سلول (پینوسیتوز، فاگوسیتوز) و خارج از سلول را تضمین می کند.

سیتوپلاسم- محیط نیمه مایع داخلی سلول که ارتباط بین هسته و اندامک های واقع در آن را فراهم می کند. فرآیندهای اصلی زندگی در سیتوپلاسم انجام می شود.

اندامک های سلولی:

1) شبکه آندوپلاسمی (ER)- سیستمی از لوله های انشعاب، در سنتز پروتئین ها، لیپیدها و کربوهیدرات ها، در حمل و نقل مواد، در سلول شرکت می کند.

2) ریبوزوم ها- اجسام حاوی rRNA در ER و در سیتوپلاسم قرار دارند و در سنتز پروتئین شرکت می کنند. EPS و ریبوزوم یک دستگاه واحد برای سنتز و انتقال پروتئین هستند.

3) میتوکندری- "ایستگاه های برق" سلول که توسط دو غشاء از سیتوپلاسم جدا شده است. درونی کریستا (چین خوردگی) را تشکیل می دهد و سطح آن را افزایش می دهد. آنزیم های روی کریستا اکسیداسیون مواد آلی و سنتز مولکول های غنی از انرژی ATP را تسریع می کنند.

4) مجموعه گلژی- گروهی از حفره ها که توسط غشایی از سیتوپلاسم مشخص شده اند، پر از پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات ها هستند که یا در فرآیندهای حیاتی استفاده می شوند یا از سلول خارج می شوند. غشاهای مجتمع سنتز چربی ها و کربوهیدرات ها را انجام می دهند.

5) لیزوزوم ها- بدن های پر از آنزیم ها تجزیه پروتئین ها به اسیدهای آمینه، لیپیدها به گلیسرول و اسیدهای چرب، پلی ساکاریدها به مونوساکاریدها را تسریع می کنند. در لیزوزوم ها، قسمت های مرده سلول، سلول های کامل، از بین می روند.

اجزای سلولی- تجمع مواد مغذی ذخیره: پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات ها.

هسته- مهمترین قسمت سلول.

با یک پوسته دو غشایی با منافذ پوشیده شده است که از طریق آن برخی از مواد به هسته نفوذ می کنند، در حالی که برخی دیگر وارد سیتوپلاسم می شوند.

کروموزوم ها ساختارهای اصلی هسته، حامل اطلاعات ارثی در مورد ویژگی های ارگانیسم هستند. در طی تقسیم سلول مادر به سلول های دختر و با سلول های زاینده به ارگانیسم های دختر منتقل می شود.

هسته محل سنتز DNA، mRNA و rRNA است.

ترکیب شیمیایی سلول

سلول واحد ابتدایی حیات روی زمین است. تمام خصوصیات یک موجود زنده را دارد: رشد می کند، تولید مثل می کند، مواد و انرژی را با محیط مبادله می کند و به محرک های خارجی واکنش نشان می دهد. آغاز تکامل بیولوژیکی با ظهور اشکال حیات سلولی در زمین همراه است. موجودات تک سلولی سلول هایی هستند که جدا از یکدیگر وجود دارند. بدن همه موجودات چند سلولی - حیوانات و گیاهان - از تعداد بیشتر یا کمتر سلول ها ساخته شده است که نوعی بلوک هستند که یک موجود پیچیده را تشکیل می دهند. صرف نظر از اینکه یک سلول یک سیستم زنده یکپارچه است - یک ارگانیسم جداگانه یا تنها بخشی از آن را تشکیل می دهد، دارای مجموعه ای از ویژگی ها و خواص مشترک برای همه سلول ها است.

حدود 60 عنصر جدول تناوبی مندلیف که در طبیعت بی جان نیز یافت می شود، در سلول ها یافت شد. این یکی از دلایل مشترک بودن طبیعت زنده و بی جان است. در موجودات زنده، فراوان ترین آنها هیدروژن، اکسیژن، کربن و نیتروژن است که حدود 98 درصد از جرم سلول ها را تشکیل می دهند. این به دلیل خواص شیمیایی عجیب هیدروژن، اکسیژن، کربن و نیتروژن است که در نتیجه آنها برای تشکیل مولکول هایی که عملکردهای بیولوژیکی را انجام می دهند مناسب ترین هستند. این چهار عنصر قادر به تشکیل پیوندهای کووالانسی بسیار قوی با جفت شدن الکترون های متعلق به دو اتم هستند. اتم های کربن با پیوند کووالانسی می توانند چارچوب مولکول های آلی بی شماری را تشکیل دهند. از آنجایی که اتم های کربن به راحتی با اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن و گوگرد پیوندهای کووالانسی تشکیل می دهند، مولکول های آلی به پیچیدگی و تنوع ساختاری استثنایی دست می یابند.

علاوه بر چهار عنصر اصلی، سلول حاوی مقادیر قابل توجهی (10 و 100 درصد) آهن، پتاسیم، سدیم، کلسیم، منیزیم، کلر، فسفر و گوگرد است. تمام عناصر دیگر (روی، مس، ید، فلوئور، کبالت، منگنز و غیره) در مقادیر بسیار کم در سلول یافت می شوند و به همین دلیل عناصر کمیاب نامیده می شوند.

عناصر شیمیایی بخشی از ترکیبات معدنی و آلی هستند. ترکیبات معدنی شامل آب، نمک های معدنی، دی اکسید کربن، اسیدها و بازها می باشد. ترکیبات آلی پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها، چربی ها (لیپیدها) و لیپوئیدها هستند. علاوه بر اکسیژن، هیدروژن، کربن و نیتروژن، ممکن است عناصر دیگری نیز داشته باشند. برخی از پروتئین ها حاوی گوگرد هستند. فسفر جزء اسیدهای نوکلئیک است. مولکول هموگلوبین شامل آهن است، منیزیم در ساخت مولکول کلروفیل نقش دارد. ریز عناصر، با وجود محتوای بسیار کم در موجودات زنده، نقش مهمی در فرآیندهای زندگی دارند. ید بخشی از هورمون تیروئید است - تیروکسین، کبالت بخشی از ویتامین B 12 است، هورمون قسمت جزایر پانکراس - انسولین - حاوی روی است.

ماده سلولی آلی

سنجاب ها.

در بین مواد آلی سلول، پروتئین ها هم از نظر کمیت (10 تا 12 درصد از کل جرم سلول) و هم از نظر اهمیت در رتبه اول قرار دارند. پروتئین ها پلیمرهایی با مولکولی بالا (با وزن مولکولی از 6000 تا 1 میلیون و بالاتر) هستند که مونومرهای آنها اسیدهای آمینه هستند. موجودات زنده از 20 اسید آمینه استفاده می کنند، اگرچه تعداد بیشتری از آنها وجود دارد. هر اسید آمینه حاوی یک گروه آمینه (-NH2) است که دارای خواص اساسی و یک گروه کربوکسیل (-COOH) است که دارای خواص اسیدی است. دو اسید آمینه با ایجاد پیوند HN-CO در یک مولکول ترکیب می شوند و یک مولکول آب آزاد می شود. پیوند بین گروه آمینه یک اسید آمینه و گروه کربوکسیل دیگری را پیوند پپتیدی می گویند.

پروتئین ها پلی پپتیدهایی هستند که حاوی ده ها و صدها اسید آمینه هستند. مولکول های پروتئین های مختلف از نظر وزن مولکولی، تعداد، ترکیب اسیدهای آمینه و توالی محل آنها در زنجیره پلی پپتیدی با یکدیگر متفاوت هستند. بنابراین واضح است که پروتئین ها بسیار متنوع هستند، تعداد آنها در همه انواع موجودات زنده بین 1010 - 1012 تخمین زده شده است.

زنجیره ای از واحدهای اسید آمینه که به صورت کووالانسی توسط پیوندهای پپتیدی در یک توالی خاص به هم متصل شده اند، ساختار اولیه پروتئین نامیده می شود.

در سلول‌ها، پروتئین‌ها مانند الیاف یا توپ‌های پیچ خورده مارپیچی به نظر می‌رسند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که در پروتئین طبیعی زنجیره پلی پپتیدی بسته به ساختار شیمیایی اسیدهای آمینه تشکیل دهنده آن به روشی کاملاً تعریف شده است.

ابتدا زنجیره پلی پپتیدی به شکل مارپیچی تا می شود. جاذبه بین اتم های پیچ های همسایه رخ می دهد و پیوندهای هیدروژنی، به ویژه، بین گروه های NH و CO واقع در پیچ های مجاور ایجاد می شود. زنجیره ای از اسیدهای آمینه که به شکل مارپیچ پیچ خورده است، ساختار ثانویه پروتئین را تشکیل می دهد. در نتیجه تا شدن بیشتر مارپیچ، یک پیکربندی خاص برای هر پروتئین ایجاد می شود که ساختار سوم نامیده می شود. ساختار سوم به دلیل عمل نیروهای منسجم بین رادیکال های آبگریز موجود در برخی از اسیدهای آمینه و پیوندهای کووالانسی بین گروه های SH اسید آمینه سیستئین (پیوندهای S-S) است. تعداد اسیدهای آمینه با رادیکال های آبگریز و سیستئین و همچنین ترتیب آرایش آنها در زنجیره پلی پپتیدی برای هر پروتئین خاص است. در نتیجه، ویژگی های ساختار سوم یک پروتئین توسط ساختار اولیه آن تعیین می شود. پروتئین فعالیت بیولوژیکی را فقط به شکل ساختار سوم از خود نشان می دهد. بنابراین، جایگزینی حتی یک اسید آمینه در یک زنجیره پلی پپتیدی می تواند منجر به تغییر در پیکربندی پروتئین و کاهش یا از دست دادن فعالیت بیولوژیکی آن شود.

در برخی موارد، مولکول های پروتئین با یکدیگر ترکیب می شوند و فقط می توانند عملکرد خود را به صورت کمپلکس انجام دهند. بنابراین، هموگلوبین مجموعه ای از چهار مولکول است و تنها در این شکل است که قادر به اتصال و انتقال اکسیژن است.این گونه دانه ها نمایانگر ساختار چهارتایی پروتئین هستند. بر اساس ترکیب آنها، پروتئین ها به دو کلاس اصلی تقسیم می شوند - ساده و پیچیده. پروتئین های ساده فقط از اسیدهای آمینه، اسیدهای نوکلئیک (نوکلئوتیدها)، لیپیدها (لیپوپروتئین ها)، Me (متالوپروتئین ها)، P (فسفوپروتئین ها) تشکیل شده اند.

عملکرد پروتئین ها در یک سلول بسیار متنوع است..

یکی از مهمترین آنها عملکرد ساختمانی است: پروتئین ها در تشکیل تمام غشای سلولی و اندامک های سلولی و همچنین ساختارهای درون سلولی نقش دارند. نقش آنزیمی (کاتالیزوری) پروتئین ها بسیار مهم است. آنزیم ها واکنش های شیمیایی رخ داده در سلول را 10 و 100 میلیون بار تسریع می کنند. عملکرد حرکتی توسط پروتئین های انقباضی خاص تامین می شود. این پروتئین ها در تمام انواع حرکاتی که سلول ها و موجودات قادر به انجام آن هستند نقش دارند: سوسو زدن مژک ها و کوبیدن تاژک ها در تک یاخته ها، انقباض ماهیچه ها در حیوانات، حرکت برگ ها در گیاهان و غیره.

وظیفه انتقال پروتئین ها اتصال عناصر شیمیایی (مثلاً هموگلوبین O اضافه می کند) یا مواد فعال بیولوژیکی (هورمون ها) و انتقال آنها به بافت ها و اندام های بدن است. عملکرد محافظتی به شکل تولید پروتئین های خاصی به نام آنتی بادی در پاسخ به نفوذ پروتئین ها یا سلول های خارجی به بدن بیان می شود. آنتی بادی ها مواد خارجی را متصل و خنثی می کنند. پروتئین ها به عنوان منبع انرژی نقش مهمی دارند. با تقسیم کامل 1 گرم. 17.6 کیلوژول (~4.2 کیلو کالری) پروتئین آزاد می شود. کروموزوم غشای سلولی

کربوهیدرات ها.

کربوهیدرات ها یا ساکاریدها مواد آلی با فرمول عمومی (CH2O)n هستند. اکثر کربوهیدرات ها دارای دو برابر تعداد اتم های H نسبت به تعداد اتم های O مانند مولکول های آب هستند. به همین دلیل به این مواد کربوهیدرات می گفتند. در یک سلول زنده، کربوهیدرات ها در مقادیر بیش از 1-2، گاهی اوقات 5٪ (در کبد، در عضلات) یافت می شوند. سلول های گیاهی غنی ترین کربوهیدرات ها هستند، جایی که محتوای آنها در برخی موارد به 90٪ جرم ماده خشک (دانه ها، غده های سیب زمینی و غیره) می رسد.

کربوهیدرات ها ساده و پیچیده هستند.

کربوهیدرات های ساده مونوساکارید نامیده می شوند. بسته به تعداد اتم های کربوهیدرات در مولکول، مونوساکاریدها تریوز، تتروز، پنتوز یا هگزوز نامیده می شوند. از شش مونوساکارید کربن - هگزوز - مهمترین آنها گلوکز، فروکتوز و گالاکتوز است. گلوکز در خون موجود است (0.1-0.12٪). پنتوزهای ریبوز و دئوکسی ریبوز در اسیدهای نوکلئیک و ATP یافت می شوند. اگر دو مونوساکارید در یک مولکول ترکیب شوند، دی ساکارید نامیده می شود. شکر سفره ای که از نیشکر یا چغندر قند به دست می آید، از یک مولکول گلوکز و یک مولکول فروکتوز، قند شیر - از گلوکز و گالاکتوز تشکیل شده است.

کربوهیدرات های پیچیده ای که از بسیاری از مونوساکاریدها تشکیل می شوند، پلی ساکارید نامیده می شوند. مونومر پلی ساکاریدهایی مانند نشاسته، گلیکوژن، سلولز گلوکز است. کربوهیدرات ها دو وظیفه اصلی را انجام می دهند: ساخت و ساز و انرژی. سلولز دیواره های سلول های گیاهی را تشکیل می دهد. کیتین پلی ساکارید پیچیده به عنوان جزء ساختاری اصلی اسکلت بیرونی بندپایان عمل می کند. کیتین همچنین عملکرد ساختمانی را در قارچ ها انجام می دهد.

کربوهیدرات ها نقش منبع اصلی انرژی در سلول را ایفا می کنند. در طی اکسیداسیون 1 گرم کربوهیدرات، 17.6 کیلوژول (~4.2 کیلو کالری) آزاد می شود. نشاسته در گیاهان و گلیکوژن در حیوانات در سلول ها رسوب می کنند و به عنوان ذخیره انرژی عمل می کنند.

اسیدهای نوکلئیک.

اهمیت اسیدهای نوکلئیک در یک سلول بسیار زیاد است. ویژگی های ساختار شیمیایی آنها امکان ذخیره، انتقال و به ارث بردن اطلاعات مربوط به ساختار مولکول های پروتئینی را که در هر بافت در مرحله خاصی از رشد فردی سنتز می شوند، به سلول های دختر فراهم می کند.

از آنجایی که بیشتر خواص و ویژگی های سلول ها توسط پروتئین ها تعیین می شود، واضح است که پایداری اسیدهای نوکلئیک مهم ترین شرط برای عملکرد طبیعی سلول ها و کل موجودات است. هرگونه تغییر در ساختار سلول ها یا فعالیت فرآیندهای فیزیولوژیکی در آنها و در نتیجه بر فعالیت حیاتی تأثیر می گذارد. مطالعه ساختار اسیدهای نوکلئیک برای درک وراثت صفات در ارگانیسم ها و الگوهای عملکرد سلول های فردی و سیستم های سلولی - بافت ها و اندام ها بسیار مهم است.

2 نوع اسید نوکلئیک وجود دارد - DNA و RNA.

DNA پلیمری متشکل از دو مارپیچ نوکلئوتیدی است که برای تشکیل یک مارپیچ دوتایی مرتب شده اند. مونومرهای مولکول های DNA نوکلئوتیدهایی هستند که از یک باز نیتروژن دار (آدنین، تیمین، گوانین یا سیتوزین)، یک کربوهیدرات (دئوکسی ریبوز) و یک باقیمانده اسید فسفریک تشکیل شده اند. بازهای نیتروژنی موجود در مولکول DNA با تعداد نامساوی پیوند H به یکدیگر متصل شده اند و به صورت جفت مرتب شده اند: آدنین (A) همیشه در برابر تیمین (T) و گوانین (G) در برابر سیتوزین (C). به طور شماتیک، آرایش نوکلئوتیدها در یک مولکول DNA را می توان به صورت زیر نشان داد:

شکل 1. محل نوکلئوتیدها در یک مولکول DNA

از شکل 1. واضح است که نوکلئوتیدها نه به طور تصادفی، بلکه انتخابی به یکدیگر متصل می شوند. توانایی برهمکنش انتخابی آدنین با تیمین و گوانین با سیتوزین را مکملی می نامند. تعامل مکمل نوکلئوتیدهای خاص با ویژگی های آرایش فضایی اتم ها در مولکول های آنها توضیح داده می شود که به آنها اجازه می دهد نزدیک تر شوند و پیوندهای H را تشکیل دهند.

در یک زنجیره پلی نوکلئوتیدی، نوکلئوتیدهای همسایه از طریق یک قند (دئوکسی ریبوز) و یک باقیمانده اسید فسفریک به یکدیگر مرتبط می شوند. RNA نیز مانند DNA پلیمری است که مونومرهای آن نوکلئوتید هستند.

بازهای نیتروژنی سه نوکلئوتید همان بازهای تشکیل دهنده DNA هستند (A, G, C). چهارم - اوراسیل (U) - به جای تیمین در مولکول RNA وجود دارد. نوکلئوتیدهای RNA از نظر ساختار کربوهیدراتی که دارند (ریبوز به جای دئوکسی ریبوز) با نوکلئوتیدهای DNA تفاوت دارند.

در زنجیره ای از RNA، نوکلئوتیدها با تشکیل پیوندهای کووالانسی بین ریبوز یک نوکلئوتید و باقیمانده اسید فسفریک نوکلئوتید دیگر به هم متصل می شوند. ساختار بین RNA دو رشته ای متفاوت است. RNA های دو رشته ای نگهبان اطلاعات ژنتیکی در تعدادی از ویروس ها هستند، به عنوان مثال. آنها عملکرد کروموزوم ها را انجام می دهند. RNA تک رشته ای اطلاعات مربوط به ساختار پروتئین ها را از کروموزوم به محل سنتز آنها منتقل می کند و در سنتز پروتئین شرکت می کند.

انواع مختلفی از RNA تک رشته ای وجود دارد. نام آنها با عملکرد یا مکان آنها در سلول تعیین می شود. بیشتر RNA موجود در سیتوپلاسم (تا 80-90٪) RNA ریبوزومی (rRNA) است که در ریبوزوم ها وجود دارد. مولکول های rRNA نسبتا کوچک هستند و به طور متوسط از 10 نوکلئوتید تشکیل شده اند.

نوع دیگری از RNA (mRNA) که حامل اطلاعاتی در مورد توالی اسیدهای آمینه در پروتئین هایی است که باید به ریبوزوم سنتز شوند. اندازه این RNA ها به طول ناحیه DNA که از آن سنتز شده اند بستگی دارد.

RNA های انتقالی چندین عملکرد را انجام می دهند. آنها اسیدهای آمینه را به محل سنتز پروتئین می رسانند، سه گانه و RNA مربوط به اسید آمینه منتقل شده را "تشخیص می دهند" (با اصل مکمل بودن) و جهت گیری دقیق اسید آمینه را روی ریبوزوم انجام می دهند.

چربی ها و لیپوئیدها.

چربی ها ترکیباتی از اسیدهای چرب مولکولی بالا و گلیسرول الکل تری هیدریک هستند. چربی ها در آب حل نمی شوند - آنها آبگریز هستند.

همیشه مواد پیچیده دیگری مانند چربی آبگریز به نام لیپوئید در سلول وجود دارد. یکی از وظایف اصلی چربی ها انرژی است. در طی تجزیه 1 گرم چربی به CO 2 و H 2O ، مقدار زیادی انرژی آزاد می شود - 38.9 کیلوژول (~ 9.3 کیلو کالری).

وظیفه اصلی چربی ها در دنیای حیوانی (و تا حدی گیاهی) ذخیره سازی است.

چربی ها و لیپیدها نیز عملکرد ساختمانی دارند: آنها بخشی از غشای سلولی هستند. به دلیل هدایت حرارتی ضعیف، چربی قادر به انجام یک عملکرد محافظتی است. در برخی از حیوانات (فک ها، نهنگ ها) در بافت چربی زیر جلدی رسوب می کند و لایه ای به ضخامت 1 متر تشکیل می دهد.تشکیل برخی لیپوئیدها قبل از سنتز تعدادی هورمون است. در نتیجه، این مواد همچنین وظیفه تنظیم فرآیندهای متابولیک را دارند.

2. آب در حیات سلول

مواد شیمیایی تشکیل دهنده سلول: غیر آلی (آب، نمک های معدنی)

تضمین خاصیت ارتجاعی سلول

پیامدهای از دست دادن آب سلولی، پژمردگی برگ ها و خشک شدن میوه ها است.

تسریع واکنش های شیمیایی با حل کردن مواد در آب.

حصول اطمینان از جابجایی مواد: ورود اکثر مواد به داخل سلول و خروج آنها از سلول به صورت محلول.

اطمینان از حل شدن بسیاری از مواد شیمیایی (تعدادی نمک، قند).

شرکت در تعدادی از واکنش های شیمیایی.

مشارکت در فرآیند تنظیم حرارت به دلیل قابلیت گرم شدن آهسته و خنک شدن آهسته.

اب. H 2در باره -رایج ترین ترکیب موجود در موجودات زنده محتوای آن در سلول های مختلف در محدوده های نسبتاً گسترده ای متفاوت است.

نقش بسیار مهم آب در حمایت از فرآیندهای حیاتی به دلیل خواص فیزیکوشیمیایی آن است.

قطبیت مولکول ها و توانایی تشکیل پیوندهای هیدروژنی آب را به حلال خوبی برای تعداد زیادی از مواد تبدیل می کند. بیشتر واکنش های شیمیایی که در یک سلول اتفاق می افتد فقط در یک محلول آبی رخ می دهد.

آب نیز در بسیاری از دگرگونی های شیمیایی نقش دارد.

تعداد کل پیوندهای هیدروژنی بین مولکول های آب بسته به t متفاوت است °. در تی ° هنگامی که یخ ذوب می شود، تقریباً 15٪ از پیوندهای هیدروژنی در دمای 40 درجه سانتیگراد - نیمی از بین می رود. پس از انتقال به حالت گازی، تمام پیوندهای هیدروژنی از بین می روند. این ظرفیت گرمایی ویژه آب را توضیح می دهد. هنگامی که دمای محیط خارجی تغییر می کند، آب به دلیل گسیختگی یا تشکیل جدید پیوندهای هیدروژنی گرما را جذب یا آزاد می کند.

به این ترتیب، نوسانات دما در داخل سلول کمتر از محیط می شود. گرمای زیاد تبخیر زمینه ساز مکانیسم کارآمد انتقال حرارت در گیاهان و حیوانات است.

آب به عنوان یک حلال در پدیده اسمز شرکت می کند که نقش مهمی در حیات سلول های بدن دارد. اسمز عبارت است از نفوذ مولکول های حلال از طریق یک غشای نیمه تراوا به محلول یک ماده.

غشاهای نیمه تراوا غشاهایی هستند که به مولکول های حلال اجازه عبور می دهند، اما به مولکول های املاح (یا یون ها) اجازه عبور نمی دهند. بنابراین اسمز انتشار یک طرفه مولکول های آب در جهت محلول است.

نمک های معدنی.

بیشتر مواد معدنی موجود در سلول ها به شکل نمک در حالت تفکیک یا جامد هستند.

غلظت کاتیون ها و آنیون ها در سلول و محیط آن یکسان نیست. فشار اسمزی در سلول و خواص بافری آن تا حد زیادی به غلظت نمک ها بستگی دارد.

بافر توانایی یک سلول برای حفظ واکنش کمی قلیایی محتویات آن در یک سطح ثابت است. محتوای نمک های معدنی در سلول به صورت کاتیون های (K+، Na+، Ca2+، Mg2+) و آنیون ها (--HPO|~، - H 2PC>4، -SG، -NSS*z). تعادل محتوای کاتیون ها و آنیون ها در سلول، اطمینان از ثبات محیط داخلی بدن. مثال: در سلول محیط کمی قلیایی است، در داخل سلول غلظت یون K+ و در محیط اطراف سلول غلظت یون Na+ زیاد است. مشارکت نمک های معدنی در متابولیسم

3 . در بارهمتابولیسم و انرژی در سلول

متابولیسم انرژی در سلول

آدنوزین تری فسفات (خلاصه. ATP، انگلیسی آسیا و اقیانوسیه) - نوکلئوتید، نقش بسیار مهمی در تبادل انرژی و مواد در موجودات دارد. اول از همه، این ترکیب به عنوان یک منبع جهانی انرژی برای تمام فرآیندهای بیوشیمیایی که در سیستم های زنده رخ می دهد، شناخته می شود.

ATP انرژی را برای تمام عملکردهای سلول فراهم می کند: کار مکانیکی، بیوسنتز، تقسیم، و غیره. به طور متوسط، محتوای ATP در یک سلول حدود 0.05٪ جرم آن است، اما در سلول هایی که هزینه ATP بالا است (به عنوان مثال، در سلول های کبدی). ، عضلات مخطط عرضی)، محتوای آن می تواند تا 0.5٪ برسد. سنتز ATP در سلول ها عمدتا در میتوکندری اتفاق می افتد. همانطور که به یاد دارید (نگاه کنید به 1.7)، لازم است 40 کیلوژول برای سنتز 1 مول ATP از ADP صرف شود.

متابولیسم انرژی در سلول به سه مرحله تقسیم می شود.

مرحله اول مقدماتی است.

در طی این فرآیند، مولکول های پلیمری غذایی بزرگ به قطعات کوچکتر تجزیه می شوند. پلی ساکاریدها به دی و مونوساکاریدها، پروتئین ها به اسیدهای آمینه، چربی ها به گلیسرول و اسیدهای چرب تجزیه می شوند. در طی این دگرگونی ها، انرژی کمی آزاد می شود، به صورت گرما دفع می شود و ATP تشکیل نمی شود.

مرحله دوم تجزیه مواد ناقص و بدون اکسیژن است.

در این مرحله، مواد تشکیل شده در مرحله آماده سازی در غیاب اکسیژن توسط آنزیم ها تجزیه می شوند.

بیایید با استفاده از مثال گلیکولیز - تجزیه آنزیمی گلوکز - به این مرحله نگاه کنیم. گلیکولیز در سلول های حیوانی و در برخی میکروارگانیسم ها رخ می دهد. در مجموع، این فرآیند را می توان به صورت معادله زیر نشان داد:

C 6H 12O 6 + 2H 3P 04 + 2ADP > 2C 3H 603 + 2ATP + 2H 2O

بنابراین، در طی گلیکولیز، دو مولکول پیروویک اسید سه کربنه (C 3H 4O 3) از یک مولکول گلوکز تشکیل می شود که در بسیاری از سلول ها، به عنوان مثال، سلول های ماهیچه ای، به اسید لاکتیک تبدیل می شود (C 3H 6O 3). و انرژی آزاد شده در این حالت برای تبدیل دو مولکول ADP به دو مولکول ATP کافی است.

علیرغم سادگی ظاهری، گلیکولیز یک فرآیند چند مرحله ای است که بیش از ده مرحله دارد و توسط آنزیم های مختلف کاتالیز می شود. تنها 40 درصد از انرژی آزاد شده توسط سلول به شکل ATP ذخیره می شود و 60 درصد باقی مانده به صورت گرما دفع می شود. با توجه به مراحل متعدد گلیکولیز، بخش‌های کوچک گرمای آزاد شده زمان لازم برای گرم کردن سلول را تا حد خطرناکی ندارند.

گلیکولیز در سیتوپلاسم سلول ها اتفاق می افتد.

در اکثر سلول های گیاهی و برخی قارچ ها، مرحله دوم متابولیسم انرژی با تخمیر الکلی نشان داده می شود:

C 6H 12O 6 + 2H 3PO 4 + 2ADP>2C 2H 5OH + 2C 02 + 2ATP + 2H2O

محصولات اولیه تخمیر الکلی مانند گلیکولیز است، اما نتیجه آن تشکیل الکل اتیلیک، دی اکسید کربن، آب و دو مولکول ATP است. میکروارگانیسم‌هایی وجود دارند که گلوکز را به استون، اسید استیک و سایر مواد تجزیه می‌کنند، اما در هر صورت، "کسب انرژی" سلول دو مولکول ATP است.

مرحله سوم متابولیسم انرژی، تجزیه کامل اکسیژن یا تنفس سلولی است.

در این حالت، مواد تشکیل شده در مرحله دوم به محصولات نهایی - CO 2 و H 2O - از بین می روند. این مرحله را می توان به صورت زیر تصور کرد:

2C 3H 6O 3 + 6O 2 + 36H 3PO 4 + 36 ADP > 6CO 2 + 42 H 2O + 36ATP.

بنابراین، اکسیداسیون دو مولکول اسید سه کربنه، که در طی تجزیه آنزیمی گلوکز به CO 2 و H 2O تشکیل می شود، منجر به آزاد شدن مقدار زیادی انرژی می شود که برای تشکیل 36 مولکول ATP کافی است.

تنفس سلولی در کریستای میتوکندری اتفاق می افتد. راندمان این فرآیند بیشتر از گلیکولیز است و تقریباً 55 درصد است. در نتیجه تجزیه کامل یک مولکول گلوکز، 38 مولکول ATP تشکیل می شود.

برای به دست آوردن انرژی در سلول ها، علاوه بر گلوکز، می توان از مواد دیگری نیز استفاده کرد: لیپیدها، پروتئین ها. با این حال، نقش اصلی در متابولیسم انرژی در بیشتر موجودات به قندها تعلق دارد.

4 . پغذاسلول ها. فتوسنتز و شیمی سنتز

تغذیه سلولی در نتیجه تعدادی از واکنش های شیمیایی پیچیده اتفاق می افتد که طی آن موادی که از محیط خارجی وارد سلول می شوند (دی اکسید کربن، نمک های معدنی، آب) به شکل پروتئین، قند، چربی وارد بدن خود سلول می شوند. ، روغن ها، ترکیبات نیتروژن و فسفر.

همه موجودات زنده‌ای که روی زمین زندگی می‌کنند را می‌توان با توجه به اینکه چگونه مواد آلی مورد نیاز خود را به دست می‌آورند به دو گروه تقسیم کرد.

گروه اول - اتوتروف هاکه از یونانی ترجمه شده به معنای "خود تغذیه" است. آنها قادرند به طور مستقل تمام مواد آلی مورد نیاز خود را برای ساخت سلول ها و فرآیندهای حیاتی از مواد معدنی - آب، دی اکسید کربن و غیره ایجاد کنند. آنها برای چنین دگرگونی های پیچیده ای انرژی دریافت می کنند یا از نور خورشید و فتوتروف نامیده می شوند یا از انرژی تبدیل های شیمیایی ترکیبات معدنی که در این صورت به آنها کموتروف می گویند. اما هر دو موجودات نوروتروف و کموتروف به مواد آلی از خارج نیاز ندارند. اتوتروف ها شامل تمام گیاهان سبز و بسیاری از باکتری ها می شود.

روشی اساساً متفاوت برای به دست آوردن ترکیبات آلی لازم از هتروتروف ها. هتروتروف ها نمی توانند به طور مستقل چنین موادی را از ترکیبات معدنی سنتز کنند و نیاز به جذب مداوم مواد آلی آماده از خارج دارند. سپس مولکول‌های به‌دست‌آمده از خارج را مطابق با نیازهایشان «بازآرایی» می‌کنند.

موجودات هتروتروفبه طور مستقیم به محصولات فتوسنتز تولید شده توسط گیاهان سبز وابسته هستند. به عنوان مثال، با خوردن کلم یا سیب زمینی، موادی را دریافت می کنیم که در سلول های گیاهی با استفاده از انرژی نور خورشید سنتز می شوند. اگر گوشت حیوانات اهلی را بخوریم، پس باید به یاد داشته باشیم که این حیوانات غذاهای گیاهی می خورند: علف، غلات و غیره. بنابراین، گوشت آنها از مولکول های به دست آمده از غذاهای گیاهی ساخته می شود.

هتروتروف ها شامل قارچ ها، حیوانات و بسیاری از باکتری ها هستند. برخی از سلول های گیاه سبز نیز هتروتروف هستند: سلول های کامبیوم و ریشه. واقعیت این است که سلول های این قسمت های گیاه قابلیت فتوسنتز را ندارند و از مواد آلی سنتز شده توسط قسمت های سبز گیاه تغذیه می شوند.

تغذیه سلولی: لیزوزوم ها و هضم درون سلولی

لیزوزوم ها که تعداد آنها در یک سلول به چند صد می رسد، یک فضای معمولی را تشکیل می دهند.

لیزوزوم ها در اشکال و اندازه های مختلف وجود دارند. ساختار داخلی آنها به ویژه متنوع است. این تنوع در اصطلاحات مورفولوژیکی منعکس شده است. اصطلاحات زیادی برای ذراتی که ما اکنون به عنوان لیزوزوم می شناسیم وجود دارد. از جمله آنها: اجسام متراکم، اجسام باقیمانده، سیتوزوم ها، سیتوزگرزوماها و بسیاری دیگر.

از دیدگاه شیمیایی، هضم غذا به معنای قرار دادن آن در معرض هیدرولیز است، یعنی. استفاده از آب برای شکستن پیوندهای مختلف که از طریق آن بلوک های سازنده ماکرومولکول های طبیعی به هم متصل می شوند. به عنوان مثال، پیوندهای پپتیدی که اسیدهای آمینه را در پروتئین ها به هم متصل می کنند، پیوندهای گلیکولیتیکی که قندها را در پلی ساکاریدها به هم متصل می کنند و پیوندهای استری بین اسیدها و الکل ها. در بیشتر موارد، این پیوندها بسیار پایدار هستند و فقط در شرایط شدید دما و pH (اسیدی یا قلیایی) شکسته می شوند.

موجودات زنده قادر به ایجاد یا تحمل چنین شرایطی نیستند، با این حال غذا را بدون مشکل هضم می کنند. و آنها این کار را با کمک کاتالیزورهای ویژه - آنزیم های هیدرولیتیک یا هیدرولازها که در دستگاه گوارش ترشح می شوند، انجام می دهند. هیدرولازها کاتالیزورهای خاصی هستند. هر یک از آنها فقط یک نوع پیوند شیمیایی کاملاً تعریف شده را می شکند. از آنجایی که غذا معمولاً از اجزای بسیاری با پیوندهای شیمیایی متنوع تشکیل شده است، هضم به مشارکت هماهنگ یا متوالی همزمان آنزیم های مختلف نیاز دارد. در واقع، شیره های گوارشی ترشح شده در دستگاه گوارش حاوی تعداد زیادی هیدرولاز مختلف است که به بدن انسان اجازه می دهد تا بسیاری از غذاهای پیچیده با منشاء گیاهی و حیوانی را جذب کند. اما این توانایی محدود است و بدن انسان قادر به هضم سلولز نیست.

این مقررات اساسی اساساً در مورد لیزوزوم ها اعمال می شود. در هر لیزوزوم ما مجموعه کاملی از هیدرولازهای مختلف را می یابیم - بیش از 50 گونه شناسایی شده است - که با هم قادر به هضم کامل یا تقریباً کامل بسیاری از مواد طبیعی اصلی از جمله پروتئین ها، پلی ساکاریدها، اسیدهای نوکلئیک، ترکیبات و مشتقات آنها هستند. با این حال، مانند دستگاه گوارش انسان، لیزوزوم ها با محدودیت هایی در ظرفیت گوارشی خود مشخص می شوند.

در روده، محصولات نهایی هضم (هضم شده) در نتیجه جذب روده "پاکسازی" می شوند: آنها توسط سلول های مخاطی، معمولاً با کمک پمپ های فعال، خارج می شوند و وارد جریان خون می شوند. چیزی مشابه در لیزوزوم ها اتفاق می افتد.

مولکول‌های کوچک مختلفی که در طول هضم تشکیل می‌شوند از طریق غشای لیزوزومی به سیتوپلاسم منتقل می‌شوند و در آنجا توسط سیستم‌های متابولیک سلول مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اما گاهی هضم صورت نمی گیرد و یا ناقص است و به مرحله ای نمی رسد که بتوان فرآورده های آن را تصفیه کرد. در اکثر موجودات ساده و بی مهرگان پایین تر، چنین شرایطی عواقب خاصی ایجاد نمی کند، زیرا سلول های آنها این توانایی را دارند که از شر محتویات لیزوزوم های قدیمی خود خلاص شوند و به سادگی آنها را به محیط پرتاب کنند.

در حیوانات بالاتر، بسیاری از سلول ها قادر به تخلیه لیزوزوم های خود به این روش نیستند. آنها در حالت یبوست مزمن هستند. این کمبود جدی است که زمینه ساز بسیاری از شرایط پاتولوژیک مرتبط با اضافه بار لیزوزوم است. سوء هاضمه، اسیدیته بیش از حد، یبوست و سایر اختلالات گوارشی.

تغذیه آفتوتروفیک

زندگی روی زمین به موجودات اتوتروف بستگی دارد. تقریباً تمام مواد آلی مورد نیاز سلول های زنده از طریق فرآیند فتوسنتز تولید می شوند.

فتوسنتز(از عکس یونانی - نور و سنتز - اتصال، ترکیب) - تبدیل توسط گیاهان سبز و میکروارگانیسم های فتوسنتزی مواد معدنی (آب و دی اکسید کربن) به مواد آلی در اثر انرژی خورشیدی که به انرژی پیوندهای شیمیایی در مولکول های مواد آلی

مراحل فتوسنتز

در طی فرآیند فتوسنتز، آب کم انرژی و دی اکسید کربن به ماده آلی انرژی بر - گلوکز تبدیل می شود. در این صورت انرژی خورشیدی در پیوندهای شیمیایی این ماده انباشته می شود. علاوه بر این، در طول فرآیند فتوسنتز، اکسیژن در جو آزاد می شود که توسط موجودات برای تنفس استفاده می شود.

اکنون مشخص شده است که فتوسنتز در دو مرحله - روشن و تاریک اتفاق می افتد.

در طول فاز نور، به دلیل انرژی خورشیدی، مولکول های کلروفیل برانگیخته شده و ATP سنتز می شود.

همزمان با این واکنش، آب (H20) تحت تأثیر نور تجزیه می شود و اکسیژن آزاد آزاد می کند (02). این فرآیند فوتولیز (از عکسهای یونانی - نور و لیز - انحلال) نامیده شد. یون های هیدروژن حاصل به یک ماده خاص - انتقال دهنده یون هیدروژن (NADP) متصل می شوند و در فاز بعدی استفاده می شوند.

وجود نور برای انجام واکنش های فاز تمپو ضروری نیست. منبع انرژی در اینجا مولکول های ATP هستند که در فاز نور سنتز می شوند. در فاز تمپو، دی اکسید کربن از هوا جذب می شود، کاهش آن با یون های هیدروژن و تشکیل گلوکز به دلیل استفاده از انرژی ATP است.

تاثیر شرایط محیطی بر فتوسنتز

فتوسنتز فقط از ۱ درصد انرژی خورشیدی که روی برگ می افتد استفاده می کند. فتوسنتز به تعدادی از شرایط محیطی بستگی دارد. اولاً، این فرآیند به شدت تحت تأثیر پرتوهای قرمز طیف خورشیدی رخ می دهد (شکل 58). شدت فتوسنتز با مقدار اکسیژن آزاد شده تعیین می شود که آب را از سیلندر جابجا می کند. سرعت فتوسنتز نیز به درجه روشنایی گیاه بستگی دارد. افزایش ساعات نور روز منجر به افزایش بهره وری فتوسنتز می شود، یعنی مقدار مواد آلی تولید شده توسط گیاه.

معنی فتوسنتز

محصولات فتوسنتز مورد استفاده قرار می گیرند:

· ارگانیسم ها به عنوان مواد مغذی، منبع انرژی و اکسیژن برای فرآیندهای حیاتی.

· در تولید غذای انسانی؛

· به عنوان مصالح ساختمانی برای ساخت و ساز مسکن، در تولید مبلمان و غیره.

بشریت وجود خود را مدیون فتوسنتز است.

تمام ذخایر سوخت روی زمین محصولاتی هستند که در نتیجه فتوسنتز به وجود آمده اند. با استفاده از زغال سنگ و چوب، انرژی را به دست می آوریم که در طی فتوسنتز در مواد آلی ذخیره شده بود. در همان زمان، اکسیژن در جو آزاد می شود.

دانشمندان تخمین می زنند که بدون فتوسنتز، کل ذخایر اکسیژن در 3000 سال تمام می شود.

شیمی سنتز.

علاوه بر فتوسنتز، روش شناخته شده دیگری برای به دست آوردن انرژی و سنتز مواد آلی از غیر آلی وجود دارد. برخی از باکتری ها قادر به استخراج انرژی با اکسید کردن مواد معدنی مختلف هستند. آنها برای ایجاد مواد آلی نیازی به نور ندارند. فرآیند سنتز مواد آلی از غیر آلی، که به لطف انرژی اکسیداسیون مواد معدنی انجام می شود، کموسنتز نامیده می شود (از شیمی لاتین - شیمی و سنتز یونانی - اتصال، ترکیب).

باکتری های شیمیایی شیمیایی توسط دانشمند روسی S.N. وینوگرادسکی. بسته به اکسیداسیون کدام ماده انرژی آزاد می کند، باکتری های آهن شیمیایی، باکتری های گوگرد و ازتوباکتری ها متمایز می شوند.

5 . جیژنتیکیکد نشانه سنتز پروتئین در سلول

کد ژنتیکی- یک سیستم یکپارچه برای ثبت اطلاعات ارثی در مولکول های اسید نوکلئیک در قالب یک توالی نوکلئوتیدی. کد ژنتیکی مبتنی بر استفاده از الفبای متشکل از چهار حرف نوکلئوتید است که با پایه های نیتروژنی متمایز می شوند: A، T، G، C.

خواص اصلی کد ژنتیکی به شرح زیر است:

1. کد ژنتیکی سه گانه است. سه گانه (کدون) دنباله ای از سه نوکلئوتید است که یک اسید آمینه را کد می کند. از آنجایی که پروتئین ها حاوی 20 اسید آمینه هستند، بدیهی است که هر یک از آنها نمی توانند توسط یک نوکلئوتید رمزگذاری شوند (از آنجایی که تنها چهار نوع نوکلئوتید در DNA وجود دارد، در این مورد 16 اسید آمینه رمزگذاری نشده باقی می مانند). دو نوکلئوتید نیز برای رمزگذاری اسیدهای آمینه کافی نیستند، زیرا در این حالت فقط 16 اسید آمینه می توانند رمزگذاری شوند. این بدان معناست که کمترین تعداد نوکلئوتیدهایی که یک اسید آمینه را کد می کنند، سه عدد است. (در این حالت تعداد سه قلوهای نوکلئوتیدی ممکن 43 = 64 است).

2. افزونگی (انحطاط) کد پیامد ماهیت سه گانه آن است و به این معنی است که یک اسید آمینه می تواند توسط چندین سه گانه رمزگذاری شود (از آنجایی که 20 اسید آمینه و 64 سه قلو وجود دارد). استثناها متیونین و تریپتوفان هستند که تنها توسط یک سه قلو کدگذاری می شوند. علاوه بر این، برخی از سه قلوها عملکردهای خاصی را انجام می دهند.

بنابراین، در مولکول mRNA، سه مورد از آنها UAA، UAG، UGA کدون های توقف هستند، یعنی سیگنال های توقفی که سنتز زنجیره پلی پپتیدی را متوقف می کنند. سه گانه مربوط به متیونین (AUG) که در ابتدای زنجیره DNA قرار دارد، یک اسید آمینه را کد نمی کند، اما عملکرد شروع خواندن (هیجان انگیز) را انجام می دهد.

3. همراه با افزونگی، کد با خاصیت عدم ابهام مشخص می شود، به این معنی که هر کدون تنها با یک اسید آمینه خاص مطابقت دارد.

4. کد هم خطی است، یعنی. توالی نوکلئوتیدها در یک ژن دقیقاً با توالی اسیدهای آمینه موجود در یک پروتئین مطابقت دارد.

5. کد ژنتیکی غیر همپوشانی و فشرده است، یعنی حاوی «علائم نگارشی» نیست. این بدان معنی است که فرآیند خواندن امکان همپوشانی ستون ها (سه گانه) را فراهم نمی کند، و با شروع از یک کدون خاص، خواندن به طور مداوم، سه تایی پس از سه تایی، تا سیگنال های توقف (کدون های پایان) ادامه می یابد. به عنوان مثال، در mRNA توالی زیر از بازهای نیتروژنی AUGGGUGTSUAUAUGUG فقط توسط سه قلو خوانده می شود: AUG، GUG، TSUU، AAU، GUG، و نه AUG، UGG، GGU، GUG، و غیره یا AUG، GGU، UGC، CUU. و غیره و غیره یا به روش دیگری (مثلاً کدون AUG، علامت نگارشی G، کدون UGC، علامت نگارشی U و غیره).

6. کد ژنتیکی جهانی است، یعنی ژن های هسته ای همه موجودات، بدون توجه به سطح سازماندهی و موقعیت سیستماتیک این موجودات، اطلاعات مربوط به پروتئین ها را به یک شکل رمزگذاری می کنند.

سنتز پروتئین در سلول

بیوسنتز پروتئین در هر سلول زنده اتفاق می افتد. در سلول‌های در حال رشد جوان، جایی که پروتئین‌ها برای ساخت اندامک‌هایشان سنتز می‌شوند، و همچنین در سلول‌های ترشحی، جایی که پروتئین‌های آنزیمی و پروتئین‌های هورمونی سنتز می‌شوند، بیشتر فعال است.

نقش اصلی در تعیین ساختار پروتئین ها متعلق به DNA است. قطعه ای از DNA حاوی اطلاعاتی در مورد ساختار یک پروتئین، ژن نامیده می شود. یک مولکول DNA حاوی چند صد ژن است. مولکول DNA حاوی کدی برای توالی اسیدهای آمینه در یک پروتئین به شکل نوکلئوتیدهای منطبق خاص است. کد DNA تقریباً به طور کامل رمزگشایی شد. ماهیت آن به شرح زیر است. هر اسید آمینه مربوط به بخشی از یک زنجیره DNA است که از سه نوکلئوتید مجاور تشکیل شده است.

به عنوان مثال، بخش T--T--T مربوط به اسید آمینه لیزین، بخش A--C--A - سیستین، C--A--A - والین و غیره است. 20 اسید آمینه مختلف وجود دارد. تعداد ترکیبات ممکن از 4 نوکلئوتید 3 هر کدام برابر با 64 است.

سنتز پروتئین یک فرآیند پیچیده چند مرحله ای است که نشان دهنده زنجیره ای از واکنش های مصنوعی است که طبق اصل سنتز ماتریس انجام می شود.

از آنجایی که DNA در هسته سلول قرار دارد و سنتز پروتئین در سیتوپلاسم اتفاق می افتد، واسطه ای وجود دارد که اطلاعات را از DNA به ریبوزوم ها منتقل می کند. این پیام رسان mRNA است. :

در بیوسنتز پروتئین، مراحل زیر مشخص می شود که در قسمت های مختلف سلول اتفاق می افتد:

1. مرحله اول - سنتز mRNA در هسته اتفاق می افتد که طی آن اطلاعات موجود در ژن DNA به mRNA رونویسی می شود. این فرآیند رونویسی نامیده می شود (از لاتین "رونویسی" - بازنویسی).

2. در مرحله دوم، اسیدهای آمینه با مولکول های tRNA ترکیب می شوند که به طور متوالی از سه نوکلئوتید - آنتی کدون تشکیل شده است که با کمک آنها کدون سه گانه آنها تعیین می شود.

3. مرحله سوم فرآیند سنتز مستقیم پیوندهای پلی پپتیدی است که ترجمه نامیده می شود. در ریبوزوم ها رخ می دهد.

4. در مرحله چهارم، تشکیل ساختار ثانویه و سوم پروتئین، یعنی تشکیل ساختار نهایی پروتئین رخ می دهد.

بنابراین، در فرآیند بیوسنتز پروتئین، مولکول های پروتئین جدید مطابق با اطلاعات دقیق موجود در DNA تشکیل می شوند. این فرآیند تجدید پروتئین ها، فرآیندهای متابولیک، رشد و توسعه سلولی، یعنی تمام فرآیندهای زندگی سلول را تضمین می کند.

کروموزوم ها (از یونانی "chroma" - رنگ، "soma" - بدن) - ساختارهای بسیار مهم هسته سلول. آنها نقش اصلی را در فرآیند تقسیم سلولی ایفا می کنند و از انتقال اطلاعات ارثی از نسلی به نسل دیگر اطمینان می دهند. آنها رشته های نازکی از DNA هستند که به پروتئین ها مرتبط هستند. رشته ها نامیده می شوند کروماتیدها متشکل از DNA، پروتئین های بازی (هیستون ها) و پروتئین های اسیدی.

در یک سلول غیرقابل تقسیم، کروموزوم ها کل حجم هسته را پر می کنند و زیر میکروسکوپ قابل مشاهده نیستند. قبل از شروع تقسیم، مارپیچی شدن DNA اتفاق می افتد و هر کروموزوم زیر میکروسکوپ قابل مشاهده می شود.

در طول مارپیچ شدن، کروموزوم ها ده ها هزار بار کوتاه می شوند. در این حالت، کروموزوم ها شبیه دو رشته یکسان (کروماتید) هستند که در کنار یکدیگر قرار گرفته اند که توسط یک بخش مشترک - سانترومر به هم متصل شده اند.

هر ارگانیسم با تعداد و ساختار ثابت کروموزوم مشخص می شود. در سلول های سوماتیک، کروموزوم ها همیشه جفت هستند، یعنی در هسته دو کروموزوم یکسان وجود دارد که یک جفت را تشکیل می دهند. این گونه کروموزوم ها همولوگ و مجموعه های جفت کروموزوم در سلول های سوماتیک دیپلوئید نامیده می شوند.

بنابراین، مجموعه دیپلوئید کروموزوم ها در انسان از 46 کروموزوم تشکیل شده است که 23 جفت را تشکیل می دهند. هر جفت از دو کروموزوم یکسان (همولوگ) تشکیل شده است.

ویژگی های ساختاری کروموزوم ها این امکان را فراهم می کند که آنها را به 7 گروه متمایز کنیم که با حروف لاتین A، B، C، D، E، F، G مشخص می شوند. همه جفت کروموزوم ها دارای شماره سریال هستند.

مردان و زنان دارای 22 جفت کروموزوم یکسان هستند. آنها اتوزوم نامیده می شوند. یک مرد و یک زن در یک جفت کروموزوم که کروموزوم جنسی نامیده می شود با هم تفاوت دارند. آنها با حروف مشخص می شوند - X بزرگ (گروه C) و Y کوچک (گروه C). در بدن زن 22 جفت اتوزوم و یک جفت (XX) کروموزوم جنسی وجود دارد. مردان دارای 22 جفت اتوزوم و یک جفت (XY) کروموزوم جنسی هستند.

برخلاف سلول های سوماتیک، سلول های زایا حاوی نیمی از مجموعه کروموزوم ها هستند، یعنی از هر جفت یک کروموزوم دارند! این مجموعه هاپلوئید نامیده می شود. مجموعه کروموزوم هاپلوئید در طول بلوغ سلولی ایجاد می شود.

6 . آرتنظیم رونویسی و ترجمه در سلول وبدن

اپرون و رپرسور.

مشخص است که مجموعه کروموزوم ها، یعنی مجموعه مولکول های DNA، در تمام سلول های یک موجود زنده یکسان است.

در نتیجه، هر سلول بدن قادر به سنتز هر مقدار از هر پروتئین مشخصه یک موجود زنده است. خوشبختانه، این هرگز اتفاق نمی افتد، زیرا سلول های یک بافت خاص باید مجموعه خاصی از پروتئین های لازم را برای انجام عملکرد خود در یک ارگانیسم چند سلولی داشته باشند و به هیچ وجه پروتئین های "خارجی" را که مشخصه سلول های بافت های دیگر است سنتز نکنند.

به عنوان مثال، در سلول های ریشه، سنتز هورمون های گیاهی، و در سلول های برگ - آنزیم ها برای اطمینان از فتوسنتز ضروری است. چرا همه پروتئین‌ها که اطلاعات مربوط به آن‌ها در کروموزوم‌های آن موجود است، به طور همزمان در یک سلول سنتز نمی‌شوند؟

چنین مکانیسم هایی در سلول های پروکاریوتی بهتر مورد مطالعه قرار می گیرند. با وجود این واقعیت که پروکاریوت ها موجودات تک سلولی هستند، رونویسی و ترجمه آنها نیز تنظیم می شود، زیرا در یک نقطه از زمان ممکن است یک سلول به پروتئین خاصی نیاز داشته باشد و در لحظه ای دیگر همان پروتئین ممکن است برای آن مضر باشد.

واحد ژنتیکی مکانیسم تنظیم سنتز پروتئین را باید یک اپرون در نظر گرفت که شامل یک یا چند ژن ساختاری است، به عنوان مثال، ژن هایی که اطلاعات مربوط به ساختار mRNA را حمل می کنند، که به نوبه خود حامل اطلاعاتی در مورد ساختار پروتئین است. قبل از این ژن ها، در ابتدای اپرون، یک پروموتر وجود دارد - یک "محل فرود" برای آنزیم RNA پلیمراز. بین پروموتر و ژن های ساختاری در اپرون بخشی از DNA به نام اپراتور وجود دارد. اگر یک پروتئین خاص، یک رپرسور، با اپراتور همراه باشد، RNA پلیمراز نمی تواند سنتز mRNA را آغاز کند.

مکانیسم تنظیم سنتز پروتئین در یوکاریوت ها

تنظیم عملکرد ژن در یوکاریوت ها، به خصوص اگر در مورد یک ارگانیسم چند سلولی صحبت کنیم، بسیار پیچیده تر است. اولاً، پروتئین‌های لازم برای ارائه هر عملکردی را می‌توان در ژن‌های کروموزوم‌های مختلف رمزگذاری کرد (به یاد بیاورید که در پروکاریوت‌ها، DNA در سلول توسط یک مولکول منفرد نشان داده می‌شود). ثانیاً، در یوکاریوت‌ها، خود ژن‌ها پیچیده‌تر از پروکاریوت‌ها هستند. آنها دارای مناطق "بی صدا" هستند که mRNA از آنها خوانده نمی شود، اما قادر به تنظیم عملکرد بخش های DNA مجاور هستند. ثالثاً، در یک ارگانیسم چند سلولی لازم است که دقیقاً کار ژن ها در سلول های بافت های مختلف تنظیم و هماهنگ شود.

این هماهنگی در سطح کل ارگانیسم و عمدتاً با کمک هورمون ها انجام می شود. آنها هم در سلول های غدد درون ریز و هم در سلول های بسیاری از بافت های دیگر مانند بافت عصبی تولید می شوند. این هورمون ها به گیرنده های خاصی که روی غشای سلولی یا داخل سلول قرار دارند متصل می شوند. در نتیجه تعامل گیرنده با هورمون موجود در سلول، ژن های خاصی فعال یا برعکس سرکوب می شوند و سنتز پروتئین در یک سلول مشخص شخصیت آن را تغییر می دهد. به عنوان مثال، هورمون آدرنالین، تجزیه گلیکوژن به گلوکز را در سلول های ماهیچه ای فعال می کند که منجر به بهبود تامین انرژی این سلول ها می شود. برعکس، هورمون دیگری، انسولین که توسط پانکراس ترشح می شود، تشکیل گلیکوژن از گلوکز و ذخیره آن را در سلول های کبدی افزایش می دهد.

همچنین باید در نظر داشت که 99.9 درصد از DNA در همه افراد یکسان است و تنها 0.1 درصد باقیمانده شخصیت منحصر به فرد هر فرد را تعیین می کند: ظاهر، ویژگی های شخصیتی، متابولیسم، حساسیت به بیماری های خاص، واکنش فردی به داروها و موارد دیگر. بیشتر. .

می توان فرض کرد که برخی از ژن های "غیر عملکرد" در سلول های خاص از بین رفته و از بین می روند. با این حال، تعدادی از آزمایش ها ثابت کرده اند که این چنین نیست. از سلول روده بچه قورباغه، تحت شرایط خاصی می توان یک قورباغه کامل را رشد داد که تنها در صورتی امکان پذیر است که تمام اطلاعات ژنتیکی در هسته این سلول حفظ شود، اگرچه مقداری از آن به صورت پروتئین بیان نشده است. سلول بخشی از دیواره روده بود. در نتیجه، در هر سلول یک ارگانیسم چند سلولی، تنها بخشی از اطلاعات ژنتیکی موجود در DNA آن استفاده می‌شود، به این معنی که باید مکانیسم‌هایی وجود داشته باشد که کار یک ژن خاص را در سلول‌های مختلف «روشن» یا «خاموش کند».

طول کل مولکول های DNA موجود در 46 کروموزوم انسان تقریباً 2 متر است. اگر حروف الفبا با کد سه گانه ژنتیکی رمزگذاری می شدند، DNA یک سلول انسانی برای رمزگذاری 1000 جلد متن ضخیم کافی بود!

همه موجودات روی زمین از سلول تشکیل شده اند. موجودات تک سلولی و چند سلولی وجود دارد.

ارگانیسم‌هایی که سلول‌های هسته‌ای ندارند، پروکاریوت‌ها و آن‌هایی که هسته در سلول‌هایشان دارند، یوکاریوت نامیده می‌شوند. در خارج، هر سلول با یک غشای بیولوژیکی پوشیده شده است. در داخل سلول سیتوپلاسمی وجود دارد که هسته (در یوکاریوت ها) و سایر اندامک ها در آن قرار دارند. هسته با کاریوپلاسم پر شده است که کروماتین و هسته در آن قرار دارند. کروماتین DNA متصل به پروتئین است که در طی تقسیم سلولی کروموزوم ها را تشکیل می دهد.

مجموعه کروموزومی یک سلول، کاریوتایپ نامیده می شود.

در سیتوپلاسم سلول های یوکاریوتی یک اسکلت سلولی وجود دارد - یک سیستم پیچیده که عملکردهای پشتیبانی، حرکتی و حمل و نقل را انجام می دهد. مهم ترین اندامک های سلول: هسته، شبکه آندوپلاسمی، کمپلکس گلژی، ریبوزوم ها، میتوکندری ها، لیزوزوم ها، پلاستیدها. برخی از سلول ها اندامک های حرکتی دارند: تاژک، مژک.

تفاوت های ساختاری قابل توجهی بین سلول های پروکاریوتی و یوکاریوتی وجود دارد.

ویروس ها اشکال حیات غیر سلولی هستند.

برای عملکرد طبیعی یک سلول و کل ارگانیسم چند سلولی، یک محیط داخلی ثابت به نام هموستاز ضروری است.

هموستاز توسط واکنش های متابولیک حفظ می شود که به جذب (آنابولیسم) و غیر همسان سازی (کاتابولیسم) تقسیم می شود. تمام واکنش های متابولیک با مشارکت کاتالیزورهای بیولوژیکی - آنزیم ها رخ می دهد. هر آنزیم خاص است، یعنی در تنظیم فرآیندهای زندگی کاملاً تعریف شده شرکت می کند. بنابراین، بسیاری از آنزیم ها در هر سلول "کار" می کنند.

تمام هزینه های انرژی هر سلول توسط ماده انرژی جهانی - ATP تامین می شود. ATP از انرژی آزاد شده در طی اکسیداسیون مواد آلی تشکیل می شود. این فرآیند چند مرحله ای است و کارآمدترین تجزیه اکسیژن در میتوکندری اتفاق می افتد.

با توجه به روش به دست آوردن مواد آلی لازم برای زندگی، تمام سلول ها به اتوتروف و هتروتروف تقسیم می شوند. اتوتروف ها به دو دسته فتوسنتزی و کموسنتزی تقسیم می شوند و همه آنها قادرند به طور مستقل مواد آلی مورد نیاز خود را سنتز کنند. هتروتروف ها بیشتر ترکیبات آلی را از خارج به دست می آورند.

فتوسنتز مهمترین فرآیندی است که زمینه ساز پیدایش و وجود اکثریت قریب به اتفاق موجودات روی زمین است. در نتیجه فتوسنتز، ترکیبات آلی پیچیده با استفاده از انرژی تابش خورشیدی سنتز می شوند. به استثنای مواد شیمیایی، همه موجودات روی زمین به طور مستقیم یا غیرمستقیم به فتوسنتز وابسته هستند.

مهمترین فرآیندی که در همه سلول ها (به استثنای سلول هایی که در طول رشد DNA از دست داده اند) اتفاق می افتد سنتز پروتئین است. اطلاعات مربوط به توالی اسیدهای آمینه که ساختار اولیه پروتئین را تشکیل می دهند در توالی ترکیبات سه گانه نوکلئوتیدهای DNA موجود است. ژن بخشی از DNA است که اطلاعات مربوط به ساختار یک پروتئین را رمزگذاری می کند. رونویسی فرآیند سنتز mRNA است که توالی اسید آمینه یک پروتئین را کد می کند. mRNA از هسته (در یوکاریوت ها) به سیتوپلاسم می رود، جایی که تشکیل زنجیره اسید آمینه پروتئین در ریبوزوم ها اتفاق می افتد. این فرآیند ترجمه نامیده می شود. هر سلول حاوی ژن‌های زیادی است، اما سلول تنها از بخشی کاملاً تعریف‌شده از اطلاعات ژنتیکی استفاده می‌کند که با وجود مکانیسم‌های خاصی در ژن‌ها تضمین می‌شود که سنتز پروتئین خاصی را در سلول روشن یا خاموش می‌کنند.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. دارفسکی، I.S. اورلوف، N.L. حیوانات کمیاب و در حال انقراض. دوزیستان و خزندگان؛ م.: دبیرستان، 1988. - 463 ص.

2. لینه، کارل فلسفه گیاه شناسی; M.: Nauka، 1989. - 456 p.

3. Oparin، A.I. موضوع. زندگی هوش؛ M.: Nauka، 1977. - 208 p.

5. آتنبورو، دیوید لیوینگ سیاره; م.: میر، 1988. - 328 ص.

ارسال شده در Allbest.ru

...

اسناد مشابه

اندامک های اصلی سلول. سیتوپلاسم یک محیط نیمه مایع است که هسته سلول و تمام اندامک ها و ترکیبات آن در آن قرار دارند. طرح ساختار مجموعه گلژی. اندامک های حرکت گنجاندن (جلوفه و تاژک). شکل و اندازه هسته، عملکردهای اصلی آن.

ارائه، اضافه شده در 2014/11/13

یک طرح واحد برای ساختار سلول های بدن. ترتیب دقیق ساختار هسته و سیتوپلاسم. هسته سلول (مخزن تمام اطلاعات ژنتیکی). محتویات هسته سلول (کروماتین). دستگاه گلژی، شبکه آندوپلاسمی، ساختارهای سلولی.

چکیده، اضافه شده در 2009/07/28

جوهر اندامک ها، طبقه بندی اجزای سیتوپلاسمی بر اساس هدف عملکردی. ویژگی های متمایز سلول های گیاهی و جانوری، نقش هسته در عملکرد آنها. اندامک های اصلی سلول: کمپلکس گلژی، میتوکندری، لیزوزوم ها، پلاستیدها.

ارائه، اضافه شده در 12/27/2011

اهمیت تکاملی هسته سلول - جزئی از یک سلول یوکاریوتی حاوی اطلاعات ژنتیکی. ساختار هسته ای: کروماتین، هسته، کاریوپلاسم و پوشش هسته ای. توابع اصلی: ذخیره سازی، انتقال و اجرای اطلاعات ارثی.

ارائه، اضافه شده در 2014/02/21

علائم و سطوح سازماندهی موجودات زنده. سازمان شیمیایی سلول مواد معدنی، آلی و ویتامین ها. ساختار و عملکرد لیپیدها، کربوهیدرات ها و پروتئین ها. اسیدهای نوکلئیک و انواع آنها مولکول های DNA و RNA، ساختار و عملکرد آنها.

چکیده، اضافه شده در 2010/07/06

عناصر ساختار سلول و ویژگی های آنها. وظایف غشاء، هسته، سیتوپلاسم، مرکز سلول، ریبوزوم، شبکه آندوپلاسمی، کمپلکس گلژی، لیزوزوم، میتوکندری و پلاستیدها. تفاوت در ساختار سلولی نمایندگان پادشاهی های مختلف موجودات.

ارائه، اضافه شده در 2013/11/26

تاریخچه توسعه نظریه سلولی، تکامل آن. ساختار و عملکرد غشای سلولی، ویژگی های غشاء، سیتوپلاسم، هسته. نقش غشای پلاسمایی و دستگاه گلژی در زندگی سلول ها. ریبوزوم ها و میتوکندری ها، عملکرد و ترکیب آنها.

چکیده، اضافه شده در 1388/08/16

تاریخچه تحقیقات سلولی، مشهورترین آثار تمام دوران نوشته شده در مورد موضوع و دانش فعلی. ساختار اولیه یک سلول، اجزای اصلی آن و عملکرد آنها. سیتوپلاسم و اندامک های آن، هدف از مجموعه گلژی و اجزاء.

چکیده، اضافه شده در 10/07/2009

ساختار و عملکرد هسته سلول. شکل، ترکیب، ساختار آن. دئوکسی ریبونوکلئیک اسید حامل اطلاعات ارثی است. مکانیسم تکثیر DNA فرآیند بازیابی ساختار طبیعی DNA آسیب دیده در طول بیوسنتز طبیعی آن.

چکیده، اضافه شده در 2015/09/07

سیتوپلاسم بخشی ضروری از سلول است که بین غشای پلاسمایی و هسته محصور شده است. واکنش محیط و ویژگی های حرکت سیتوپلاسم. معنی، عملکرد و ساختار هیالوپلاسم. انواع و نقش اندامک های تک غشایی و دو غشایی یک سلول زنده.

آیا مقاله را دوست داشتید؟ به اشتراک بگذارید

این مقاله را چاپ کنید