Bunková štruktúra tela. Kompletné lekcie - Vedomostný hypermarket. Štruktúra a funkcie bunky Štruktúra a funkcie bunkových štruktúr

Rozdeľuje všetky bunky (resp živé organizmy) na dva typy: prokaryoty A eukaryoty. Prokaryoty sú bunky alebo organizmy bez jadra, medzi ktoré patria vírusy, prokaryotické baktérie a modrozelené riasy, v ktorých bunka pozostáva priamo z cytoplazmy, v ktorej sa nachádza jeden chromozóm - molekula DNA(niekedy RNA).

Eukaryotické bunky majú jadro obsahujúce nukleoproteíny (histónový proteín + komplex DNA), ako aj iné organoidy. Eukaryoty zahŕňajú väčšinu moderných jednobunkových a mnohobunkových živých organizmov známych vede (vrátane rastlín).

Štruktúra eukaryotických granoidov.

Názov organoidu

Organoidná štruktúra

Funkcie organoidov

Cytoplazma

Vnútorné prostredie bunky, v ktorom sa nachádza jadro a ostatné organely. Má polotekutú, jemnozrnnú štruktúru.
  1. Vykonáva transportnú funkciu.
  2. Reguluje rýchlosť metabolických biochemických procesov.
  3. Poskytuje interakciu medzi organelami.

Ribozómy

Malé organoidy guľovitého alebo elipsoidného tvaru s priemerom 15 až 30 nanometrov.

Zabezpečujú proces syntézy proteínových molekúl a ich zostavenie z aminokyselín.

Mitochondrie

Organely, ktoré majú širokú škálu tvarov – od guľovitých až po vláknité. Vo vnútri mitochondrií sú záhyby od 0,2 do 0,7 µm. Vonkajší obal mitochondrií má dvojmembránovú štruktúru. Vonkajšia membrána je hladká a na vnútornej sú výrastky v tvare kríža s respiračnými enzýmami.
  1. Enzýmy na membránach zabezpečujú syntézu ATP (kyselina adenozíntrifosforečná).
  2. Energetická funkcia. Mitochondrie poskytujú bunke energiu tým, že ju uvoľňujú počas rozkladu ATP.

Endoplazmatické retikulum (ER)

Systém membrán v cytoplazme, ktorý tvorí kanály a dutiny. Existujú dva typy: granulované, ktoré majú ribozómy, a hladké.
  1. Zabezpečuje procesy syntézy živín (bielkoviny, tuky, sacharidy).
  2. Proteíny sú syntetizované na granulovanom EPS, zatiaľ čo tuky a sacharidy sú syntetizované na hladkom EPS.
  3. Zabezpečuje cirkuláciu a dodávanie živín do bunky.

Plastidy(organely charakteristické iba pre rastlinné bunky) sú tri typy:

Dvojmembránové organely

Leukoplasty

Bezfarebné plastidy, ktoré sa nachádzajú v hľuzách, koreňoch a cibuľkách rastlín.

Sú dodatočným zásobníkom na ukladanie živín.

Chloroplasty

Organely sú oválneho tvaru a zelenej farby. Od cytoplazmy sú oddelené dvoma trojvrstvovými membránami. Chloroplasty obsahujú chlorofyl.

Premieňajú organické látky z anorganických pomocou slnečnej energie.

Chromoplasty

Organely žltej až hnedej farby, v ktorých sa hromadí karotén.

Podporte vzhľad žltých, oranžových a červených častí rastlín.

lyzozómy

Organely sú okrúhleho tvaru s priemerom asi 1 mikrón, na povrchu majú membránu a vo vnútri komplex enzýmov.

Funkcia trávenia. Trávia častice živín a eliminujú odumreté časti bunky.

Golgiho komplex

Môže mať rôzne tvary. Pozostáva z dutín ohraničených membránami. Z dutín sa rozprestierajú tubulárne útvary s bublinami na koncoch.
  1. Tvorí lyzozómy.
  2. Zhromažďuje a odstraňuje organické látky syntetizované v EPS.

Bunkové centrum

Skladá sa z centrosféry (hustá časť cytoplazmy) a centrioly – dvoch malých teliesok.

Vykonáva dôležitú funkciu pri delení buniek.

Bunkové inklúzie

Sacharidy, tuky a bielkoviny, ktoré sú nestálymi zložkami bunky.

Náhradné živiny, ktoré sa používajú na fungovanie buniek.

Organoidy pohybu

Bičíky a riasinky (výrastky a bunky), myofibrily (vláknité útvary) a pseudopódie (alebo pseudopódia).

Vykonávajú motorickú funkciu a tiež zabezpečujú proces svalovej kontrakcie.

Bunkové jadro je hlavná a najzložitejšia organela bunky, preto ju budeme uvažovať

To najcennejšie, čo človek má, je jeho vlastný život a život jeho blízkych. Najcennejšou vecou na Zemi je život vo všeobecnosti. A základom života, základom všetkých živých organizmov sú bunky. Môžeme povedať, že život na Zemi má bunkovú štruktúru. Preto je také dôležité vedieť ako sú bunky štruktúrované. Štruktúru buniek študuje cytológia – náuka o bunkách. Ale myšlienka buniek je nevyhnutná pre všetky biologické disciplíny.

Čo je bunka?

Definícia pojmu

Bunka je štrukturálna, funkčná a genetická jednotka všetkých živých vecí, obsahujúca dedičnú informáciu, pozostávajúca z membránovej membrány, cytoplazmy a organel, schopná udržiavania, výmeny, reprodukcie a vývoja. © Sazonov V.F., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015..

Táto definícia bunky, aj keď je stručná, je celkom úplná. Odráža 3 strany univerzálnosti bunky: 1) štrukturálnu, t.j. ako konštrukčný celok, 2) funkčný, t.j. ako jednotka aktivity, 3) genetická, t.j. ako jednotka dedičnosti a generačnej výmeny. Dôležitou charakteristikou bunky je prítomnosť dedičnej informácie v nej vo forme nukleovej kyseliny – DNA. Definícia tiež odráža najdôležitejšiu vlastnosť bunkovej štruktúry: prítomnosť vonkajšej membrány (plazmolemy), ktorá oddeľuje bunku a jej prostredie. A, nakoniec 4 najdôležitejšie znaky života: 1) udržiavanie homeostázy, t.j. stálosť vnútorného prostredia v podmienkach jeho neustálej obnovy, 2) výmena s vonkajším prostredím hmoty, energie a informácií, 3) schopnosť reprodukcie, t.j. k sebarozmnožovaniu, rozmnožovaniu, 4) schopnosti rozvíjať sa, t.j. k rastu, diferenciácii a morfogenéze.

Kratšia, ale neúplná definícia: Bunka je elementárna (najmenšia a najjednoduchšia) jednotka života.

Kompletnejšia definícia bunky:

Bunka je usporiadaný, štruktúrovaný systém biopolymérov ohraničených aktívnou membránou, tvoriacich cytoplazmu, jadro a organely. Tento biopolymérny systém sa podieľa na jedinom súbore metabolických, energetických a informačných procesov, ktoré udržujú a reprodukujú celý systém ako celok.

Textilné je súbor buniek podobných štruktúrou, funkciou a pôvodom, ktoré spoločne vykonávajú spoločné funkcie. U ľudí sa v štyroch hlavných skupinách tkanív (epiteliálne, spojivové, svalové a nervové) nachádza asi 200 rôznych typov špecializovaných buniek [Faler D.M., Shields D. Molecular biology of the cell: A guide for doctor. / Za. z angličtiny - M.: BINOM-Press, 2004. - 272 s.].

Tkanivá zase tvoria orgány a orgány orgánové sústavy.

Živý organizmus začína bunkou. Mimo bunky neexistuje život, mimo bunky je možná len dočasná existencia životných molekúl, napríklad vo forme vírusov. Ale pre aktívnu existenciu a rozmnožovanie aj vírusy potrebujú bunky, aj keď sú cudzie.

Bunková štruktúra

Na obrázku nižšie sú schémy štruktúry 6 biologických objektov. Analyzujte, ktoré z nich možno považovať za bunky a ktoré nie, podľa dvoch možností na definovanie pojmu „bunka“. Svoju odpoveď prezentujte vo forme tabuľky:

Bunková štruktúra pod elektrónovým mikroskopom


Membrána

Najdôležitejšou univerzálnou štruktúrou bunky je bunková membrána (synonymum: plazmaléma), pokrývajúci bunku vo forme tenkého filmu. Membrána reguluje vzťah medzi bunkou a jej prostredím, a to: 1) čiastočne oddeľuje obsah bunky od vonkajšieho prostredia, 2) spája obsah bunky s vonkajším prostredím.

Jadro

Druhou najdôležitejšou a univerzálnou bunkovou štruktúrou je jadro. Nie je prítomný vo všetkých bunkách, na rozdiel od bunkovej membrány, preto ho zaraďujeme na druhé miesto. Jadro obsahuje chromozómy obsahujúce dvojreťazce DNA (kyselina deoxyribonukleová). Úseky DNA sú templáty na konštrukciu messenger RNA, ktoré zase slúžia ako templáty na konštrukciu všetkých bunkových proteínov v cytoplazme. Jadro teda obsahuje akoby „plány“ štruktúry všetkých proteínov bunky.

Cytoplazma

Toto je polotekuté vnútorné prostredie bunky, rozdelené do kompartmentov intracelulárnymi membránami. Zvyčajne má cytoskelet na udržanie určitého tvaru a je v neustálom pohybe. Cytoplazma obsahuje organely a inklúzie.

Na tretie miesto môžeme dať všetky ostatné bunkové štruktúry, ktoré môžu mať vlastnú membránu a nazývajú sa organely.

Organely sú trvalé, nevyhnutne prítomné bunkové štruktúry, ktoré vykonávajú špecifické funkcie a majú špecifickú štruktúru. Na základe ich štruktúry možno organely rozdeliť do dvoch skupín: membránové organely, ktoré nevyhnutne zahŕňajú membrány, a nemembránové organely. Membránové organely môžu byť zasa jednomembránové – ak sú tvorené jednou membránou a dvojmembránové – ak je obal organel dvojitý a pozostáva z dvoch membrán.

Inklúzie

Inklúzie sú netrvalé štruktúry bunky, ktoré sa v nej objavujú a zanikajú počas procesu metabolizmu. Existujú 4 typy inklúzií: trofické (s prísunom živín), sekrečné (obsahujúce sekréty), vylučovacie (obsahujúce látky „na uvoľnenie“) a pigmentové (obsahujúce pigmenty – farbivá).

Bunkové štruktúry vrátane organel ( )

Inklúzie . Nie sú klasifikované ako organely. Inklúzie sú netrvalé štruktúry bunky, ktoré sa v nej objavujú a zanikajú počas procesu metabolizmu. Existujú 4 typy inklúzií: trofické (s prísunom živín), sekrečné (obsahujúce sekréty), vylučovacie (obsahujúce látky „na uvoľnenie“) a pigmentové (obsahujúce pigmenty – farbivá).

  1. (plazmolema).
  2. Jadro s jadierkom .
  3. Endoplazmatické retikulum : drsný (granulovaný) a hladký (agranulárny).
  4. Golgiho komplex (prístroj) .
  5. Mitochondrie .
  6. Ribozómy .
  7. lyzozómy . Lyzozómy (z gr. lýza – „rozklad, rozpúšťanie, rozpad“ a soma – „telo“) sú vezikuly s priemerom 200-400 mikrónov.
  8. Peroxizómy . Peroxizómy sú mikrotelieska (vezikuly) s priemerom 0,1-1,5 µm, obklopené membránou.
  9. Proteazómy . Proteazómy sú špeciálne organely na rozklad bielkovín.
  10. fagozómy .
  11. Mikrovlákna . Každé mikrovlákno je dvojitá špirála molekúl globulárneho aktínového proteínu. Preto obsah aktínu aj v nesvalových bunkách dosahuje 10% všetkých bielkovín.
  12. Medziľahlé vlákna . Sú súčasťou cytoskeletu. Sú hrubšie ako mikrofilamenty a majú tkanivovo špecifickú povahu:
  13. Mikrotubuly . Mikrotubuly tvoria v bunke hustú sieť. Stenu mikrotubulu tvorí jedna vrstva globulárnych podjednotiek proteínového tubulínu. Prierez ukazuje 13 z týchto podjednotiek tvoriacich kruh.
  14. Bunkové centrum .
  15. Plastidy .
  16. Vacuoly . Vakuoly sú jednomembránové organely. Sú to membránové „nádoby“, bubliny naplnené vodnými roztokmi organických a anorganických látok.
  17. Cilia a bičíky (špeciálne organely) . Skladajú sa z 2 častí: bazálneho telieska umiestneného v cytoplazme a axonémy – výrastku nad povrchom bunky, ktorý je zvonku pokrytý membránou. Zabezpečte pohyb bunky alebo pohyb prostredia nad bunkou.

Bunka pozostáva z: povrchového aparátu, cytoplazmy, jadra.

Povrchové zariadenie má: membránu, supramembránový komplex, submembránový komplex.

Podľa modelu fluidnej mozaiky membrána zahŕňa dvojitá vrstva molekuly lipidy, v ktorých sú zabudované molekuly bielkovín.

Supramembránový komplex - Glycocalyx obsahuje sacharidy a bielkoviny.

Submembránový komplex reprezentované mikrofibrilami a mikrotubulmi.

V cytoplazme sú: hyaloplazma, organely na všeobecné použitie, organely na špeciálne účely, inklúzie.

Hyaloplazmaje koloidný roztok s enzýmovými systémami.

Organely- životne dôležité časti bunky. Sú neustále prítomné v bunke, majú určitú štruktúru a vykonávajú určité funkcie.

Organely na všeobecné použitie: endoplazmatické retikulum: hladké, drsné; Golgiho komplex, mitochondrie, ribozómy, lyzozómy (primárne, sekundárne), bunkové centrum, plastidy (chloroplasty, chromoplasty, leukoplasty);

Organely na špeciálne účely: bičíky, mihalnice, myofibrily, neurofibrily; začlenenie(nestále zložky bunky): náhradné, sekrečné, špecifické.

Jadropozostáva zo škrupiny, jadierka, karyoplazmy, chromatínových štruktúr.

Ryža. 4.Štruktúra živočíšnej bunky a jej zložiek.

Tabuľka 1.Štruktúra a funkcie eukaryotickej bunky

Pokračovanie tabuľky. 1

Pokračovanie tabuľky. 1

Pokračovanie tabuľky. 1

Pokračovanie tabuľky. 1

Pokračovanie tabuľky. 1

Pokračovanie tabuľky. 1

Pokračovanie tabuľky. 1

Pokračovanie tabuľky. 1

Otázky na sebaovládanie

1. Čo je bunka?

2. Čo sú to bunkové organely?

3. Čo sú inklúzie?

4. Aké sú súčasti bunky?

5. Z čoho sa skladá bunkový povrchový aparát?

6. Akú štruktúru má bunková membrána?

7. Čo je súčasťou cytoplazmy?

8. Aké univerzálne organely sú prítomné v rastlinných a živočíšnych bunkách?

Bunky, ktoré tvoria tkanivá rastlín a živočíchov, sa výrazne líšia tvarom, veľkosťou a vnútornou štruktúrou. Všetky však vykazujú podobnosti v hlavných črtách životných procesov, metabolizmu, podráždenosti, rastu, vývoja a schopnosti meniť sa.

Biologické transformácie vyskytujúce sa v bunke sú neoddeliteľne spojené s tými štruktúrami živej bunky, ktoré sú zodpovedné za vykonávanie jednej alebo druhej funkcie. Takéto štruktúry sa nazývajú organely.

Bunky všetkých typov obsahujú tri hlavné, neoddeliteľne spojené komponenty:

  1. štruktúry, ktoré tvoria jej povrch: vonkajšia membrána bunky alebo bunková membrána alebo cytoplazmatická membrána;
  2. cytoplazma s celým komplexom špecializovaných štruktúr - organely (endoplazmatické retikulum, ribozómy, mitochondrie a plastidy, Golgiho komplex a lyzozómy, bunkové centrum), neustále prítomných v bunke, a dočasné útvary nazývané inklúzie;
  3. jadro - oddelené od cytoplazmy poréznou membránou a obsahuje jadrovú šťavu, chromatín a jadierko.

Bunková štruktúra

Povrchový aparát bunky (cytoplazmatická membrána) rastlín a živočíchov má niektoré vlastnosti.

U jednobunkových organizmov a leukocytov zabezpečuje vonkajšia membrána prenikanie iónov, vody a malých molekúl iných látok do bunky. Proces prenikania pevných častíc do bunky sa nazýva fagocytóza a vstup kvapôčok kvapalných látok sa nazýva pinocytóza.

Vonkajšia plazmatická membrána reguluje výmenu látok medzi bunkou a vonkajším prostredím.

Eukaryotické bunky obsahujú organely pokryté dvojitou membránou – mitochondrie a plastidy. Obsahujú vlastnú DNA a aparát syntetizujúci proteíny, rozmnožujú sa delením, to znamená, že majú v bunke určitú autonómiu. Okrem ATP sa v mitochondriách syntetizujú malé množstvá bielkovín. Plastidy sú charakteristické pre rastlinné bunky a rozmnožujú sa delením.

Štruktúra bunkovej membrány
Typy buniek Štruktúra a funkcie vonkajšej a vnútornej vrstvy bunkovej membrány
vonkajšia vrstva (chemické zloženie, funkcie)

vnútorná vrstva - plazmatická membrána
chemické zloženie funkcie
Rastlinné bunky Pozostáva z vlákniny. Táto vrstva slúži ako rám bunky a plní ochrannú funkciu. Dve vrstvy bielkovín, medzi nimi je vrstva lipidov Obmedzuje vnútorné prostredie bunky od vonkajšieho a zachováva tieto rozdiely
Živočíšne bunky Vonkajšia vrstva (glykokalyx) je veľmi tenká a elastická. Pozostáva z polysacharidov a bielkovín. Vykonáva ochrannú funkciu. To isté Špeciálne enzýmy plazmatickej membrány regulujú prienik mnohých iónov a molekúl do bunky a ich uvoľňovanie do vonkajšieho prostredia

Jednomembránové organely zahŕňajú endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, lyzozómy a rôzne typy vakuol.

Moderné výskumné nástroje umožnili biológom zistiť, že podľa štruktúry bunky by sa všetky živé bytosti mali rozdeliť na „nejadrové“ organizmy – prokaryoty a „jadrové“ – eukaryoty.

Prokaryotické baktérie a modrozelené riasy, ako aj vírusy, majú iba jeden chromozóm, reprezentovaný molekulou DNA (menej často RNA), umiestnenou priamo v cytoplazme bunky.

Štruktúra organel bunkovej cytoplazmy a ich funkcie
Hlavné organoidy Štruktúra Funkcie
Cytoplazma Vnútorné polotekuté médium jemnozrnnej štruktúry. Obsahuje jadro a organely
  1. Poskytuje interakciu medzi jadrom a organelami
  2. Reguluje rýchlosť biochemických procesov
  3. Vykonáva transportnú funkciu
ER - endoplazmatické retikulum Membránový systém v cytoplazme", ktorý tvorí kanály a väčšie dutiny; EPS je 2 typov: zrnitý (drsný), na ktorom je umiestnených veľa ribozómov, a hladký
  1. Vykonáva reakcie spojené so syntézou bielkovín, sacharidov, tukov
  2. Podporuje transport a cirkuláciu živín v bunke
  3. Proteín je syntetizovaný na granulovanom EPS, sacharidy a tuky sú syntetizované na hladkom EPS.
Ribozómy Malé telá s priemerom 15-20 mm Vykonajte syntézu proteínových molekúl a ich zostavenie z aminokyselín
Mitochondrie Majú guľovité, nitkovité, oválne a iné tvary. Vo vnútri mitochondrií sú záhyby (dĺžka od 0,2 do 0,7 µm). Vonkajší obal mitochondrií pozostáva z 2 membrán: vonkajšia je hladká a vnútorná tvorí výrastky v tvare kríža, na ktorých sú umiestnené dýchacie enzýmy.
  1. Dodáva bunke energiu. Energia sa uvoľňuje rozkladom kyseliny adenozíntrifosforečnej (ATP)
  2. Syntéza ATP sa uskutočňuje pomocou enzýmov na mitochondriálnych membránach
Plastidy sú charakteristické iba pre rastlinné bunky a existujú v troch typoch: Dvojmembránové bunkové organely
chloroplasty Majú zelenú farbu, oválny tvar a z cytoplazmy ich ohraničujú dve trojvrstvové membrány. Vo vnútri chloroplastu sú okraje, kde sa koncentruje všetok chlorofyl Využite svetelnú energiu zo slnka a vytvorte organické látky z anorganických
chromoplasty Žltá, oranžová, červená alebo hnedá, vznikajúca v dôsledku akumulácie karoténu Dáva rôznym častiam rastlín červenú a žltú farbu
leukoplasty Bezfarebné plastidy (nachádzajú sa v koreňoch, hľuzách, cibuľkách) Uchovávajú rezervné živiny
Golgiho komplex Môže mať rôzne tvary a pozostáva z dutín ohraničených membránami a rúrkami, ktoré z nich vychádzajú s bublinami na konci
  1. Akumuluje a odstraňuje organické látky syntetizované v endoplazmatickom retikule
  2. Tvorí lyzozómy
lyzozómy Guľaté telesá s priemerom cca 1 mikrón. Na povrchu majú membránu (kožu), vo vnútri ktorej sa nachádza komplex enzýmov Vykonajte tráviacu funkciu - trávte častice potravy a odstráňte odumreté organely
Organoidy pohybu buniek
  1. Bičíky a riasinky, čo sú bunkové výrastky a majú rovnakú štruktúru u zvierat a rastlín
  2. Myofibrily - tenké vlákna dlhé viac ako 1 cm s priemerom 1 mikrón, umiestnené vo zväzkoch pozdĺž svalového vlákna
  3. Pseudopódia
  1. Vykonajte funkciu pohybu
  2. Spôsobujú svalovú kontrakciu
  3. Pohyb v dôsledku kontrakcie špeciálneho kontraktilného proteínu
Bunkové inklúzie Ide o nestabilné zložky bunky – sacharidy, tuky a bielkoviny Náhradné živiny používané počas života bunky
Bunkové centrum Pozostáva z dvoch malých teliesok - centriolov a centrosféry - kompaktnej časti cytoplazmy Hrá dôležitú úlohu pri delení buniek

Eukaryoty majú veľké množstvo organel a majú jadrá obsahujúce chromozómy vo forme nukleoproteínov (komplex DNA s proteínovým histónom). Eukaryoty zahŕňajú väčšinu moderných rastlín a živočíchov, jednobunkových aj mnohobunkových.

Existujú dve úrovne bunkovej organizácie:

  • prokaryotické - ich organizmy sú veľmi jednoducho štruktúrované - sú to jednobunkové alebo koloniálne formy, ktoré tvoria kráľovstvo brokovníc, modrozelených rias a vírusov
  • eukaryotické - jednobunkové koloniálne a mnohobunkové formy, od najjednoduchších - pakorene, bičíkovce, nálevníky - až po vyššie rastliny a živočíchy, tvoriace ríšu rastlín, ríšu húb, ríšu zvierat

Štruktúra a funkcie bunkového jadra
Hlavné organely Štruktúra Funkcie
Jadro rastlinných a živočíšnych buniek Okrúhly alebo oválny tvar
Jadrový obal pozostáva z 2 membrán s pórmi
  1. Oddeľuje jadro od cytoplazmy
  2. Dochádza k výmene medzi jadrom a cytoplazmou
Jadrová šťava (karyoplazma) - polotekutá látka Prostredie, v ktorom sa nachádzajú jadierka a chromozómy
Jadierka sú guľovitého alebo nepravidelného tvaru Syntetizujú RNA, ktorá je súčasťou ribozómu
Chromozómy sú husté, predĺžené alebo vláknité štruktúry viditeľné iba počas delenia buniek Obsahujú DNA, ktorá obsahuje dedičnú informáciu, ktorá sa prenáša z generácie na generáciu

Všetky bunkové organely, napriek zvláštnostiam ich štruktúry a funkcií, sú vzájomne prepojené a „pracujú“ pre bunku ako jeden systém, v ktorom je cytoplazma spojovacím článkom.

Špeciálne biologické objekty, ktoré zaujímajú medzipolohu medzi živou a neživou prírodou, sú vírusy, objavené v roku 1892 D. I. Ivanovským, v súčasnosti sú predmetom špeciálnej vedy - virológie.

Vírusy sa množia iba v bunkách rastlín, zvierat a ľudí, čo spôsobuje rôzne choroby. Vírusy majú veľmi vrstvenú štruktúru a pozostávajú z nukleovej kyseliny (DNA alebo RNA) a proteínového obalu. Mimo hostiteľských buniek nevykazuje vírusová častica žiadne životné funkcie: nekŕmi sa, nedýcha, nerastie, nerozmnožuje sa.

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené na http://www.allbest.ru/

Plán

1. Bunka, jej štruktúra a funkcie

2. Voda v živote bunky

3. Metabolizmus a energia v bunke

4. Výživa buniek. Fotosyntéza a chemosyntéza

5. Genetický kód. Syntéza bielkovín v bunke

6. Regulácia transkripcie a translácie v bunke a tele

Bibliografia

1. Bunka, jej štruktúra a funkcie

Bunky sa nachádzajú v medzibunkovej hmote, ktorá zabezpečuje ich mechanickú pevnosť, výživu a dýchanie. Hlavnými časťami každej bunky sú cytoplazma a jadro.

Bunka je pokrytá membránou pozostávajúcou z niekoľkých vrstiev molekúl, zabezpečujúcich selektívnu priepustnosť látok. Cytoplazma obsahuje najmenšie štruktúry - organely. Medzi bunkové organely patria: endoplazmatické retikulum, ribozómy, mitochondrie, lyzozómy, Golgiho komplex, bunkové centrum.

Bunka pozostáva z: povrchového aparátu, cytoplazmy, jadra.

Štruktúra živočíšnej bunky

Vonkajšia alebo plazmatická membrána- ohraničuje obsah bunky od okolia (iné bunky, medzibunková látka), skladá sa z molekúl lipidov a bielkovín, zabezpečuje komunikáciu medzi bunkami, transport látok do bunky (pinocytóza, fagocytóza) a von z bunky.

Cytoplazma- vnútorné polotekuté prostredie bunky, ktoré zabezpečuje komunikáciu medzi jadrom a organelami v ňom umiestnenými. Hlavné životné procesy prebiehajú v cytoplazme.

Bunkové organely:

1) endoplazmatické retikulum (ER)- systém rozvetvených tubulov, podieľa sa na syntéze bielkovín, lipidov a sacharidov, na transporte látok, v bunke;

2) ribozómy- telieska obsahujúce rRNA sa nachádzajú na ER a v cytoplazme a podieľajú sa na syntéze bielkovín. EPS a ribozómy sú jediné zariadenie na syntézu a transport proteínov;

3) mitochondrie- „elektrárne“ bunky, oddelené od cytoplazmy dvoma membránami. Vnútorná tvorí cristae (záhyby), čím sa zväčšuje jej povrch. Enzýmy na cristae urýchľujú oxidáciu organických látok a syntézu energeticky bohatých molekúl ATP;

4) Golgiho komplex- skupina dutín ohraničená membránou z cytoplazmy, vyplnená bielkovinami, tukmi a sacharidmi, ktoré sa buď využívajú pri životne dôležitých procesoch, alebo sa z bunky odstraňujú. Membrány komplexu vykonávajú syntézu tukov a uhľohydrátov;

5) lyzozómy- telá naplnené enzýmami urýchľujú štiepenie bielkovín na aminokyseliny, lipidov na glycerol a mastné kyseliny, polysacharidov na monosacharidy. V lyzozómoch sú zničené mŕtve časti bunky, celé bunky.

Bunkové inklúzie- akumulácia rezervných živín: bielkovín, tukov a uhľohydrátov.

Jadro- najdôležitejšia časť bunky.

Je pokrytý dvojmembránovým plášťom s pórmi, cez ktoré niektoré látky prenikajú do jadra, iné do cytoplazmy.

Chromozómy sú hlavnými štruktúrami jadra, nositeľmi dedičných informácií o vlastnostiach organizmu. Prenáša sa pri delení materskej bunky na dcérske bunky a so zárodočnými bunkami na dcérske organizmy.

Jadro je miestom syntézy DNA, mRNA a rRNA.

Chemické zloženie bunky

Bunka je základnou jednotkou života na Zemi. Má všetky vlastnosti živého organizmu: rastie, rozmnožuje sa, vymieňa si látky a energiu s okolím a reaguje na vonkajšie podnety. Začiatok biologickej evolúcie je spojený s objavením sa bunkových foriem života na Zemi. Jednobunkové organizmy sú bunky, ktoré existujú oddelene od seba. Telo všetkých mnohobunkových organizmov – živočíchov a rastlín – je postavené z väčšieho či menšieho počtu buniek, ktoré sú akýmisi blokmi, ktoré tvoria zložitý organizmus. Bez ohľadu na to, či je bunka integrálnym živým systémom - samostatným organizmom alebo tvorí len jeho časť, je vybavená súborom charakteristík a vlastností spoločných pre všetky bunky.

V bunkách sa našlo asi 60 prvkov Mendelejevovej periodickej tabuľky, ktoré sa nachádzajú aj v neživej prírode. To je jeden z dôkazov zhody živej a neživej prírody. V živých organizmoch sú najrozšírenejšie vodík, kyslík, uhlík a dusík, ktoré tvoria asi 98 % hmoty buniek. Je to spôsobené zvláštnymi chemickými vlastnosťami vodíka, kyslíka, uhlíka a dusíka, v dôsledku čoho sa ukázali ako najvhodnejšie na tvorbu molekúl, ktoré vykonávajú biologické funkcie. Tieto štyri prvky sú schopné vytvárať veľmi silné kovalentné väzby párovaním elektrónov patriacich dvom atómom. Kovalentne viazané atómy uhlíka môžu tvoriť kostry nespočetných rôznych organických molekúl. Keďže atómy uhlíka ľahko vytvárajú kovalentné väzby s kyslíkom, vodíkom, dusíkom a sírou, organické molekuly dosahujú výnimočnú zložitosť a štrukturálnu rozmanitosť.

Okrem štyroch hlavných prvkov bunka obsahuje značné množstvá (10 a 100 percent) železa, draslíka, sodíka, vápnika, horčíka, chlóru, fosforu a síry. Všetky ostatné prvky (zinok, meď, jód, fluór, kobalt, mangán atď.) sa v bunke nachádzajú vo veľmi malých množstvách a preto sa nazývajú stopové prvky.

Chemické prvky sú súčasťou anorganických a organických zlúčenín. Anorganické zlúčeniny zahŕňajú vodu, minerálne soli, oxid uhličitý, kyseliny a zásady. Organické zlúčeniny sú bielkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy, tuky (lipidy) a lipoidy. Okrem kyslíka, vodíka, uhlíka a dusíka môžu obsahovať ďalšie prvky. Niektoré bielkoviny obsahujú síru. Fosfor je súčasťou nukleových kyselín. Molekula hemoglobínu zahŕňa železo, horčík sa podieľa na konštrukcii molekuly chlorofylu. Mikroelementy, napriek ich extrémne nízkemu obsahu v živých organizmoch, zohrávajú dôležitú úlohu v životných procesoch. Jód je súčasťou hormónu štítnej žľazy – tyroxínu, kobalt je súčasťou vitamínu B 12, hormón ostrovčekovej časti pankreasu – inzulín – obsahuje zinok.

Organická bunková hmota

Veveričky.

Medzi organickými látkami bunky sú bielkoviny na prvom mieste čo do množstva (10 - 12 % z celkovej hmoty bunky), ako aj do významu. Proteíny sú vysokomolekulárne polyméry (s molekulovou hmotnosťou od 6000 do 1 milióna a viac), ktorých monoméry sú aminokyseliny. Živé organizmy využívajú 20 aminokyselín, aj keď ich je oveľa viac. Akákoľvek aminokyselina obsahuje aminoskupinu (-NH2), ktorá má zásadité vlastnosti, a karboxylovú skupinu (-COOH), ktorá má kyslé vlastnosti. Dve aminokyseliny sa spoja do jednej molekuly vytvorením väzby HN-CO, čím sa uvoľní molekula vody. Väzba medzi aminoskupinou jednej aminokyseliny a karboxylovou skupinou druhej sa nazýva peptidová väzba.

Proteíny sú polypeptidy obsahujúce desiatky a stovky aminokyselín. Molekuly rôznych proteínov sa navzájom líšia molekulovou hmotnosťou, počtom, zložením aminokyselín a sekvenciou ich umiestnenia v polypeptidovom reťazci. Je teda zrejmé, že bielkoviny sú mimoriadne rozmanité, ich počet vo všetkých typoch živých organizmov sa odhaduje na 1010 - 1012.

Reťazec aminokyselín spojených kovalentne peptidovými väzbami v špecifickej sekvencii sa nazýva primárna štruktúra proteínu.

V bunkách vyzerajú proteíny ako špirálovito stočené vlákna alebo guľôčky (guličky). Vysvetľuje to skutočnosť, že v prírodnom proteíne je polypeptidový reťazec usporiadaný presne definovaným spôsobom v závislosti od chemickej štruktúry jeho základných aminokyselín.

Najprv sa polypeptidový reťazec zloží do špirály. K príťažlivosti dochádza medzi atómami susedných závitov a vznikajú vodíkové väzby, najmä medzi skupinami NH a CO umiestnenými na susedných závitoch. Reťazec aminokyselín, skrútený vo forme špirály, tvorí sekundárnu štruktúru proteínu. V dôsledku ďalšieho skladania špirály vzniká konfigurácia špecifická pre každý proteín, nazývaná terciárna štruktúra. Terciárna štruktúra je spôsobená pôsobením kohéznych síl medzi hydrofóbnymi radikálmi prítomnými v niektorých aminokyselinách a kovalentnými väzbami medzi skupinami SH cysteínu aminokyseliny (väzby S-S). Počet aminokyselín s hydrofóbnymi radikálmi a cysteínom, ako aj poradie ich usporiadania v polypeptidovom reťazci sú špecifické pre každý proteín. V dôsledku toho sú znaky terciárnej štruktúry proteínu určené jeho primárnou štruktúrou. Proteín vykazuje biologickú aktivitu iba vo forme terciárnej štruktúry. Preto nahradenie čo i len jednej aminokyseliny v polypeptidovom reťazci môže viesť k zmene konfigurácie proteínu a k zníženiu alebo strate jeho biologickej aktivity.

V niektorých prípadoch sa molekuly proteínov navzájom spájajú a môžu vykonávať svoju funkciu iba vo forme komplexov. Hemoglobín je teda komplexom štyroch molekúl a iba v tejto forme je schopný viazať a transportovať kyslík.Takéto agregáty predstavujú kvartérnu štruktúru proteínu. Na základe zloženia sa bielkoviny delia do dvoch hlavných tried – jednoduché a zložité. Jednoduché proteíny pozostávajú iba z aminokyselín, nukleových kyselín (nukleotidov), lipidov (lipoproteíny), Me (metaloproteíny), P (fosfoproteíny).

Funkcie proteínov v bunke sú mimoriadne rôznorodé..

Jednou z najdôležitejších je konštrukčná funkcia: proteíny sa podieľajú na tvorbe všetkých bunkových membrán a bunkových organel, ako aj vnútrobunkových štruktúr. Enzymatická (katalytická) úloha bielkovín je mimoriadne dôležitá. Enzýmy urýchľujú chemické reakcie prebiehajúce v bunke 10 až 100 miliónov krát. Funkciu motora zabezpečujú špeciálne kontraktilné proteíny. Tieto proteíny sa podieľajú na všetkých typoch pohybov, ktorých sú bunky a organizmy schopné: blikanie mihalníc a bitie bičíkov u prvokov, svalová kontrakcia u zvierat, pohyb listov v rastlinách atď.

Transportnou funkciou proteínov je naviazať chemické prvky (napríklad hemoglobín pridáva O) alebo biologicky aktívne látky (hormóny) a transportovať ich do tkanív a orgánov tela. Ochranná funkcia je vyjadrená vo forme produkcie špeciálnych proteínov, nazývaných protilátky, v reakcii na prenikanie cudzích proteínov alebo buniek do tela. Protilátky viažu a neutralizujú cudzie látky. Bielkoviny zohrávajú dôležitú úlohu ako zdroj energie. S úplným štiepaním 1g. Uvoľní sa 17,6 kJ (~4,2 kcal) bielkovín. chromozóm bunkovej membrány

Sacharidy.

Sacharidy alebo sacharidy sú organické látky so všeobecným vzorcom (CH2O)n. Väčšina uhľohydrátov má dvojnásobný počet atómov H ako počet atómov O, ako v molekulách vody. Preto sa tieto látky nazývali sacharidy. V živej bunke sa sacharidy nachádzajú v množstvách nepresahujúcich 1-2, niekedy 5% (v pečeni, vo svaloch). Rastlinné bunky sú najbohatšie na sacharidy, kde ich obsah v niektorých prípadoch dosahuje 90% hmoty sušiny (semená, hľuzy zemiakov a pod.).

Sacharidy sú jednoduché a zložité.

Jednoduché sacharidy sa nazývajú monosacharidy. V závislosti od počtu atómov uhľohydrátov v molekule sa monosacharidy nazývajú triózy, tetrózy, pentózy alebo hexózy. Zo šiestich uhlíkových monosacharidov – hexóz – sú najdôležitejšie glukóza, fruktóza a galaktóza. Glukóza je obsiahnutá v krvi (0,1-0,12%). Pentózy ribóza a deoxyribóza sa nachádzajú v nukleových kyselinách a ATP. Ak sú dva monosacharidy spojené v jednej molekule, zlúčenina sa nazýva disacharid. Stolový cukor, získaný z trstiny alebo cukrovej repy, pozostáva z jednej molekuly glukózy a jednej molekuly fruktózy, mliečneho cukru – glukózy a galaktózy.

Komplexné sacharidy vytvorené z mnohých monosacharidov sa nazývajú polysacharidy. Monomérom polysacharidov, ako je škrob, glykogén, celulóza, je glukóza. Sacharidy plnia dve hlavné funkcie: stavebnú a energetickú. Celulóza tvorí steny rastlinných buniek. Komplexný polysacharid chitín slúži ako hlavná štruktúrna zložka exoskeletu článkonožcov. Chitín plní v hubách aj konštrukčnú funkciu.

Sacharidy zohrávajú v bunke úlohu hlavného zdroja energie. Pri oxidácii 1 g sacharidov sa uvoľní 17,6 kJ (~4,2 kcal). Škrob v rastlinách a glykogén u zvierat sa ukladajú v bunkách a slúžia ako energetická rezerva.

Nukleové kyseliny.

Význam nukleových kyselín v bunke je veľmi veľký. Zvláštnosti ich chemickej štruktúry poskytujú možnosť ukladať, prenášať a dediť dcérskym bunkám informácie o štruktúre proteínových molekúl, ktoré sa syntetizujú v každom tkanive v určitom štádiu individuálneho vývoja.

Keďže väčšinu vlastností a charakteristík buniek určujú proteíny, je zrejmé, že stabilita nukleových kyselín je najdôležitejšou podmienkou normálneho fungovania buniek a celých organizmov. Akékoľvek zmeny v štruktúre buniek alebo v činnosti fyziologických procesov v nich, čím sa ovplyvňuje životná činnosť. Štúdium štruktúry nukleových kyselín je mimoriadne dôležité pre pochopenie dedičnosti znakov v organizmoch a zákonitostí fungovania ako jednotlivých buniek, tak aj bunkových systémov – tkanív a orgánov.

Existujú 2 typy nukleových kyselín – DNA a RNA.

DNA je polymér pozostávajúci z dvoch nukleotidových helixov usporiadaných do dvojitej špirály. Monoméry molekúl DNA sú nukleotidy pozostávajúce z dusíkatej bázy (adenín, tymín, guanín alebo cytozín), sacharidu (deoxyribózy) a zvyšku kyseliny fosforečnej. Dusíkaté bázy v molekule DNA sú navzájom spojené nerovnakým počtom H-väzieb a sú usporiadané do párov: adenín (A) je vždy proti tymínu (T), guanín (G) proti cytozínu (C). Schematicky možno usporiadanie nukleotidov v molekule DNA znázorniť takto:

Obr. 1. Umiestnenie nukleotidov v molekule DNA

Z obr.1. je jasné, že nukleotidy sú navzájom spojené nie náhodne, ale selektívne. Schopnosť selektívnej interakcie adenínu s tymínom a guanínu s cytozínom sa nazýva komplementarita. Komplementárna interakcia určitých nukleotidov sa vysvetľuje zvláštnosťami priestorového usporiadania atómov v ich molekulách, ktoré im umožňujú priblížiť sa a vytvárať H-väzby.

V polynukleotidovom reťazci sú susedné nukleotidy navzájom spojené cez cukor (deoxyribóza) a zvyšok kyseliny fosforečnej. RNA, podobne ako DNA, je polymér, ktorého monoméry sú nukleotidy.

Dusíkaté bázy troch nukleotidov sú rovnaké ako tie, ktoré tvoria DNA (A, G, C); štvrtý - uracil (U) - je prítomný v molekule RNA namiesto tymínu. Nukleotidy RNA sa líšia od nukleotidov DNA v štruktúre sacharidov, ktoré obsahujú (ribóza namiesto deoxyribózy).

V reťazci RNA sú nukleotidy spojené vytvorením kovalentných väzieb medzi ribózou jedného nukleotidu a zvyškom kyseliny fosforečnej iného. Štruktúra sa medzi dvojvláknovou RNA líši. Dvojvláknové RNA sú strážcami genetickej informácie v rade vírusov, t.j. Vykonávajú funkcie chromozómov. Jednovláknová RNA prenáša informácie o štruktúre bielkovín z chromozómu do miesta ich syntézy a podieľa sa na syntéze bielkovín.

Existuje niekoľko typov jednovláknovej RNA. Ich mená sú určené ich funkciou alebo umiestnením v bunke. Väčšina RNA v cytoplazme (až 80-90%) je ribozomálna RNA (rRNA), obsiahnutá v ribozómoch. Molekuly rRNA sú relatívne malé a pozostávajú v priemere z 10 nukleotidov.

Ďalší typ RNA (mRNA), ktorý nesie informácie o sekvencii aminokyselín v proteínoch, ktoré sa musia syntetizovať na ribozómy. Veľkosť týchto RNA závisí od dĺžky oblasti DNA, z ktorej boli syntetizované.

Transferové RNA vykonávajú niekoľko funkcií. Dodávajú aminokyseliny na miesto syntézy proteínov, „rozpoznávajú“ (princípom komplementarity) triplet a RNA zodpovedajúcu prenesenej aminokyseline a uskutočňujú presnú orientáciu aminokyseliny na ribozóme.

Tuky a lipoidy.

Tuky sú zlúčeniny vysokomolekulárnych mastných kyselín a trojsýtneho alkoholu glycerolu. Tuky sa vo vode nerozpúšťajú – sú hydrofóbne.

V bunke sú vždy ďalšie komplexné hydrofóbne tukom podobné látky nazývané lipoidy. Jednou z hlavných funkcií tukov je energia. Pri rozklade 1 g tukov na CO 2 a H 2O sa uvoľní veľké množstvo energie – 38,9 kJ (~ 9,3 kcal).

Hlavnou funkciou tukov v živočíšnom (a čiastočne aj rastlinnom) svete je ukladanie.

Tuky a lipidy plnia aj konštrukčnú funkciu: sú súčasťou bunkových membrán. Kvôli zlej tepelnej vodivosti má tuk ochrannú funkciu. U niektorých živočíchov (tulene, veľryby) sa ukladá v podkožnom tukovom tkanive, pričom vytvára vrstvu hrubú až 1 m. Tvorba niektorých lipoidov predchádza syntéze množstva hormónov. V dôsledku toho majú tieto látky aj funkciu regulácie metabolických procesov.

2. Voda v živote bunky

Chemické látky, ktoré tvoria bunku: anorganické (voda, minerálne soli)

Zabezpečenie elasticity buniek.

Následkom straty vody v bunkách je vädnutie listov a vysychanie plodov.

Urýchlenie chemických reakcií rozpúšťaním látok vo vode.

Zabezpečenie pohybu látok: vstup väčšiny látok do bunky a ich odvod z bunky vo forme roztokov.

Zabezpečenie rozpustenia mnohých chemikálií (množstvo solí, cukrov).

Účasť na množstve chemických reakcií.

Účasť na procese termoregulácie vďaka schopnosti pomalého zahrievania a pomalého ochladzovania.

Voda. H 2O - najbežnejšia zlúčenina v živých organizmoch. Jeho obsah v rôznych bunkách kolíše v pomerne širokých medziach.

Mimoriadne dôležitá úloha vody pri podpore životných procesov je spôsobená jej fyzikálno-chemickými vlastnosťami.

Polarita molekúl a schopnosť vytvárať vodíkové väzby robia z vody dobré rozpúšťadlo pre obrovské množstvo látok. Väčšina chemických reakcií prebiehajúcich v bunke môže prebiehať iba vo vodnom roztoku.

Voda sa tiež podieľa na mnohých chemických premenách.

Celkový počet vodíkových väzieb medzi molekulami vody sa mení v závislosti od t °. Na t ° Keď sa ľad roztopí, približne 15 % vodíkových väzieb sa zničí, pri t° 40 °C - polovica. Pri prechode do plynného skupenstva sa zničia všetky vodíkové väzby. To vysvetľuje vysokú mernú tepelnú kapacitu vody. Pri zmene teploty vonkajšieho prostredia voda pohlcuje alebo uvoľňuje teplo v dôsledku prasknutia alebo novotvorby vodíkových väzieb.

Takto sa ukáže, že kolísanie teploty vo vnútri bunky je menšie ako v prostredí. Vysoké výparné teplo je základom účinného mechanizmu prenosu tepla u rastlín a živočíchov.

Voda ako rozpúšťadlo sa podieľa na javoch osmózy, ktorá hrá dôležitú úlohu v živote buniek tela. Osmóza je prienik molekúl rozpúšťadla cez polopriepustnú membránu do roztoku látky.

Polopriepustné membrány sú tie, ktoré umožňujú prechod molekulám rozpúšťadla, ale neumožňujú prechod molekúl rozpustenej látky (alebo iónov). Preto je osmóza jednosmerná difúzia molekúl vody v smere roztoku.

Minerálne soli.

Väčšina anorganických látok v bunkách je vo forme solí v disociovanom alebo pevnom stave.

Koncentrácia katiónov a aniónov v bunke a v jej prostredí nie je rovnaká. Osmotický tlak v bunke a jej pufrovacie vlastnosti do značnej miery závisia od koncentrácie solí.

Pufrovanie je schopnosť bunky udržiavať mierne zásaditú reakciu svojho obsahu na konštantnej úrovni. Obsah minerálnych solí v bunke vo forme katiónov (K+, Na+, Ca2+, Mg2+) a aniónov (--HPO|~, - H 2PC>4, -SG, -NSS*z). Rovnováha obsahu katiónov a aniónov v bunke zabezpečujúca stálosť vnútorného prostredia organizmu. Príklady: v bunke je prostredie mierne zásadité, vo vnútri bunky je vysoká koncentrácia iónov K+ a v prostredí obklopujúcom bunku je vysoká koncentrácia iónov Na+. Účasť minerálnych solí na metabolizme.

3 . Ometabolizmus a energia v bunke

Energetický metabolizmus v bunke

Adenozíntrifosfát (skr. ATP, Angličtina Ázijsko-pacifický región) - nukleotid, zohráva mimoriadne dôležitú úlohu pri výmene energie a látok v organizmoch; Po prvé, zlúčenina je známa ako univerzálny zdroj energie pre všetky biochemické procesy prebiehajúce v živých systémoch.

ATP poskytuje energiu pre všetky funkcie bunky: mechanickú prácu, biosyntézu, delenie atď. V priemere je obsah ATP v bunke asi 0,05 % jej hmoty, ale v tých bunkách, kde sú náklady na ATP vysoké (napríklad v pečeňových bunkách , priečne pruhované svaly), jeho obsah môže dosiahnuť až 0,5 %. K syntéze ATP v bunkách dochádza hlavne v mitochondriách. Ako si pamätáte (pozri 1.7), je potrebné minúť 40 kJ na syntézu 1 mólu ATP z ADP.

Energetický metabolizmus v bunke je rozdelený do troch štádií.

Prvá etapa je prípravná.

Počas tohto procesu sa veľké molekuly potravinového polyméru rozpadajú na menšie fragmenty. Polysacharidy sa rozkladajú na di- a monosacharidy, bielkoviny na aminokyseliny, tuky na glycerol a mastné kyseliny. Pri týchto premenách sa uvoľňuje málo energie, tá sa rozptýli ako teplo a netvorí sa ATP.

Druhý stupeň je neúplný, bezkyslíkový, rozklad látok.

V tomto štádiu sa látky vzniknuté počas prípravného štádia rozkladajú enzýmami v neprítomnosti kyslíka.

Pozrime sa na túto fázu na príklade glykolýzy – enzymatického štiepenia glukózy. Glykolýza sa vyskytuje v živočíšnych bunkách a v niektorých mikroorganizmoch. Celkovo možno tento proces znázorniť ako nasledujúca rovnica:

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

Pri glykolýze sa tak z jednej molekuly glukózy vytvoria dve molekuly trojuhlíkovej kyseliny pyrohroznovej (C 3H 4O 3), ktorá sa v mnohých bunkách, napríklad svalových, premieňa na kyselinu mliečnu (C 3H 6O 3), a energia uvoľnená v tomto prípade dostatočná na premenu dvoch molekúl ADP na dve molekuly ATP.

Napriek svojej zjavnej jednoduchosti je glykolýza viacstupňový proces, ktorý má viac ako desať stupňov, katalyzovaný rôznymi enzýmami. Len 40 % uvoľnenej energie bunka ukladá vo forme ATP a zvyšných 60 % sa rozptýli vo forme tepla. V dôsledku mnohých štádií glykolýzy uvoľnené malé časti tepla nestihnú zahriať bunku na nebezpečnú úroveň.

Glykolýza prebieha v cytoplazme buniek.

Vo väčšine rastlinných buniek a niektorých húb predstavuje druhú fázu energetického metabolizmu alkoholové kvasenie:

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

Počiatočné produkty alkoholovej fermentácie sú rovnaké ako produkty glykolýzy, ale výsledkom je tvorba etylalkoholu, oxidu uhličitého, vody a dvoch molekúl ATP. Existujú mikroorganizmy, ktoré rozkladajú glukózu na acetón, kyselinu octovú a ďalšie látky, ale v každom prípade „energetickým ziskom“ bunky sú dve molekuly ATP.

Tretím štádiom energetického metabolizmu je úplný rozklad kyslíka, čiže bunkové dýchanie.

V tomto prípade sa látky vzniknuté v druhom stupni zničia na konečné produkty - CO 2 a H 2O. Túto fázu si možno predstaviť takto:

2C3H603 + 602 + 36H3P04 + 36 ADP > 6C02 + 42 H20 + 36ATP.

Oxidáciou dvoch molekúl trojuhlíkovej kyseliny, vznikajúcej pri enzymatickom rozklade glukózy na CO 2 a H 2O, teda dochádza k uvoľneniu veľkého množstva energie, postačujúcej na tvorbu 36 molekúl ATP.

Bunkové dýchanie sa vyskytuje v kristách mitochondrií. Účinnosť tohto procesu je vyššia ako účinnosť glykolýzy a je približne 55 %. V dôsledku úplného rozpadu jednej molekuly glukózy sa vytvorí 38 molekúl ATP.

Na získanie energie v bunkách sa okrem glukózy môžu použiť aj ďalšie látky: lipidy, bielkoviny. Vedúca úloha v energetickom metabolizme vo väčšine organizmov však patrí cukrom.

4 . Pjedlobunky. Fotosyntéza a chemosyntéza

K bunkovej výžive dochádza v dôsledku množstva zložitých chemických reakcií, pri ktorých sa látky, ktoré do bunky dostávajú z vonkajšieho prostredia (oxid uhličitý, minerálne soli, voda), dostávajú do tela samotnej bunky vo forme bielkovín, cukrov, tukov. , oleje, zlúčeniny dusíka a fosforu.

Všetky živé organizmy žijúce na Zemi možno rozdeliť do dvoch skupín podľa toho, ako získavajú organické látky, ktoré potrebujú.

Prvá skupina - autotrofy, čo v preklade z gréčtiny znamená „samokŕmenie“. Všetky organické látky, ktoré potrebujú na stavbu buniek a životne dôležité procesy, si dokážu samostatne vytvárať z anorganických – vody, oxidu uhličitého a iných. Energiu na takéto zložité premeny dostávajú buď zo slnečného žiarenia a nazývajú sa fototrofy, alebo z energie chemických premien minerálnych zlúčenín, v tomto prípade sa nazývajú chemotrofy. Ale fototrofné aj chemotrofné organizmy nevyžadujú organické látky zvonku. Autotrofy zahŕňajú všetky zelené rastliny a mnohé baktérie.

Zásadne odlišný spôsob získavania potrebných organických zlúčenín z heterotrofov. Heterotrofy nemôžu nezávisle syntetizovať takéto látky z anorganických zlúčenín a vyžadujú neustálu absorpciu hotových organických látok zvonku. Potom „preusporiadajú“ molekuly získané zvonku tak, aby vyhovovali ich potrebám.

Heterotrofné organizmy sú priamo závislé od produktov fotosyntézy produkovaných zelenými rastlinami. Napríklad konzumáciou kapusty alebo zemiakov prijímame látky syntetizované v rastlinných bunkách pomocou energie slnečného žiarenia. Ak jeme mäso domácich zvierat, musíme si uvedomiť, že tieto zvieratá jedia rastlinnú potravu: trávu, obilie atď. Ich mäso je teda postavené z molekúl získaných z rastlinnej potravy.

Medzi heterotrofy patria huby, zvieratá a mnohé baktérie. Niektoré bunky zelenej rastliny sú tiež heterotrofné: kambium a koreňové bunky. Faktom je, že bunky týchto častí rastliny nie sú schopné fotosyntézy a sú vyživované organickými látkami syntetizovanými zelenými časťami rastliny.

Bunková výživa: lyzozómy a intracelulárne trávenie

Typický priestor tvoria lyzozómy, ktorých počet dosahuje niekoľko stoviek v jednej bunke.

Lyzozómy prichádzajú v rôznych tvaroch a veľkostiach; Ich vnútorná štruktúra je obzvlášť rôznorodá. Táto rôznorodosť sa odráža v morfologickej terminológii. Existuje mnoho výrazov pre častice, ktoré teraz poznáme ako lyzozómy. Medzi nimi: husté telieska, zvyškové telieska, cytozómy, cytosegresómy a mnoho ďalších.

Z chemického hľadiska trávenie potravy znamená jej podrobenie hydrolýze, t.j. pomocou vody rozložiť rôzne väzby, cez ktoré sú spojené stavebné kamene prírodných makromolekúl. Napríklad peptidové väzby, ktoré spájajú aminokyseliny v proteínoch, glykolytické väzby, ktoré spájajú cukry v polysacharidoch, a esterové väzby medzi kyselinami a alkoholmi. Z väčšej časti sú tieto väzby veľmi stabilné, lámu sa len pri náročných teplotných a pH podmienkach (kyslých alebo zásaditých).

Živé organizmy si takéto podmienky nedokážu vytvoriť ani vydržať, napriek tomu trávia potravu bez ťažkostí. A robia to pomocou špeciálnych katalyzátorov – hydrolytických enzýmov, čiže hydroláz, ktoré sa vylučujú v tráviacom systéme. Hydrolázy sú špecifické katalyzátory. Každý z nich preruší len presne definovaný typ chemickej väzby. Keďže potrava sa zvyčajne skladá z mnohých zložiek s rôznymi chemickými väzbami, trávenie si vyžaduje súčasnú koordinovanú alebo postupnú účasť rôznych enzýmov. Tráviace šťavy vylučované do gastrointestinálneho traktu totiž obsahujú veľké množstvo rôznych hydroláz, čo umožňuje ľudskému telu absorbovať mnohé komplexné potraviny rastlinného a živočíšneho pôvodu. Táto schopnosť je však obmedzená a ľudské telo nedokáže stráviť celulózu.

Tieto základné ustanovenia sa v podstate vzťahujú na lyzozómy. V každom lyzozóme nájdeme celú zbierku rôznych hydroláz – bolo identifikovaných viac ako 50 druhov – ktoré sú spolu schopné úplne alebo takmer úplne stráviť mnohé z hlavných prírodných látok, vrátane proteínov, polysacharidov, nukleových kyselín, ich kombinácií a derivátov. Avšak, podobne ako ľudský gastrointestinálny trakt, aj lyzozómy sa vyznačujú určitými obmedzeniami v ich tráviacej kapacite.

V čreve sa v dôsledku črevnej absorpcie „čistia“ konečné produkty trávenia (natrávené): sú odstránené bunkami sliznice, zvyčajne pomocou aktívnych púmp, a vstupujú do krvného obehu. Niečo podobné sa deje v lyzozómoch.

Rôzne malé molekuly vznikajúce počas trávenia sú transportované cez lyzozomálnu membránu do cytoplazmy, kde ich využívajú metabolické systémy bunky.

Ale niekedy trávenie nenastane alebo je neúplné a nedosiahne štádium, v ktorom by sa jeho produkty dali vyčistiť. Vo väčšine jednoduchých organizmov a nižších bezstavovcov takéto situácie nespôsobujú žiadne zvláštne následky, pretože ich bunky majú schopnosť zbaviť sa obsahu svojich starých lyzozómov, jednoducho ich vyhodia do prostredia.

U vyšších živočíchov mnohé bunky nedokážu týmto spôsobom vyprázdniť svoje lyzozómy. Sú v stave chronickej zápchy. Práve tento závažný nedostatok je základom mnohých patologických stavov spojených s preťažením lyzozómov. Dyspepsia, prekyslenie, zápcha a iné poruchy trávenia.

Aftotrofná výživa

Život na Zemi závisí od autotrofných organizmov. Takmer všetky organické látky potrebné pre živé bunky sú produkované procesom fotosyntézy.

Fotosyntéza(z gr. fotky - svetlo a syntéza - spojenie, kombinácia) - premena anorganických látok (voda a oxid uhličitý) zelenými rastlinami a fotosyntetickými mikroorganizmami na organické vplyvom slnečnej energie, ktorá sa premieňa na energiu chemických väzieb v r. molekuly organických látok.

Fázy fotosyntézy.

Počas procesu fotosyntézy sa energeticky chudobná voda a oxid uhličitý premieňajú na energeticky náročnú organickú hmotu – glukózu. V tomto prípade sa slnečná energia akumuluje v chemických väzbách tejto látky. Okrem toho sa pri procese fotosyntézy do atmosféry uvoľňuje kyslík, ktorý organizmy využívajú na dýchanie.

Teraz sa zistilo, že fotosyntéza prebieha v dvoch fázach - svetlej a tmavej.

Počas svetelnej fázy sa vplyvom slnečnej energie excitujú molekuly chlorofylu a syntetizuje sa ATP.

Súčasne s touto reakciou sa vplyvom svetla rozkladá voda (H 20), pričom sa uvoľňuje voľný kyslík (02). Tento proces sa nazýval fotolýza (z gréckeho fotografie - svetlo a lýza - rozpúšťanie). Vzniknuté vodíkové ióny sa viažu na špeciálnu látku – transportér vodíkových iónov (NADP) a sú použité v ďalšej fáze.

Prítomnosť svetla nie je potrebná na to, aby došlo k reakciám temporálnej fázy. Zdrojom energie sú tu molekuly ATP syntetizované vo fáze svetla. V tempovej fáze dochádza k absorpcii oxidu uhličitého zo vzduchu, jeho redukcii vodíkovými iónmi a tvorbe glukózy v dôsledku využitia energie ATP.

Vplyv podmienok prostredia na fotosyntézu.

Fotosyntéza využíva iba 1% slnečnej energie dopadajúcej na list. Fotosyntéza závisí od množstva podmienok prostredia. Po prvé, tento proces prebieha najintenzívnejšie pod vplyvom červených lúčov slnečného spektra (obr. 58). Intenzita fotosyntézy je určená množstvom uvoľneného kyslíka, ktorý vytláča vodu z valca. Rýchlosť fotosyntézy závisí aj od stupňa osvetlenia rastliny. Zvýšenie počtu hodín denného svetla vedie k zvýšeniu produktivity fotosyntézy, t.j. množstva organických látok produkovaných rastlinou.

Význam fotosyntézy.

Používajú sa produkty fotosyntézy:

· organizmy ako živiny, zdroj energie a kyslíka pre životne dôležité procesy;

· pri výrobe potravín pre ľudí;

· ako stavebný materiál pre bytovú výstavbu, pri výrobe nábytku a pod.

Ľudstvo vďačí za svoju existenciu fotosyntéze.

Všetky zásoby paliva na Zemi sú produkty vznikajúce ako výsledok fotosyntézy. Pomocou uhlia a dreva získavame energiu, ktorá bola uložená v organickej hmote pri fotosyntéze. Zároveň sa do atmosféry uvoľňuje kyslík.

Vedci odhadujú, že bez fotosyntézy by sa celá zásoba kyslíka spotrebovala za 3000 rokov.

Chemosyntéza.

Okrem fotosyntézy je známy ďalší spôsob získavania energie a syntézy organických látok z anorganických. Niektoré baktérie sú schopné získavať energiu oxidáciou rôznych anorganických látok. Na tvorbu organických látok nepotrebujú svetlo. Proces syntézy organických látok z anorganických, ktorý prebieha vďaka energii oxidácie anorganických látok, sa nazýva chemosyntéza (z lat. chémia - chémia a z gréckeho syntéza - spojenie, kombinácia).

Chemosyntetické baktérie objavil ruský vedec S.N. Vinogradsky. V závislosti od oxidácie, ktorá látka uvoľňuje energiu, sa rozlišujú chemosyntetizujúce baktérie železa, sírne baktérie a azotobaktérie.

5 . Ggenetickýštartovací kód. Syntéza bielkovín v bunke

Genetický kód- jednotný systém zaznamenávania dedičnej informácie v molekulách nukleových kyselín vo forme nukleotidovej sekvencie. Genetický kód je založený na použití abecedy pozostávajúcej iba zo štyroch písmen-nukleotidov, ktoré sa líšia dusíkatými bázami: A, T, G, C.

Hlavné vlastnosti genetického kódu sú nasledovné:

1. Genetický kód je triplet. Triplet (kodón) je sekvencia troch nukleotidov kódujúcich jednu aminokyselinu. Keďže proteíny obsahujú 20 aminokyselín, je zrejmé, že každá z nich nemôže byť kódovaná jedným nukleotidom (keďže v DNA sú len štyri typy nukleotidov, v tomto prípade zostáva nekódovaných 16 aminokyselín). Dva nukleotidy tiež nestačia na kódovanie aminokyselín, pretože v tomto prípade môže byť kódovaných iba 16 aminokyselín. To znamená, že najmenší počet nukleotidov kódujúcich jednu aminokyselinu sú tri. (V tomto prípade je počet možných nukleotidových tripletov 43 = 64).

2. Redundancia (degenerácia) kódu je dôsledkom jeho tripletovej povahy a znamená, že jedna aminokyselina môže byť kódovaná niekoľkými tripletmi (keďže existuje 20 aminokyselín a 64 tripletov). Výnimkou sú metionín a tryptofán, ktoré sú kódované iba jedným tripletom. Okrem toho niektoré trojčatá vykonávajú špecifické funkcie.

Takže v molekule mRNA sú tri z nich UAA, UAG, UGA stop kodóny, t.j. stop signály, ktoré zastavujú syntézu polypeptidového reťazca. Triplet zodpovedajúci metionínu (AUG), nachádzajúci sa na začiatku reťazca DNA, nekóduje aminokyselinu, ale plní funkciu iniciačného (vzrušujúceho) čítania.

3. Spolu s redundanciou je kód charakterizovaný vlastnosťou jednoznačnosti, čo znamená, že každý kodón zodpovedá len jednej konkrétnej aminokyseline.

4. Kód je kolineárny, t.j. sekvencia nukleotidov v géne sa presne zhoduje so sekvenciou aminokyselín v proteíne.

5. Genetický kód sa neprekrýva a je kompaktný, to znamená, že neobsahuje „interpunkčné znamienka“. To znamená, že proces čítania nepripúšťa možnosť prekrývania stĺpcov (tripletov) a počnúc od určitého kodónu čítanie pokračuje nepretržite, triplet po triplete, až kým nezačnú signály (terminačné kodóny). Napríklad v mRNA nasledujúcu sekvenciu dusíkatých báz AUGGGUGTSUAUAUGUG budú čítať iba takéto triplety: AUG, GUG, TSUU, AAU, GUG, a nie AUG, UGG, GGU, GUG atď. alebo AUG, GGU, UGC, CUU , atď. atď. alebo iným spôsobom (napríklad kodón AUG, interpunkčné znamienko G, kodón UGC, interpunkčné znamienko U atď.).

6. Genetický kód je univerzálny, to znamená, že jadrové gény všetkých organizmov kódujú informácie o bielkovinách rovnakým spôsobom, bez ohľadu na úroveň organizácie a systematické postavenie týchto organizmov.

Syntéza bielkovín v bunke

Biosyntéza bielkovín prebieha v každej živej bunke. Najaktívnejší je v mladých rastúcich bunkách, kde sa syntetizujú proteíny na stavbu ich organel, ako aj v sekrečných bunkách, kde sa syntetizujú enzýmové proteíny a hormonálne proteíny.

Hlavná úloha pri určovaní štruktúry bielkovín patrí DNA. Kúsok DNA obsahujúci informácie o štruktúre jedného proteínu sa nazýva gén. Molekula DNA obsahuje niekoľko stoviek génov. Molekula DNA obsahuje kód pre sekvenciu aminokyselín v proteíne vo forme špecificky zodpovedajúcich nukleotidov. Kód DNA bol takmer úplne rozlúštený. Jeho podstata je nasledovná. Každá aminokyselina zodpovedá časti reťazca DNA pozostávajúcej z troch susediacich nukleotidov.

Napríklad sekcia T--T--T zodpovedá aminokyseline lyzín, sekcia A--C--A - cystín, C--A--A - valín atď. Existuje 20 rôznych aminokyselín, počet možných kombinácií 4 nukleotidov 3 sa každá rovná 64. V dôsledku toho existuje viac než dosť tripletov na kódovanie všetkých aminokyselín.

Syntéza proteínov je komplexný viacstupňový proces, ktorý predstavuje reťazec syntetických reakcií prebiehajúcich podľa princípu syntézy matrice.

Keďže DNA sa nachádza v bunkovom jadre a syntéza proteínov prebieha v cytoplazme, existuje medzičlánok, ktorý prenáša informácie z DNA do ribozómov. Tento posol je mRNA. :

Pri biosyntéze bielkovín sa určujú nasledujúce štádiá vyskytujúce sa v rôznych častiach bunky:

1. Prvá etapa - v jadre nastáva syntéza mRNA, počas ktorej sa informácie obsiahnuté v géne DNA prepisujú do mRNA. Tento proces sa nazýva transkripcia (z latinského „prepisu“ - prepisovanie).

2. V druhom štádiu sa aminokyseliny kombinujú s molekulami tRNA, ktoré sa postupne skladajú z troch nukleotidov - antikodónov, pomocou ktorých sa určí ich tripletový kodón.

3. Treťou etapou je proces priamej syntézy polypeptidových väzieb, nazývaný translácia. Vyskytuje sa v ribozómoch.

4. Vo štvrtom štádiu dochádza k tvorbe sekundárnej a terciárnej štruktúry proteínu, to znamená k vytvoreniu konečnej štruktúry proteínu.

V procese biosyntézy bielkovín sa teda vytvárajú nové molekuly bielkovín v súlade s presnými informáciami obsiahnutými v DNA. Tento proces zabezpečuje obnovu bielkovín, metabolické procesy, bunkový rast a vývoj, teda všetky životné procesy bunky.

Chromozómy (z gréckeho "chroma" - farba, "soma" - telo) - veľmi dôležité štruktúry bunkového jadra. Hrajú hlavnú úlohu v procese delenia buniek, zabezpečujú prenos dedičných informácií z jednej generácie na druhú. Sú to tenké vlákna DNA spojené s proteínmi. Vlákna sú tzv chromatidy pozostávajúce z DNA, zásaditých bielkovín (histónov) a kyslých bielkovín.

V nedeliacej sa bunke chromozómy vypĺňajú celý objem jadra a nie sú viditeľné pod mikroskopom. Pred začiatkom delenia dochádza k špirále DNA a každý chromozóm sa stáva viditeľným pod mikroskopom.

Počas spiralizácie sa chromozómy skracujú desaťtisíckrát. V tomto stave chromozómy vyzerajú ako dve rovnaké vlákna (chromatidy) ležiace vedľa seba, spojené spoločným úsekom – centromérou.

Každý organizmus sa vyznačuje konštantným počtom a štruktúrou chromozómov. V somatických bunkách sú chromozómy vždy spárované, to znamená, že v jadre sú dva rovnaké chromozómy, ktoré tvoria jeden pár. Takéto chromozómy sa nazývajú homológne a párové sady chromozómov v somatických bunkách sa nazývajú diploidné.

Diploidný súbor chromozómov u ľudí teda pozostáva zo 46 chromozómov, ktoré tvoria 23 párov. Každý pár pozostáva z dvoch identických (homologických) chromozómov.

Štrukturálne znaky chromozómov umožňujú rozlíšiť ich do 7 skupín, ktoré sú označené latinskými písmenami A, B, C, D, E, F, G. Všetky páry chromozómov majú sériové čísla.

Muži a ženy majú 22 párov identických chromozómov. Nazývajú sa autozómy. Muž a žena sa líšia v jednom páre chromozómov, ktoré sa nazývajú pohlavné chromozómy. Sú označené písmenami - veľké X (skupina C) a malé Y (skupina C). V ženskom tele je 22 párov autozómov a jeden pár (XX) pohlavných chromozómov. Muži majú 22 párov autozómov a jeden pár (XY) pohlavných chromozómov.

Na rozdiel od somatických buniek, zárodočné bunky obsahujú polovicu sady chromozómov, to znamená, že obsahujú jeden chromozóm z každého páru! Tento súbor sa nazýva haploidný. Haploidná sada chromozómov vzniká počas dozrievania buniek.

6 . Rregulácia transkripcie a translácie v bunke atelo

Operón a represor.

Je známe, že súbor chromozómov, teda súbor molekúl DNA, je rovnaký vo všetkých bunkách jedného organizmu.

V dôsledku toho je každá bunka tela schopná syntetizovať akékoľvek množstvo každého proteínu charakteristického pre daný organizmus. Našťastie sa to nikdy nestane, pretože bunky konkrétneho tkaniva musia mať určitý súbor proteínov potrebných na vykonávanie svojej funkcie v mnohobunkovom organizme a v žiadnom prípade nesyntetizujú „cudzie“ proteíny, ktoré sú charakteristické pre bunky iných tkanív.

Napríklad v koreňových bunkách je potrebné syntetizovať rastlinné hormóny av bunkách listov - enzýmy na zabezpečenie fotosyntézy. Prečo nie sú všetky proteíny, o ktorých sú informácie obsiahnuté v jeho chromozómoch, syntetizované v jednej bunke naraz?

Takéto mechanizmy sa lepšie študujú v prokaryotických bunkách. Napriek tomu, že prokaryoty sú jednobunkové organizmy, ich transkripcia a translácia sú tiež regulované, pretože v jednom okamihu môže bunka potrebovať určitý proteín a v inom okamihu sa môže stať, že ten istý proteín bude pre ňu škodlivý.

Genetická jednotka mechanizmu na reguláciu syntézy proteínov by sa mala považovať za operón, ktorý zahŕňa jeden alebo viac štrukturálnych génov, t.j. génov, ktoré nesú informácie o štruktúre mRNA, ktorá zase nesie informácie o štruktúre proteínu. Pred týmito génmi sa na začiatku operónu nachádza promótor - „pristávacie miesto“ pre enzým RNA polymerázu. Medzi promótorom a štrukturálnymi génmi v operóne je úsek DNA nazývaný operátor. Ak je s operátorom spojený špeciálny proteín, represor, potom RNA polymeráza nemôže začať syntézu mRNA.

Mechanizmus regulácie syntézy proteínov v eukaryotoch.

Regulácia funkcie génov u eukaryotov, najmä ak hovoríme o mnohobunkovom organizme, je oveľa zložitejšia. Po prvé, proteíny potrebné na zabezpečenie akejkoľvek funkcie môžu byť kódované v génoch rôznych chromozómov (pripomeňme, že v prokaryotoch je DNA v bunke reprezentovaná jednou molekulou). Po druhé, v eukaryotoch sú samotné gény zložitejšie ako v prokaryotoch; majú „tiché“ oblasti, z ktorých sa mRNA nečíta, ale ktoré sú schopné regulovať fungovanie susedných úsekov DNA. Po tretie, v mnohobunkovom organizme je potrebné presne regulovať a koordinovať prácu génov v bunkách rôznych tkanív.

Táto koordinácia sa uskutočňuje na úrovni celého organizmu a hlavne pomocou hormónov. Vyrábajú sa ako v bunkách žliaz s vnútornou sekréciou, tak aj v bunkách mnohých iných tkanív, napríklad nervového. Tieto hormóny sa viažu na špeciálne receptory umiestnené buď na bunkovej membráne alebo vo vnútri bunky. V dôsledku interakcie receptora s hormónom v bunke dochádza k aktivácii alebo naopak k potlačeniu určitých génov a syntéza bielkovín v danej bunke mení svoj charakter. Napríklad hormón nadobličiek adrenalín aktivuje štiepenie glykogénu na glukózu vo svalových bunkách, čo vedie k zlepšeniu energetického zásobovania týchto buniek. Ďalší hormón, inzulín, vylučovaný pankreasom, naopak podporuje tvorbu glykogénu z glukózy a jeho ukladanie v pečeňových bunkách.

Treba tiež vziať do úvahy, že 99,9 % DNA u všetkých ľudí je rovnakých a len zvyšných 0,1 % určuje jedinečnú individualitu každého človeka: vzhľad, charakterové vlastnosti, metabolizmus, náchylnosť na niektoré choroby, individuálnu reakciu na lieky a mnohé iné. viac..

Dalo by sa predpokladať, že niektoré z „nefunkčných“ génov v určitých bunkách sú stratené a zničené. Množstvo experimentov však dokázalo, že to tak nie je. Z črevnej bunky pulca je za určitých podmienok možné vypestovať celú žabu, čo je možné len vtedy, ak je v jadre tejto bunky zachovaná všetka genetická informácia, hoci časť z nej nebola exprimovaná vo forme bielkovín. bunka bola súčasťou črevnej steny. V dôsledku toho sa v každej bunke mnohobunkového organizmu využíva iba časť genetickej informácie obsiahnutej v jeho DNA, čo znamená, že musia existovať mechanizmy, ktoré „zapnú“ alebo „vypnú“ prácu konkrétneho génu v rôznych bunkách.

Celková dĺžka molekúl DNA obsiahnutých v 46 ľudských chromozómoch je takmer 2 metre. Ak by boli písmená abecedy zakódované genetickým tripletovým kódom, potom by DNA jednej ľudskej bunky stačila na zašifrovanie 1000 hrubých zväzkov textu!

Všetky organizmy na Zemi sa skladajú z buniek. Existujú jednobunkové a mnohobunkové organizmy.

Organizmy bez jadrových buniek sa nazývajú prokaryoty a tie, ktoré majú vo svojich bunkách jadrá, sa nazývajú eukaryoty. Na vonkajšej strane je každá bunka pokrytá biologickou membránou. Vo vnútri bunky sa nachádza cytoplazma, v ktorej sa nachádza jadro (u eukaryotov) a ďalšie organely. Jadro je vyplnené karyoplazmou, v ktorej sa nachádza chromatín a jadierka. Chromatín je DNA naviazaná na proteíny, ktoré tvoria chromozómy počas delenia buniek.

Chromozómová sada bunky sa nazýva karyotyp.

V cytoplazme eukaryotických buniek sa nachádza cytoskelet - komplexný systém, ktorý plní podporné, motorické a transportné funkcie. Najdôležitejšie organely bunky: jadro, endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, ribozómy, mitochondrie, lyzozómy, plastidy. Niektoré bunky majú organely pohybu: bičíky, riasinky.

Medzi prokaryotickými a eukaryotickými bunkami existujú významné štrukturálne rozdiely.

Vírusy sú nebunkové formy života.

Pre normálne fungovanie bunky a celého mnohobunkového organizmu je nevyhnutné stále vnútorné prostredie, nazývané homeostáza.

Homeostáza je udržiavaná metabolickými reakciami, ktoré sa delia na asimiláciu (anabolizmus) a disimiláciu (katabolizmus). Všetky metabolické reakcie prebiehajú za účasti biologických katalyzátorov - enzýmov. Každý enzým je špecifický, to znamená, že sa podieľa na regulácii presne definovaných životných procesov. Preto v každej bunke „pracuje“ veľa enzýmov.

Všetky energetické náklady ktorejkoľvek bunky zabezpečuje univerzálna energetická látka - ATP. ATP vzniká z energie uvoľnenej pri oxidácii organických látok. Tento proces je viacstupňový a najúčinnejší rozklad kyslíka nastáva v mitochondriách.

Podľa spôsobu získavania organických látok potrebných pre život sa všetky bunky delia na autotrofy a heterotrofy. Autotrofy sa delia na fotosyntetické a chemosyntetické a všetky sú schopné nezávisle syntetizovať organické látky, ktoré potrebujú. Heterotrofy získavajú väčšinu organických zlúčenín zvonku.

Fotosyntéza je najdôležitejší proces, ktorý je základom vzniku a existencie veľkej väčšiny organizmov na Zemi. V dôsledku fotosyntézy sa pomocou energie slnečného žiarenia syntetizujú zložité organické zlúčeniny. S výnimkou chemosyntetík sú všetky organizmy na Zemi priamo alebo nepriamo závislé od fotosyntézy.

Najdôležitejším procesom, ktorý sa vyskytuje vo všetkých bunkách (s výnimkou buniek, ktoré stratili DNA počas vývoja), je syntéza bielkovín. Informácie o sekvencii aminokyselín, ktoré tvoria primárnu štruktúru proteínu, sú obsiahnuté v sekvencii tripletových kombinácií nukleotidov DNA. Gén je úsek DNA, ktorý kóduje informácie o štruktúre jedného proteínu. Transkripcia je proces syntézy mRNA, ktorá kóduje aminokyselinovú sekvenciu proteínu. mRNA odchádza z jadra (u eukaryotov) do cytoplazmy, kde v ribozómoch dochádza k tvorbe reťazca aminokyselín proteínu. Tento proces sa nazýva preklad. Každá bunka obsahuje veľa génov, no bunka využíva len striktne definovanú časť genetickej informácie, ktorá je zabezpečená prítomnosťou v génoch špeciálnych mechanizmov, ktoré zapínajú alebo vypínajú syntézu konkrétneho proteínu v bunke.

Bibliografia

1. Darevsky, I.S.; Orlov, N.L. Vzácne a ohrozené zvieratá. obojživelníky a plazy; M.: Vyššia škola, 1988. - 463 s.

2. Linné, Karl filozofia botaniky; M.: Nauka, 1989. - 456 s.

3. Oparin, A.I. Hmota. Život. inteligencia; M.: Nauka, 1977. - 208 s.

5. Attenborough, David Living Planet; M.: Mir, 1988. - 328 s.

Uverejnené na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

    Hlavné organely bunky. Cytoplazma je polotekuté médium, v ktorom sa nachádza bunkové jadro a všetky organely, jeho zloženie. Schéma štruktúry Golgiho komplexu. Organely inklúzneho pohybu (cilia a bičíky). Tvar a veľkosť jadra, jeho hlavné funkcie.

    prezentácia, pridané 13.11.2014

    Jednotný plán štruktúry buniek tela. Prísne usporiadanie štruktúry jadra a cytoplazmy. Bunkové jadro (úložisko všetkých genetických informácií). Obsah bunkového jadra (chromatín). Golgiho aparát, endoplazmatické retikulum, bunkové štruktúry.

    abstrakt, pridaný 28.07.2009

    Podstata organel, klasifikácia cytoplazmatických inklúzií podľa funkčného účelu. Charakteristické znaky rastlinných a živočíšnych buniek, úloha jadra v ich fungovaní. Hlavné organely bunky: Golgiho komplex, mitochondrie, lyzozómy, plastidy.

    prezentácia, pridané 27.12.2011

    Evolučný význam bunkového jadra – zložky eukaryotickej bunky obsahujúcej genetickú informáciu. Štruktúra jadra: chromatín, jadierko, karyoplazma a jadrový obal. Hlavné funkcie: uchovávanie, prenos a implementácia dedičných informácií.

    prezentácia, pridané 21.02.2014

    Znaky a úrovne organizácie živých organizmov. Chemická organizácia bunky. Anorganické, organické látky a vitamíny. Štruktúra a funkcie lipidov, sacharidov a bielkovín. Nukleové kyseliny a ich typy. Molekuly DNA a RNA, ich štruktúra a funkcie.

    abstrakt, pridaný 7.6.2010

    Prvky bunkovej štruktúry a ich vlastnosti. Funkcie membrány, jadra, cytoplazmy, bunkového centra, ribozómu, endoplazmatického retikula, Golgiho komplexu, lyzozómov, mitochondrií a plastidov. Rozdiely v štruktúre buniek zástupcov rôznych kráľovstiev organizmov.

    prezentácia, pridané 26.11.2013

    História vývoja bunkovej teórie, jej evolúcia. Stavba a funkcie bunkovej membrány, charakteristika membrány, cytoplazma, jadro. Úloha plazmatickej membrány a Golgiho aparátu v živote buniek. Ribozómy a mitochondrie, ich funkcie a zloženie.

    abstrakt, pridaný 16.08.2009

    História bunkového výskumu, najznámejšie diela všetkých čias napísané na túto tému a súčasné poznatky. Základná štruktúra bunky, jej hlavné zložky a ich funkcie. Cytoplazma a jej organely, účel Golgiho komplexu a inklúzie.

    abstrakt, pridaný 10.7.2009

    Štruktúra a funkcie bunkového jadra. Jeho tvar, zloženie, štruktúra. Deoxyribonukleová kyselina je nositeľkou dedičnej informácie. Mechanizmus replikácie DNA. Proces obnovy prirodzenej štruktúry DNA poškodenej počas jej normálnej biosyntézy.

    abstrakt, pridaný 09.07.2015

    Cytoplazma je podstatná časť bunky, uzavretá medzi plazmatickou membránou a jadrom. Reakcia prostredia a vlastnosti pohybu cytoplazmy. Význam, funkcie a štruktúra hyaloplazmy. Typy a úloha jedno- a dvojmembránových organel živej bunky.



Páčil sa vám článok? Zdieľaj to
Vytlačte si tento článok
Hore