Biologia celulei în termeni generali este cunoscută de toată lumea din programa școlară. Vă invităm să vă amintiți ceea ce ați studiat cândva, precum și să descoperiți ceva nou despre el. Denumirea „celulă” a fost propusă încă din 1665 de englezul R. Hooke. Cu toate acestea, abia în secolul al XIX-lea a început să fie studiat sistematic. Oamenii de știință au fost interesați, printre altele, de rolul celulei în organism. Ele pot face parte din multe organe și organisme diferite (ouă, bacterii, nervi, eritrocite) sau pot fi organisme independente (protozoare). În ciuda diversității lor, există multe în comun în funcțiile și structura lor.
Funcții celulare
Toți sunt diferite ca formă și adesea ca funcție. Celulele țesuturilor și organelor unui organism pot diferi, de asemenea, destul de puternic. Cu toate acestea, biologia celulei evidențiază funcțiile care sunt inerente tuturor soiurilor lor. Aici are loc întotdeauna sinteza proteinelor. Acest proces este controlat de aparatul genetic. O celulă care nu sintetizează proteine este în esență moartă. O celulă vie este una ale cărei componente se schimbă tot timpul. Cu toate acestea, rămân principalele clase de substanțeneschimbat.
Toate procesele din celulă sunt efectuate folosind energie. Acestea sunt nutriția, respirația, reproducerea, metabolismul. Prin urmare, o celulă vie se caracterizează prin faptul că schimbul de energie are loc în ea tot timpul. Fiecare dintre ele are o proprietate comună cea mai importantă - capacitatea de a stoca energie și de a o cheltui. Alte funcții includ diviziunea și iritabilitatea.
Toate celulele vii pot răspunde la schimbările chimice sau fizice din mediul lor. Această proprietate se numește excitabilitate sau iritabilitate. În celule, atunci când sunt excitate, se modifică rata de degradare a substanțelor și biosinteza, temperatura și consumul de oxigen. În această stare, ei îndeplinesc funcțiile specifice lor.
Structura celulei
Structura sa este destul de complexă, deși este considerată cea mai simplă formă de viață într-o știință precum biologia. Celulele sunt situate în substanța intercelulară. Le oferă respirație, nutriție și rezistență mecanică. Nucleul și citoplasma sunt componentele principale ale fiecărei celule. Fiecare dintre ele este acoperit cu o membrană, elementul de construcție pentru care este o moleculă. Biologia a stabilit că membrana este formată din multe molecule. Sunt dispuse în mai multe straturi. Datorită membranei, substanțele pătrund selectiv. În citoplasmă sunt organele - cele mai mici structuri. Acestea sunt reticulul endoplasmatic, mitocondriile, ribozomii, centrul celular, complexul Golgi, lizozomii. Vă veți face o idee mai bună despre cum arată celulele studiind imaginile prezentate în acest articol.
Membrană
Când examinați o celulă de plantă la microscop (de exemplu, o rădăcină de ceapă), puteți vedea că este înconjurată de o coajă destul de groasă. Calamarul are un axon uriaș, a cărui înveliș este de o natură complet diferită. Cu toate acestea, nu decide ce substanțe ar trebui sau nu ar trebui să fie permise în axon. Funcția membranei celulare este că este un mijloc suplimentar de protecție a membranei celulare. Membrana este numită „fortăreața celulei”. Cu toate acestea, acest lucru este adevărat numai în sensul că îi protejează și protejează conținutul.
Atât membrana, cât și conținutul intern al fiecărei celule constau de obicei din aceiași atomi. Acestea sunt carbonul, hidrogenul, oxigenul și azotul. Acești atomi se află la începutul tabelului periodic. Membrana este o sită moleculară, foarte fină (grosimea sa este de 10 mii de ori mai mică decât grosimea unui fir de păr). Porii săi seamănă cu pasaje înguste lungi făcute în zidul cetății unui oraș medieval. Lățimea și înălțimea lor sunt de 10 ori mai mici decât lungimea lor. În plus, găurile în această sită sunt foarte rare. În unele celule, porii ocupă doar o milioneme din întreaga suprafață a membranei.
Core
Biologia celulară este interesantă și din punctul de vedere al nucleului. Acesta este cel mai mare organoid, primul care a atras atenția oamenilor de știință. În 1981, nucleul celular a fost descoperit de Robert Brown, un om de știință scoțian. Acest organoid este un fel de sistem cibernetic în care informațiile sunt stocate, procesate și apoi transferate în citoplasmă, al cărei volum este foarte mare. Miezul este foarte important în procesereditatea, în care joacă un rol major. În plus, îndeplinește funcția de regenerare, adică este capabil să restabilească integritatea întregului corp celular. Acest organoid reglează toate cele mai importante funcții ale celulei. În ceea ce privește forma nucleului, cel mai adesea este sferică, precum și ovoidă. Cromatina este cea mai importantă componentă a acestui organel. Aceasta este o substanță care se colorează bine cu coloranți nucleari speciali.
O membrană dublă separă nucleul de citoplasmă. Această membrană este asociată cu complexul Golgi și cu reticulul endoplasmatic. Membrana nucleară are pori prin care unele substanțe trec ușor, în timp ce altele sunt mai dificil de făcut. Astfel, permeabilitatea sa este selectivă.
Sucul nuclear este conținutul interior al miezului. Umple spațiul dintre structurile sale. Neapărat în nucleu există nucleoli (unul sau mai mulți). Ele formează ribozomi. Există o relație directă între dimensiunea nucleolilor și activitatea celulei: cu cât nucleolii sunt mai mari, cu atât are loc biosinteza proteinelor mai activ; și, invers, în celulele cu sinteză limitată, acestea sunt fie complet absente, fie mici.
Cromozomii sunt în nucleu. Acestea sunt formațiuni filamentoase speciale. Pe lângă cromozomii sexuali, există 46 de cromozomi în nucleul unei celule din corpul uman. Acestea conțin informații despre înclinațiile ereditare ale corpului, care sunt transmise descendenților.
Celulele au de obicei un singur nucleu, dar există și celule multinucleate (în mușchi, ficat etc.). Dacă nucleii sunt îndepărtați, părțile rămase ale celulei vor deveni neviabile.
Citoplasmă
Citoplasma este o masă semi-lichidă mucoasă incoloră. Conține aproximativ 75-85% apă, aproximativ 10-12% aminoacizi și proteine, 4-6% carbohidrați, 2 până la 3% lipide și grăsimi, precum și 1% substanțe anorganice și alte substanțe.
Conținutul celulei, situat în citoplasmă, este capabil să se miște. Din acest motiv, organelele sunt plasate optim, iar reacțiile biochimice decurg mai bine, precum și procesul de excreție a produselor metabolice. În stratul de citoplasmă sunt prezentate diferite formațiuni: excrescențe superficiale, flageli, cili. Citoplasma este pătrunsă de un sistem de plasă (vacuolar), format din saci turtiți, vezicule, tubuli care comunică între ei. Sunt conectate la membrana plasmatică exterioară.
Reticul endoplasmatic
Acest organel a fost numit astfel deoarece este situat în partea centrală a citoplasmei (din greacă, cuvântul „endon” este tradus ca „înăuntru”). EPS este un sistem foarte ramificat de vezicule, tubuli, tubuli de diferite forme și dimensiuni. Ele sunt separate de citoplasma celulei prin membrane.
Există două tipuri de EPS. Primul este granular, care constă din rezervoare și tubuli, a căror suprafață este punctată cu granule (granule). Al doilea tip de EPS este agranular, adică neted. Granii sunt ribozomi. În mod curios, EPS granular este observat în principal în celulele embrionilor de animale, în timp ce în formele adulte este de obicei agranular. Se știe că ribozomii sunt locul sintezei proteinelor în citoplasmă. Pe baza acestui fapt, se poate presupune că EPS granular apare în principal în celulele unde are loc sinteza proteinelor active. Se crede că rețeaua agranulară este reprezentată în principal în acele celule în care are loc sinteza activă a lipidelor, adică grăsimi și diferite substanțe asemănătoare grăsimilor.
Ambele tipuri de EPS nu sunt implicate doar în sinteza substanțelor organice. Aici aceste substanțe se acumulează și sunt, de asemenea, transportate în locurile necesare. EPS reglează, de asemenea, metabolismul care are loc între mediu și celulă.
Ribozom
Acestea sunt organite celulare nemembranare. Sunt formate din proteine și acid ribonucleic. Aceste părți ale celulei nu sunt încă pe deplin înțelese din punct de vedere al structurii interne. La un microscop electronic, ribozomii arată ca niște granule în formă de ciupercă sau rotunjite. Fiecare dintre ele este împărțit în părți mici și mari (subunități) folosind o canelură. Mai mulți ribozomi sunt adesea legați împreună printr-o catenă a unui ARN special (acid ribonucleic) numit i-ARN (mesager). Datorită acestor organite, moleculele de proteine sunt sintetizate din aminoacizi.
Complexul Golgi
Produșii de biosinteză intră în lumenul tubilor și cavităților EPS. Aici ele sunt concentrate într-un aparat special numit complex Golgi (indicat ca complex Golgi în figura de mai sus). Acest aparat este situat în apropierea nucleului. Acesta participă la transferul produselor biosintetice care sunt livrate la suprafața celulei. De asemenea, complexul Golgi este implicat în îndepărtarea lor din celulă, în formarelizozomi etc.
Acest organel a fost descoperit de Camilio Golgi, un citolog italian (viață - 1844-1926). În cinstea lui, în 1898, a fost numit aparatul (complexul) Golgilor. Proteinele produse în ribozomi intră în acest organel. Când un alt organoid are nevoie de ele, o parte a aparatului Golgi este separată. Astfel, proteina este transportată la locul dorit.
Lizozomi
Când vorbim despre cum arată celulele și ce organele sunt incluse în compoziția lor, este necesar să menționăm lizozomi. Au o formă ovală, sunt înconjurate de o membrană cu un singur strat. Lizozomii conțin un set de enzime care descompun proteinele, lipidele și carbohidrații. Dacă membrana lizozomală este deteriorată, enzimele se descompun și distrug conținutul din interiorul celulei. Drept urmare, ea moare.
Centrul celular
Se găsește în celulele care sunt capabile să se divizeze. Centrul celular este format din doi centrioli (corpi în formă de tijă). Fiind în apropierea complexului Golgi și a nucleului, participă la formarea fusului de diviziune, în procesul de diviziune celulară.
Mitocondrii
Organelele energetice includ mitocondriile (foto de mai sus) și cloroplastele. Mitocondriile sunt puterile originale ale fiecărei celule. Din ele este extrasă energia din nutrienți. Mitocondriile au o formă variabilă, dar cel mai adesea sunt granule sau filamente. Numărul și dimensiunea lor nu sunt constante. Depinde de activitatea funcțională a unei anumite celule.
Dacă luăm în considerare o micrografie electronică,Se poate observa că mitocondriile au două membrane: interioară și exterioară. Cea interioară formează excrescențe (cristae) acoperite cu enzime. Datorită prezenței cristelor, suprafața totală a mitocondriilor crește. Acest lucru este important pentru ca activitatea enzimelor să continue în mod activ.
În mitocondrii, oamenii de știință au descoperit ribozomi și ADN specifici. Acest lucru permite acestor organite să se reproducă singure în timpul diviziunii celulare.
Cloroplaste
În ceea ce privește cloroplastele, este un disc sau o minge în formă, având o înveliș dublă (interioară și exterioară). În interiorul acestui organoid se află și ribozomi, ADN și grana - formațiuni membranare speciale asociate atât cu membrana interioară, cât și între ele. Clorofila se găsește în membranele granului. Datorită lui, energia luminii solare este transformată în energia chimică a adenozin trifosfat (ATP). În cloroplaste, este folosit pentru a sintetiza carbohidrați (formați din apă și dioxid de carbon).
De acord, informațiile prezentate mai sus sunt necesare nu numai pentru a trece un test de biologie. Celula este materialul de construcție care formează corpul nostru. Și toată natura vie este un set complex de celule. După cum puteți vedea, au multe componente. La prima vedere, poate părea că studiul structurii unei celule nu este o sarcină ușoară. Totuși, dacă te uiți, acest subiect nu este atât de complicat. Este necesar să-l cunoaștem pentru a fi bine versat într-o știință precum biologia. Compoziția celulei este una dintre temele sale fundamentale.
