Die Zellen, aus denen das Gewebe von Pflanzen und Tieren besteht, unterscheiden sich erheblich in Form, Größe und Interne Struktur. Alle zeigen jedoch Ähnlichkeiten in den Hauptmerkmalen der Prozesse der Vitalaktivität, des Stoffwechsels, der Reizbarkeit, des Wachstums, der Entwicklung und der Fähigkeit zur Veränderung.
Biologische Umwandlungen, die in einer Zelle stattfinden, sind untrennbar mit denjenigen Strukturen einer lebenden Zelle verbunden, die für die Ausführung einer einzelnen oder anderen Funktion verantwortlich sind. Solche Strukturen werden Organellen genannt.
Mitochondrien sind normalerweise große längliche Organellen, die in zwei Membranen eingeschlossen sind. Die äußere Hülle erscheint glatt, und die innere Membran bildet Falten, die als "mitochondriale Stacheln" bezeichnet werden, auf denen einige der Reaktionen stattfinden, die zur Synthese führen.
Die Struktur der mitochondrialen Teilung der Mitochondrien mit einem Elektronenmikroskop. Bei der Befruchtung dringt nur der Spermienkopf in die Eizelle ein, also bleiben die Mitochondrien übrig und außerdem, wenn man hinein kann, werden sie bald zerstört. Da eine Person Mitochondrien nur von ihrer Mutter erbt, folgt daraus, dass alle Menschen eine weibliche Linie von einer Frau haben, die Forscher mitochondriale Eva nennen.
Zellen aller Art enthalten drei Hauptbestandteile, die untrennbar miteinander verbunden sind:
- die Strukturen, die ihre Oberfläche bilden: die äußere Membran der Zelle oder die Zellmembran oder die zytoplasmatische Membran;
- Zytoplasma mit einem ganzen Komplex spezialisierter Strukturen - Organellen (endoplasmatisches Retikulum, Ribosomen, Mitochondrien und Plastiden, Golgi-Komplex und Lysosomen, Zellzentrum), die ständig in der Zelle vorhanden sind, und temporäre Formationen, sogenannte Einschlüsse;
- Kern - durch eine poröse Membran vom Zytoplasma getrennt und enthält Kernsaft, Chromatin und Nukleolus.
Zellstruktur
In der Elektronenmikroskopie erscheinen Fotografien als dunkle Körner im Zytoplasma, im endoplasmatischen Retikulum und auf der Kernmembran. Es besteht aus einem Membransystem, das eine Reihe von Vesikeln und Tubuli bildet. Es zeichnet sich durch ein starkes endoplasmatisches Retikulum aus, das durch das Vorhandensein zahlreicher Ribosomen auf der Außenmembran gekennzeichnet ist, und durch ein glattes endoplasmatisches Retikulum, das durch das Fehlen von Ribosomen auf den Membranen gekennzeichnet ist. Das zerknitterte Gitter ist an der Bildung von Proteinen beteiligt, die, nachdem sie von Ribosomen gebildet wurden, hier in ihrer endgültigen Form zusammengesetzt werden.
Der Oberflächenapparat der Zelle (zytoplasmatische Membran) von Pflanzen und Tieren weist einige Merkmale auf.
Bei Einzeller und Leukozyten sorgt die äußere Membran für das Eindringen von Ionen, Wasser, kleinen Molekülen anderer Substanzen in die Zelle. Das Eindringen fester Partikel in die Zelle wird als Phagozytose bezeichnet, und das Eindringen von Tröpfchen flüssiger Substanzen wird als Pinozytose bezeichnet.
In einem glatten Muster findet jedoch eine Lipidsynthese statt. Zwei Untereinheiten des Ribosoms. Raues endoplasmatisches Retikulum und Ribosomen. Der Golgi-Apparat erfüllt die Funktion der Verarbeitung, Auswahl und des Exports von Zellprodukten. Es besteht aus flachen Reservoirs, sogenannten Reservoirs, deren Ansichten aus einer übereinander gestapelten Zellmembran bestehen, in deren Inneren Kohlenhydrate und modifizierte Proteine und Lipide synthetisiert werden.
Vesikel aus dem faltigen endoplasmatischen Retikulum verschmelzen miteinander und bilden sich in der Nähe der Kernmembranreservoirs des Golgi-Apparats, wo biochemische Reaktionen zu ihrem komplexen Strukturkomplex führen und auf ihre Funktion gerichtet sind. Sowohl interne als auch externe Golgi spielen eine Schlüsselrolle bei der Bildung von Lysosomen gebildet durch Vesikel, die von den Golgi-Reservoiren getrennt sind und der Zellmembran zugewandt sind.
Die äußere Plasmamembran reguliert den Stoffaustausch zwischen der Zelle und der äußeren Umgebung.
In eukaryotischen Zellen gibt es Organellen, die mit einer Doppelmembran bedeckt sind - Mitochondrien und Plastiden. Sie enthalten einen eigenen DNA- und Protein-Syntheseapparat, vermehren sich durch Teilung, haben also eine gewisse Autonomie in der Zelle. Neben ATP wird in den Mitochondrien eine kleine Menge Protein synthetisiert. Plastiden sind charakteristisch für Pflanzenzellen und vermehren sich durch Teilung.
Die Zentriole ist eine im Zytoplasma vorhandene zylindrische Struktur, die aus neun Tripletts von Mikrotubuli besteht. Die Zentren sind paarweise, bilden ein Zentrosom und sind typischerweise in einem Winkel von 90 ° angeordnet. Sie sind für die Produktion von Mikrotubuli verantwortlich, aus denen die mitotische Schmelze besteht, und haben damit eine "wichtige Funktion bei der Zellteilung". Es wurde festgestellt, dass durch die Zerstörung des Radius einer Zelle mit einer Zelle von einer Zelle die Fähigkeit zur Zellteilung nicht verloren geht, aber die Zellen der Tochter weniger konventionell organisiert sind.
Sie haben die gleiche Struktur wie die Basalkörper, die sich an der Basis der Wimpern und Kalamitäten befinden. Die Struktur des Golgi-Apparats Die Struktur der Zentren. Lysosomen sind Vesikel im Zytoplasma und stellen das Verdauungssystem der Zelle dar, da sie für den Abbau und die Zerstörung von Fremdmolekülen, die durch Endozyten in die Zelle gelangen, sowie von Molekülen und Zellorganen, die nicht mehr funktionieren, verantwortlich sind. Sie werden aus Vesikeln gebildet, die sich vom Golgi-Apparat trennen.
| Zelltypen | Die Struktur und Funktionen der äußeren und inneren Schichten der Zellmembran | ||
|---|---|---|---|
| äußere Schicht (chemische Zusammensetzung, Funktionen) |
innere Schicht - Plasmamembran |
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| chemische Zusammensetzung | Funktionen | ||
| Pflanzenzellen | Bestehend aus Faser. Diese Schicht dient als Gerüst der Zelle und erfüllt eine Schutzfunktion. | Zwei Proteinschichten, dazwischen eine Lipidschicht | Schränkt die innere Umgebung der Zelle von der äußeren ab und behält diese Unterschiede bei |
| tierische Zellen | Die äußere Schicht (Glykokalix) ist sehr dünn und elastisch. Besteht aus Polysacchariden und Proteinen. Führt eine Schutzfunktion aus. | Dasselbe | Spezielle Enzyme der Plasmamembran regulieren das Eindringen vieler Ionen und Moleküle in die Zelle und deren Freisetzung in die äußere Umgebung. |
Zu den Einzelmembranorganellen gehören das endoplasmatische Retikulum, der Golgi-Komplex, Lysosomen und verschiedene Arten von Vakuolen.
In der Zytologie in einer eukaryotischen Zelle Teil des Protoplasmas zwischen der Plasmamembran und der Kernmembran: Es gibt Hyaliplasmen oder s. grundlegend und darin enthalten verschiedene Organellen und spezifische Differenzierungen. Lange Zeit glaubte man, dass es sich um eine darin schwimmende homogene Gelatine handelt zytoplasmatische Organellen. Es wurde auch festgestellt, dass das Cytosol vieler Zellen auch nicht-membranumschlossene Granula, diese Einschlusskörperchen, enthält; Insbesondere Muskelzellen und Hepatozyten enthalten Glykogenkörner mit der Funktion, Energie zu speichern, und Fettgewebezellen enthalten große Tropfen Triglyceride.
Moderne Forschungsmittel haben es Biologen ermöglicht, festzustellen, dass alle Lebewesen je nach Zellstruktur in "nicht-nukleare" Organismen - Prokaryoten und "nukleare" - Eukaryoten unterteilt werden sollten.
Prokaryotische Bakterien und Blaualgen sowie Viren haben nur ein Chromosom, dargestellt durch ein DNA-Molekül (seltener RNA), das sich direkt im Zytoplasma der Zelle befindet.
Trotz der Ungewissheit über seine Organisation ist bekannt, dass die meisten Reaktionen des Zellstoffwechsels im Cytosol stattfinden; Daher muss es eine sehr gut organisierte Struktur mit den meisten faserigen oder lokalisierten Proteinen in bestimmten Regionen haben. Das Zytoskelett ist ein komplexes Netzwerk aus Proteinfilamenten, das eine dreidimensionale innere Struktur definiert, die von der Struktur und Form der Zellen und ihrer Bewegung abhängt. Es besteht aus Aktinfilamenten und Mikrotubuli, die beide kugelförmige Proteinuntereinheiten sind, die sich schnell und reversibel innerhalb von Zellen assoziieren können.
| Wichtige Organoide | Struktur | Funktionen |
|---|---|---|
| Zytoplasma | Internes halbflüssiges Medium mit feinkörniger Struktur. Enthält einen Zellkern und Organellen |
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| EPS - Endoplasmatisches Retikulum | Das Membransystem im Zytoplasma, das Kanäle und größere Hohlräume bildet, ER ist von zwei Arten: körnig (rau), auf dem sich viele Ribosomen befinden, und glatt |
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| Ribosomen | Kleine Körper mit einem Durchmesser von 15-20 mm | Führen Sie die Synthese von Proteinmolekülen durch, deren Zusammenbau aus Aminosäuren |
| Mitochondrien | Sie haben kugelförmige, fadenförmige, ovale und andere Formen. Es gibt Falten innerhalb der Mitochondrien (Länge von 0,2 bis 0,7 Mikrometer). Die äußere Hülle der Mitochondrien besteht aus 2 Membranen: Die äußere ist glatt und die innere bildet Auswüchse-Kreuze, auf denen sich Atmungsenzyme befinden. |
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| Plastiden - charakteristisch nur für Pflanzenzellen, es gibt drei Arten: | Doppelmembranzellorganellen | |
| Chloroplasten | Haben grüne Farbe, oval, vom Zytoplasma durch zwei dreischichtige Membranen begrenzt. Innerhalb des Chloroplasten befinden sich die Flächen, in denen das gesamte Chlorophyll konzentriert ist | Nutzen Sie die Lichtenergie der Sonne und schaffen Sie aus anorganischen organische Stoffe |
| Chromoplasten | Gelb, orange, rot oder braun, entstanden durch die Ansammlung von Carotin | Geben Sie verschiedenen Pflanzenteilen eine rote und gelbe Farbe |
| Leukoplasten | Farblose Plastiden (gefunden in Wurzeln, Knollen, Zwiebeln) | Sie speichern überschüssige Nährstoffe. |
| Golgi-Komplex | Es kann eine andere Form haben und besteht aus Hohlräumen, die durch Membranen und davon ausgehende Röhrchen mit Blasen am Ende begrenzt sind |
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| Lysosomen | Runde Körper mit einem Durchmesser von etwa 1 µm. Sie haben eine Membran (Haut) auf der Oberfläche, in der sich ein Komplex von Enzymen befindet | Ausführen Verdauungsfunktion- Speisereste verdauen und abgestorbene Organellen entfernen |
| Organellen der Zellbewegung |
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| Zelleneinschlüsse | Dies sind nicht dauerhafte Bestandteile der Zelle - Kohlenhydrate, Fette und Proteine. | Ersatznährstoffe, die im Leben der Zelle verwendet werden |
| Zellzentrum | Besteht aus zwei kleinen Körpern - Zentriolen und Zentrosphäre - einem verdichteten Bereich des Zytoplasmas | Spielt eine wichtige Rolle bei der Zellteilung |
Eukaryoten haben einen großen Reichtum an Organellen, haben Kerne, die Chromosomen in Form von Nukleoproteinen (ein Komplex aus DNA mit einem Histonprotein) enthalten. Eukaryoten umfassen die meisten modernen Pflanzen und Tiere, sowohl einzellige als auch mehrzellige.
Einige Arten von Zellen enthalten viel, aber andere Zellen sind völlig frei davon. Die Funktion dieser speziellen Filamente besteht darin, der Zelle mechanischen Halt zu geben und die Position intrazellulärer Organellen zu bestimmen. Die Hauptfilamente des Zytoskeletts sind durch dünne Proteinfasern weit miteinander verbunden, die ein zusätzliches dreidimensionales Netzwerk bilden, die sogenannte mikrotraukuläre Struktur.
Das Zytoskelett ist auch durch zusätzliche zelltypspezifische Proteine gekennzeichnet, die mit verschiedenen Filamenten interagieren, um Zellbewegungen zu erzeugen. Ein Beispiel hierfür ist die Muskelkontraktion in Abhängigkeit von Aktinfilamenten und die Bewegung von Wimpern und Trauer, die eng mit Mikrotubuli verbunden sind.
Es gibt zwei Ebenen der Zellorganisation:
- prokaryotisch - ihre Organismen sind sehr einfach aufgebaut - sie sind Einzeller oder Kolonien, die das Reich der Schrotflinten, Blaualgen und Viren ausmachen
- eukaryotisch - einzellige koloniale und mehrzellige Formen, von Protozoen - Rhizome, Flagellaten, Ciliaten - bis große Pflanzen und Tiere, die das Pflanzenreich, das Pilzreich und das Tierreich bilden
| Hauptorganellen | Struktur | Funktionen |
|---|---|---|
| Gemüsekern u Tierzelle | Runde oder ovale Form | |
| Die Kernhülle besteht aus 2 Membranen mit Poren |
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| Kernsaft (Karyoplasma) - eine halbflüssige Substanz | Die Umgebung, in der sich die Nukleolen und Chromosomen befinden | |
| Nucleoli sind kugelförmig oder unregelmäßig | Sie synthetisieren RNA, die Teil des Ribosoms ist | |
| Chromosomen sind dichte, längliche oder fadenförmige Gebilde, die nur während der Zellteilung sichtbar sind. | Enthalten DNA, die Erbinformationen enthält, die von Generation zu Generation weitergegeben werden |
Alle Organellen der Zelle sind trotz der Besonderheiten ihrer Struktur und Funktion miteinander verbunden und "arbeiten" für die Zelle als ein einziges System, in dem das Zytoplasma das Bindeglied ist.
Die eukaryotische Zelle besteht aus dem Protoplasma des Zellkerns und Zytoplasmas und der Plasmamembran, einer durchschnittlich 8,5 nm dicken Trennstruktur, die je nach Zelltyp unterschiedlich ist. Membran bedeckt Zellenwand, der Zellmantel, auch Glykokalykus genannt, weil er aus Glykoproteinen besteht, ein weicher und flexibler äußerer Hengst mit hohen Hafteigenschaften, der im Elektronenmikroskop abgenutzt aussieht.
Die Plasmamembran beherbergt zahlreiche zelluläre Aktivitäten: Hormonreaktion, zelluläre Wechselwirkungen, antigene Eigenschaften, Erregbarkeit und möglicherweise Genexpression und Zellteilung. In den frühen 1970er Jahren wurde ein Modell für die Struktur der Plasmamembran vorgeschlagen, ein Mosaik-Dreischichtmodell, das auch für Membranen innerhalb einer Zelle gültig ist, wonach es in der Phospholipid-Doppelschicht eingebettete Proteine gibt, die die gesamte Membran durchqueren Weg des Teils. Die Hauptmembran-Phospholipide sind im Wesentlichen 4: Phosphatidylserin, Phosphatidylethanolamin, Phosphatidylcholin und Sphingomyelin.
Spezielle biologische Objekte, die eine Zwischenposition zwischen belebter und unbelebter Natur einnehmen, sind Viren, die 1892 von D. I. Ivanovsky entdeckt wurden und derzeit Gegenstand einer speziellen Wissenschaft sind - der Virologie.
Viren vermehren sich nur in den Zellen von Pflanzen, Tieren und Menschen und verursachen verschiedene Krankheiten. Viren haben eine sehr einfache Struktur und bestehen aus Nukleinsäure(DNA oder RNA) und Proteinhülle. Außerhalb der Wirtszellen zeigt das Viruspartikel keine lebenswichtigen Funktionen: Es ernährt sich nicht, atmet nicht, wächst nicht, vermehrt sich nicht.
Sie sind Moleküle mit einem hydrophoben Ende und sind hydrophil, so anaphisch, dass sie, wenn sie sich in der Mitte zweier wässriger Lösungen befinden, beispielsweise innerhalb und außerhalb der Zelle, miteinander interagieren, indem sie in eine Doppelschicht, eine bimolekulare Lipidschicht oder platziert werden eine zweischichtige Schicht von etwa 7–8 nm.
Gepunktete Bereiche mit einer Dicke von etwa 2 nm sind auf die ausgerichtete Anordnung von Phospholipidköpfen zurückzuführen. In dem transparenten Raum zwischen den beiden Oberflächen werden die Phospholipidlinien miteinander verglichen. Der Kern, rund oder eiförmig, innerhalb des Nukleoplasmas enthält ein oder zwei Nukleolen und Chromatinplatten.
3. Zytoplasma und seine Organellen
Zytoplasma. Das Zytoplasma, das durch die äußere Membran von der äußeren Umgebung abgegrenzt ist, füllt die gesamte Zelle aus, und darin befinden sich verschiedene Organellen und der Zellkern. Dies ist die innere halbflüssige Umgebung der Zelle, die eine große Menge Wasser enthält, und aus organische Materie es wird von Proteinen dominiert. In elektronenmikroskopischen Aufnahmen hat der Großteil des Zytoplasmas eine feinkörnige Struktur. In vielen Zellen, zum Beispiel in Epithelzellen, sind die dünnsten Filamente darin sichtbar, die sich in allen Teilen der Zelle befinden und die Rolle von tragenden (Skelett-) Strukturen übernehmen. Das Zytoplasma bindet alle Zellorganellen und den Zellkern zu einem zusammen und sorgt für deren Wechselwirkung miteinander.
Die Kernhülle besteht aus zwei Membranen: Eine ist extern in Kontakt mit dem Zytoplasma und stellt die zytoplasmatische Facette dar, intern das daran haftende Chromatin. Der perinukleäre Raum trennt die beiden Membranen. Kernporen, die sich durch die Kernhülle öffnen, bieten körperfremden oder körpereigenen Substanzen die Möglichkeit des Transits sowohl in nukleozytoplasmatischer als auch in entgegengesetzter Richtung.
Chromatin, ein stark gefärbtes Material mit basischen Färbungen, besteht hauptsächlich aus Nukleoproteinen; es ist in mehr oder weniger spiralförmigen Filamenten mit einem Durchmesser von 25 nm oder weniger organisiert. Der Nukleolus mit seiner dichten Matrix erscheint als ein Netzwerk von anastomosierten Maschen, auf denen die körnigen und fibrillären Komponenten des Ribonukleoproteins gebildet werden; belegt eine Kernel-Variablenzone.
Mitochondrien. Mitochondrien („mitos“ - Faden, „chondrion“ - Korn, Körnchen, griechisch) sind etwa 0,2 bis 7 Mikrometer große Körper unterschiedlicher Form: rund, oval, stäbchenförmig, fadenförmig. Mitochondrien befinden sich im Zytoplasma von Zellen, und ihre Anzahl in verschiedenen Zellen kann von 2–3 bis 1000 oder mehr variieren. Es wird beispielsweise geschätzt, dass eine Säugetierleberzelle etwa 2500 Mitochondrien enthält.
Das Zytoplasma besteht aus zwei verschiedenen Einheiten: Morphoplasma und Hyaloplasma. Morphoplasma umfasst alle zytoplasmatischen Elemente, dh alle folgenden Zellorgane. Sie werden von zwei Membranen begrenzt: einer glatten äußeren Membran; die innere Membran ist mit Rippen versehen, die die Oberfläche vergrößern. Golgi-Apparat: ist eine Reihe von zellulären Dithiosomen. Jedes Dithiosom enthält gestapelte Reservoirs, kleine Vesikel und Vakuolen, die sich auf einer der Oberflächen des Dithiosoms befinden, wenn es aktiv ist.
Lysosomen: Von einer einfachen Membran begrenzte Organellen, die eine homogene, mäßig dichte Substanz enthalten, deren vielfältige enzymatische Aktivitäten Elemente außerhalb der Zelle abbauen können. Peroxisomen haben einen ähnlichen Durchmesser wie Lysosomen und schließen in ihrer Membran ein Nukleoid ein, das in eine homogene Substanz eingetaucht ist.
Mitochondrien sind in einem Lichtmikroskop deutlich sichtbar, mit dem Sie ihre Form und Lage in der Zelle sehen und ihre Anzahl zählen können. Eine elektronenmikroskopische Untersuchung ergab, dass jedes Mitochondrium eine ziemlich komplexe Struktur hat. Das Diagramm der Struktur des Mitochondriums sowie die elektronenmikroskopische Aufnahme zeigen, dass die äußere Hülle dieses Organoids durch zwei Membranen dargestellt wird: eine äußere und eine innere. Die äußere Membran ist glatt, sie bildet keine Falten und Auswüchse. Die innere Membran hingegen bildet zahlreiche Falten, die in den inneren Hohlraum der Mitochondrien gerichtet sind. Die Falten der inneren Membran werden Cristae ("crista" - Kamm, Auswuchs, lat.) genannt. In den meisten Zellen im inneren Hohlraum befinden sich die Mitochondrien der Cristae in Querrichtung. Einige Cristae können sich verzweigen. In einem Mitochondrium gibt es normalerweise viele Cristae, und sie liegen eng beieinander, und der unbedeutende Raum, der zwischen ihnen verbleibt, ist mit einer halbflüssigen Substanz mit feinkörniger Struktur gefüllt.
Zentrosom: Es befindet sich normalerweise in der Nähe des Zellkerns. Es wird durch eine oder zwei Zentrifugen gebildet. Jedes Zentrum hat das Aussehen eines Zylinders, dessen leicht undurchsichtige Wand 9 parallel angeordnete Röhrchen-T-Stücke enthält. Mikrotubuli und Mikrofibrillen, die das sogenannte Zytoskelett bilden: isoliert oder zu Bündeln gruppiert, verstreut oder lokalisiert, zytoplasmatisch. Sie sind Teil des Zytoskeletts: Aktin- und Myosin-Mikrofilamente, Zwischenfilamente und ein Mikrotracellulose-Netzwerk.
Auch amorphes Plasma genannt, ist eine pH-homogene Lösung ohne Strukturen, die in der Regel 55 % des Gesamtvolumens der Zelle ausmacht. Dies ist der Teil des Zytoplasmas, der auch bei Ultrazentrifugation bei höheren Geschwindigkeiten nicht aus Zellhomogenaten ausfällt.
Die äußere und innere Membran der Mitochondrien haben die gleiche dreischichtige Struktur wie die äußere Membran der Zelle. Dazu gehören Proteine und Fette. Auf den äußeren und inneren Membranen der Mitochondrien, insbesondere auf den Cristae, befinden sich eine Vielzahl verschiedener Enzyme. Zu den mitochondrialen Enzymen gehören vor allem solche, mit deren Hilfe die Zellatmung durchgeführt wird, sowie die Synthese einer speziellen Substanz namens Adenosintriphosphorsäure, kurz ATP. Diese Substanz verfügt über große Energiereserven, die beim Abbau von ATP freigesetzt werden, der unter dem Einfluss von Enzymen ständig in Mitochondrien stattfindet. Energie wird von Zellen bei der Synthese verschiedener Substanzen, bei der Erzeugung von Wärme, die zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur benötigt wird, bei Bewegung und anderen Manifestationen lebenswichtiger Aktivität verwendet.
Dieser Begriff bezieht sich auf verschiedene Strukturen, Körner und Materialien, die durch den Zellstoffwechsel produziert werden. Einschlüsse sind nicht in der Gruppe der Organe enthalten, die Bestandteile des zellulären Auf- und Abbaus sind. Stattdessen ist es das am häufigsten vorkommende Reservematerial in Form von Körnern wie Glykogen aus Vakuolen wie Lipideinschlüssen. Zu den Einschlüssen gehören auch Pigmente, das Ergebnis der Ansammlung von exogenen und endogenen Produkten, unabhängig davon, ob sie abgebaut sind oder nicht, sowie Kristalloide, Proteinverbindungen, die nur vorhanden sind Aussehen Kristalle.
ATP wird in den Mitochondrien aller Zellen, aller Organismen synthetisiert und ist eine universelle Energiequelle. Mitochondrien werden daher bildlich als Kraft- oder Energiestationen der Zelle bezeichnet; sie sind ein wesentliches Organell jeder pflanzlichen und tierischen Zelle.
Plastiden. Plastiden sind Organellen Pflanzenzellen, und das Vorhandensein von Plastiden unterscheidet Pflanzenzellen von tierischen Zellen. Plastiden befinden sich im Zytoplasma. Es gibt drei Haupttypen von Plastiden: 1) grün - Chloroplasten; 2) gefärbt in rot, orange und anderen Farben - Chromoplasten und 3) farblos - Leukoplasten.
Das heißt, die für die Energieumwandlung verantwortlichen zellulären Strukturen sind das Zytoplasma. Aus chemischer Sicht ist dies nichts anderes als eine Mischung von Proteinen, die sowohl enzymatische als auch enzymatische Funktionen haben Unterstützungsfunktionen, eingetaucht in eine wässrige Lösung verschiedener Mikromoleküle. Es kann angemerkt werden, dass in Zellen, die keine starre Wand haben, unterstützende Proteine ein Gerüst bilden, das eine ziemlich stabile Form beibehält, und dieses Gerüst wird durch eine offensichtliche Analogie als Zytoskelett bezeichnet.
Einige Reserven bestehen aus Molekülen, die Energie liefern; Zucker oder häufiger Polysaccharide: Stärke in Pflanzen und vielen Protisten, Glykogen in Tieren und Pilzen. Eukaryotische Zellen, insbesondere Protisten und Wassertiere, enthalten oft Lipidtröpfchen, die nicht nur viele Kalorien pro Gewichtseinheit liefern, sondern auch lieber schwimmen: Der Anteil an entfettetem Zytoplasma übersteigt tatsächlich wenig Wasser.
Chloroplasten kommen in den Zellen von Blättern und anderen grünen Pflanzenteilen vor. Die charakteristische grüne Farbe der Chloroplasten hängt von dem in ihnen enthaltenen speziellen grünen Farbstoff Chlorophyll ab. Dank Chlorophyll sind grüne Pflanzen in der Lage, die Lichtenergie der Sonne zu nutzen und mithilfe der Sonnenenergie organische Substanzen aus anorganischen zu synthetisieren. Der Prozess der Bildung organischer Substanzen aus anorganischen Substanzen wird als Photosynthese bezeichnet. Es kommt nur in Chloroplasten vor.
Chromoplasten färben die Blütenkronen von Blumen, Früchten, Gemüse und Blättern in verschiedenen Farben: von Gelb und Orange bis hin zu verschiedenen Rottönen.
Leukoplasten kommen in den Zellen der farblosen Pflanzenteile vor: in Stängeln, Wurzeln, Knollen. Alle diese Arten von Plastiden sind durch die Möglichkeit des gegenseitigen Übergangs eng miteinander verwandt. Wenn also Früchte reifen oder sich im Herbst die Blätter verfärben, verwandeln sich Chloroplasten in Chromoplasten, und Leukoplasten können sich ungehindert in Chloroplasten verwandeln, wenn beispielsweise Kartoffelknollen grün werden.
Alle drei Arten von Plastiden sind unter einem Lichtmikroskop gut sichtbar, da ihre Abmessungen normalerweise mehrere Mikrometer betragen. Beispielsweise können Chloroplasten 4–6 µm oder größer sein.
Die Feinstruktur von Plastiden wurde untersucht Elektronenmikroskop. Wir werden die Struktur von Chloroplasten im Detail betrachten. In den meisten Pflanzen sind Chloroplasten scheibenförmig und durch zwei Membranen vom Zytoplasma getrennt. Jede der Chloroplastenmembranen, d.h. extern und intern, hat die gleiche Struktur wie die äußere Membran der Zelle, und beide Membranen umfassen drei Schichten.
Die mikroskopische Aufnahme zeigt, dass sich im Inneren des Chloroplasten eine große Anzahl rechteckiger Grana befindet. Jedes Korn ist ein Cluster oder eine Gruppe der dünnsten Platten, die wie eine Säule aus Münzen übereinander gestapelt sind. IN Querschnitt sie sehen rund aus, der Durchmesser eines Korns beträgt etwa 1 µm. Ein Grana enthält etwa 10 Platten, und ein Chloroplast enthält mehrere zehn Grana, die ebenfalls durch dünne Platten miteinander verbunden sind. Der grüne Farbstoff Chlorophyll kommt nur in Getreide vor; es fehlt in anderen Teilen des Chloroplasten, und in der Grana findet die Photosynthese statt.
Lysosomen. Lysosomen sind kleine, runde Körper, die überall in der Zelle zu finden sind. Der Durchmesser eines Lysosoms beträgt etwa 1 Mikrometer. Lysosomen sind durch eine dichte Membran vom Zytoplasma getrennt. In ihnen sind Enzyme konzentriert, die alle in die Zelle gelangenden Nährstoffe abbauen können. Teilt Nährstoffe mit Hilfe von Enzymen wird Lyse genannt, daher der Name des Organoids selbst - das Lysosom. In einer Zelle können viele Lysosomen vorhanden sein, beispielsweise mehrere Dutzend, und die Gesamtheit der Lysosomen kann bildlich bezeichnet werden Verdauungssystem Zellen. Lysosomen wurden in vielen tierischen Zellen und in jüngerer Zeit auch in Pflanzenzellen gefunden.
Endoplasmatisches Retikulum. Dieses Organoid wurde erst bei der elektronenmikroskopischen Untersuchung von Zellen entdeckt. Das endoplasmatische Retikulum ist ein komplexes System von Kanälen und Hohlräumen mit einer Größe von bis zu 500 Å, die miteinander verbunden sind und ein komplexes Verzweigungsnetzwerk bilden, das das gesamte Zytoplasma der Zelle durchdringt.
Die Kanäle und Hohlräume des endoplasmatischen Retikulums werden durch Membranen begrenzt, die dieselbe Struktur wie die äußere Membran der Zelle haben, d.h. jeder von ihnen besteht aus drei Schichten.
Es gibt zwei Arten von endoplasmatischem Retikulum: rau und glatt. Auf den Membranen des ersten Typs befinden sich viele kleine runde Körper - Ribosomen, die den Membranen von Kanälen und Hohlräumen ein raues Aussehen verleihen. Die Membranen des zweiten Typs, d.h. glattes endoplasmatisches Retikulum, tragen keine Ribosomen auf ihrer Oberfläche.
Über die Funktionen dieses Organoids ist Folgendes bekannt: Das raue endoplasmatische Retikulum ist aktiv an der Synthese von Proteinen beteiligt. Auf den Membranen des glatten endoplasmatischen Retikulums werden Fette und Polysaccharide synthetisiert. Diese Syntheseprodukte reichern sich in Kanälen und Hohlräumen an und werden dann zu verschiedenen Organellen der Zelle transportiert, wo sie verbraucht werden. Außerdem werden in zahlreichen Kanälen und Hohlräumen des endoplasmatischen Retikulums Substanzen aus Umfeld. Substanzen, die die Zelle verlassen, treten auch in sie ein.
Daher ist das endoplasmatische Retikulum ein Zellorganell, das nicht nur an der Synthese von Proteinen, Polysacchariden und Fetten, sondern auch am Transport und der Anreicherung verschiedener Substanzen in der Zelle aktiv beteiligt ist.
Das Endoplasmatische Retikulum wurde in allen Zellen von Tieren und Pflanzen gefunden; die allgemeine Verbreitung dieses Organoids zeugt einmal mehr von der Bedeutung seiner Funktionen, die nun intensiv erforscht werden.
Ribosomen. Neben dem endoplasmatischen Retikulum wurden Ribosomen mit einem Elektronenmikroskop entdeckt, da diese Zellorganellen extrem klein sind. Ribosomen sind runde Körper mit einem Durchmesser von 150 - 200 Å. Eine elektronenmikroskopische Aufnahme zeigt, dass es viele Ribosomen in der Zelle gibt und dass sich die meisten von ihnen auf den Membranen des endoplasmatischen Retikulums befinden. Darüber hinaus befinden sich viele Ribosomen frei im Zytoplasma sowie im Zellkern. Ribosomen bestehen aus Protein und Ribonukleinsäure (RNA).
Ribosomen kommen in allen Zellen vielzelliger Tiere und Pflanzen sowie in den Zellen einzelliger Organismen vor. Dies zeigt, dass Ribosomen ein obligatorisches Organell jeder Zelle sind, das die wichtigste biologische Funktion erfüllt: An Ribosomen wird Protein synthetisiert. Ribosomen sind genau die Organelle der Zelle, wo die Synthese von Proteinmolekülen stattfindet, d.h. sie werden aus Aminosäuremolekülen zusammengesetzt, die im Zytoplasma und Zellkern jeder Zelle vorhanden sind. Da Ribosomen die wesentliche Funktion der Proteinsynthese erfüllen, können sie als „Fließbänder“ der Zelle bezeichnet werden.
An Ribosomen synthetisierte Proteine reichern sich in den Kanälen und Hohlräumen des endoplasmatischen Retikulums an und werden dann zu den Zellorganellen transportiert, wo sie verbraucht werden. Der Großteil der Proteine wird an Ribosomen synthetisiert, die auf den Membranen des rauen endoplasmatischen Retikulums konzentriert sind, und diese beiden Organellen stellen, wie oben erwähnt, einen einzigen Apparat für die Synthese und den Transport von Proteinen dar, die in der Zelle gebildet werden.
Golgi-Komplex. Der Golgi-Komplex ist ein Zellorganoid, benannt nach dem italienischen Wissenschaftler C. Golgi, der ihn erstmals im Zytoplasma von Nervenzellen sah (1898) und ihn als Maschenapparat bezeichnete. Jetzt findet sich der Golgi-Komplex in allen Zellen pflanzlicher und tierischer Organismen. Ihre Form und Größe ist sehr unterschiedlich. In vielen Zellen, zum Beispiel in Nervenzellen, hat es die Form eines komplexen Netzwerks, das sich um den Zellkern herum befindet (Abb. 59); In Pflanzenzellen, Protozoen, wird der Golgi-Komplex durch einzelne sichelförmige oder stäbchenförmige Körper dargestellt. Die elektronenmikroskopische Struktur dieser Organelle ist trotz der Vielfalt ihrer Form in den Zellen pflanzlicher und tierischer Organismen gleich. Der Golgi-Komplex besteht aus drei Hauptbereichen strukurelle Komponenten: 1) große Hohlräume in Gruppen angeordnet (je 5-8); 2) ein komplexes System von Tubuli, die sich von den Hohlräumen aus erstrecken; 3) große und kleine Blasen an den Enden der Tubuli. Alle diese Elemente bilden einen einzigen Komplex und werden durch Membranen mit der gleichen Struktur wie die äußere Membran der Zelle begrenzt.
Der Golgi-Komplex erfüllt viele wichtige biologische Funktionen: Produkte der synthetischen Aktivität der Zelle werden durch die Kanäle des endoplasmatischen Retikulums dorthin transportiert verschiedene Substanzen Eindringen in die Zelle aus der äußeren Umgebung. Dies sind in erster Linie in der Zelle synthetisierte Proteine, Proteingeheimnisse, die in vielen Zellen produziert werden, Eigelb, das in Eizellen während ihrer Reifung gebildet wird, Polysaccharide und Fette. Alle diese Substanzen reichern sich zuerst in den Elementen des Golgi-Komplexes an und gelangen dann in Form von Tröpfchen oder Körnern in das Zytoplasma und werden entweder in der Zelle selbst während ihrer Vitalaktivität verwendet oder aus ihr in die äußere Umgebung entfernt.
Zellzentrum. Das Zellzentrum besteht aus zwei sehr kleinen Körpern, die jeweils weniger als 1 Mikrometer groß sind, und einem besonders dichten Bereich aus Zytoplasma. Die Körper des Zellzentrums werden Zentriolen genannt und der verdichtete Bereich des Zytoplasmas, in dessen Mitte sie sich befinden. - Zentrosphäre.
Elektronenmikroskopische Untersuchungen haben gezeigt, dass jede Zentriole die Form eines Zylinders hat, dessen Wand aus 9 Paaren winziger Röhrchen besteht.
Das Zellzentrum befindet sich normalerweise in der Nähe des Zellkerns. Diese Anordnung des Zellzentrums ist besonders charakteristisch für die Zellen vielzelliger Tiere. Das Zellzentrum gehört dazu wichtige Rolle während der Zellteilung.
Organellen von besonderer Bedeutung. Diese Gruppe umfasst diejenigen Organellen, die mit der Ausführung von Zellen mit speziellen Funktionen verbunden sind. Als Beispiel für solche Organellen können Zilien und Flagellen dienen, die bei Ciliaten und Flagellaten unter Protozoen die Funktion der Bewegung übernehmen. Auch viele Epithelzellen vielzelliger Tiere sind mit Zilien versorgt, zum Beispiel dem Epithel der Atemwege, wo Zilien die Funktion der Bewegung übernehmen und in den Körper eingedrungene Staubpartikel entfernen. Die Muskelzellen von Tieren und Menschen enthalten die dünnsten Fäden - Myofibrillen, aufgrund derer Muskelkontraktionen durchgeführt werden. In Protozoen, in vielen Zellen mehrzellige Organismen, und besonders im Epithel, gibt es sehr dünne Stützfäden, die die Rolle eines intrazellulären Skeletts spielen.
Einschlüsse. Anders als Organellen gehören Einschlüsse zu den nicht-permanenten zellulären Strukturen. Sie erscheinen und verschwinden während der Lebensdauer der Zelle. Einschlüsse sind unter einem Lichtmikroskop in Form von dichten Körnern, Flüssigkeitstropfen, Vakuolen und Kristallen gut sichtbar. Viele dieser Einschlüsse sind Reservenährstoffe, die ständig von der Zelle verbraucht werden. Dies sind Fetttröpfchen, Stärke- und Glykogenkörner sowie Eiweiß. In manchen Zellen werden Reservenährstoffe in großen Mengen abgelagert. So sammelt sich viel Glykogen in den Leberzellen und Fett in den Zellen des subkutanen Fettgewebes von Tieren und Menschen an. In den Eizellen verschiedener Tiere gibt es viele Proteinablagerungen. Pflanzenzellen sind auch reich an Ersatz Nährstoffe: In ihnen finden Sie Polysaccharide (Stärke usw.), Fette und Proteineinschlüsse, die in Samen und Knollen reichlich vorhanden sind. Beispielsweise sammelt sich in den Zellen von Kartoffelknollen eine große Menge Stärke an.
Organismen sind in Bezug auf die genetische Information gleichwertig, unterscheiden sich jedoch durch die unterschiedliche Arbeit verschiedener Gene, was zu ihrer morphologischen und funktionellen Vielfalt führt - zur Differenzierung. Die Geschichte der Entwicklung von Konzepten über die Zelle XVII Jahrhundert 1665 - der englische Physiker R. Hooke beschreibt in seiner Arbeit "Mikrographie" die Struktur des Korkens, auf deren dünnen Abschnitten er korrekt lokalisierte Hohlräume fand. ...