Τα κύτταρα που σχηματίζουν τους ιστούς των εκπροσώπων της χλωρίδας και της πανίδας έχουν σημαντικές διαφορές στο μέγεθος, το σχήμα και τα συστατικά στοιχεία. Ωστόσο, όλα δείχνουν ομοιότητες στα κύρια χαρακτηριστικά της ανάπτυξης, του μεταβολισμού, της ζωτικής δραστηριότητας, της ευερεθιστότητας, της ικανότητας αλλαγής και της ανάπτυξης. Στη συνέχεια, ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στη δομή ενός φυτικού κυττάρου (ένας πίνακας με τα κύρια συστατικά θα δοθεί στο τέλος του άρθρου).
Σύντομη ιστορική αναδρομή
Με τη βοήθεια του οσμωτικού σοκ το 1925, οι Grendel και Gorter απέκτησαν άδεια κελύφη ερυθροκυττάρων, τις λεγόμενες «σκιές» τους. Στοιβάστηκαν σε ένα σωρό, καθορίζοντας την επιφάνεια τους. Τα λιπίδια απομονώθηκαν χρησιμοποιώντας ακετόνη. Προσδιορίστηκε επίσης ο αριθμός τους ανά μονάδα επιφάνειας ερυθροκυττάρων. Παρά τα σφάλματα στους υπολογισμούς, προέκυψε ένα τυχαία σωστό αποτέλεσμα και ανακαλύφθηκε η διπλοστοιβάδα λιπιδίων.
Γενικές πληροφορίες
Βιολογία είναι η μελέτη της ανάπτυξης και της ανάπτυξης ιστικών στοιχείων εκπροσώπων της χλωρίδας και της πανίδας. Η δομή ενός φυτικού κυττάρου είναι σύνθετητρία άρρηκτα συνδεδεμένα στοιχεία:
- Ο πυρήνας. Διαχωρίζεται από το κυτταρόπλασμα με μια πορώδη μεμβράνη. Περιέχει πυρήνα, πυρηνικό χυμό και χρωματίνη.
- Κυττάρο και ένα σύμπλεγμα εξειδικευμένων δομών - οργανιδίων. Τα τελευταία, συγκεκριμένα, περιλαμβάνουν πλαστίδια, μιτοχόνδρια, λυσοσώματα και το σύμπλεγμα Golgi, το κυτταρικό κέντρο. Τα οργανίδια είναι πάντα παρόντα. Εκτός από αυτούς, υπάρχουν και προσωρινοί σχηματισμοί που ονομάζονται εγκλείσματα.
- Η δομή που σχηματίζει την επιφάνεια είναι το κέλυφος του φυτικού κυττάρου.
Χαρακτηριστικά της συσκευής επιφάνειας
Στα λευκοκύτταρα και στους μονοκύτταρους οργανισμούς, η κυτταρική μεμβράνη παρέχει τη διείσδυση νερού, ιόντων, μικρών μορίων άλλων ενώσεων. Η διαδικασία κατά την οποία συμβαίνει η διείσδυση στερεών σωματιδίων ονομάζεται φαγοκυττάρωση. Αν πέσουν σταγόνες υγρών ενώσεων, τότε μιλούν για πινοκύττωση.
Οργανοειδή
Υπάρχουν στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Οι βιολογικοί μετασχηματισμοί που συμβαίνουν στο κύτταρο σχετίζονται με οργανίδια. Καλύπτονται από διπλή μεμβράνη - πλαστίδια και μιτοχόνδρια. Περιέχουν το δικό τους DNA, καθώς και μια συσκευή πρωτεϊνοσύνθεσης. Η αναπαραγωγή γίνεται με διαίρεση. Στα μιτοχόνδρια, εκτός από το ATP, η πρωτεΐνη συντίθεται σε μικρή ποσότητα. Τα πλαστίδια υπάρχουν στα φυτικά κύτταρα. Η αναπαραγωγή τους πραγματοποιείται με διαίρεση.
Μεμβράνη
Είναι λάθος να υποθέσουμε ότι το εξωτερικό στρώμα του κυττάρου είναι το κυτταρόπλασμα. Η μεμβράνη είναι μια μοριακή ελαστική δομή. Το εξωτερικό στρώμα του κυττάρου ονομάζεταιεπιφανειακή συσκευή, μέσω της οποίας πραγματοποιείται ο διαχωρισμός του περιεχομένου από το εξωτερικό περιβάλλον. Υπάρχουν διαφορετικές λειτουργίες της κυτταρικής μεμβράνης. Ένα από τα κύρια καθήκοντα είναι να διασφαλιστεί η ακεραιότητα ολόκληρου του στοιχείου. Στο εσωτερικό, υπάρχουν επίσης δομές που χωρίζουν το κελί στα λεγόμενα διαμερίσματα. Αυτές οι κλειστές ζώνες ονομάζονται οργανίδια ή διαμερίσματα. Μέσα σε αυτά διατηρούνται ορισμένες προϋποθέσεις. Η λειτουργία της κυτταρικής μεμβράνης είναι να ρυθμίζει την ανταλλαγή μεταξύ του περιβάλλοντος και του κυττάρου.
Μεμβράνη
Ποια είναι η δομή της κυτταρικής μεμβράνης; Η κυτταρική μεμβράνη είναι μια διπλή στοιβάδα (διπλή) μορίων κατηγορίας λιπιδίων. Τα περισσότερα από αυτά είναι λιπίδια ενός σύνθετου τύπου - φωσφολιπίδια. Τα μόρια περιέχουν υδρόφοβα (ουρά) και υδρόφιλα (κεφαλή) μέρη. Όταν σχηματίζεται το κυτταρικό τοίχωμα, οι ουρές στρέφονται προς τα μέσα και οι κεφαλές στρέφονται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Οι μεμβράνες είναι αμετάβλητες δομές. Το κέλυφος ενός ζωικού κυττάρου έχει πολλές ομοιότητες με ένα στοιχείο ενός εκπροσώπου της χλωρίδας. Το πάχος της μεμβράνης είναι περίπου 7-8 nm. Το βιολογικό εξωτερικό στρώμα του κυττάρου περιλαμβάνει διάφορες πρωτεϊνικές ενώσεις: ημι-ολοκληρωμένες (στο ένα άκρο βυθισμένο στο εξωτερικό ή εσωτερικό λιπιδικό στρώμα), ακέραιο (διεισδύει μέσα), επιφάνεια (γειτονικά με τις εσωτερικές πλευρές ή βρίσκεται στην εξωτερική πλευρά). Ένας αριθμός πρωτεϊνών είναι τα σημεία σύνδεσης της μεμβράνης και του κυτταροσκελετού μέσα στο κύτταρο και το εξωτερικό τοίχωμα (εάν υπάρχει). Ορισμένες ενσωματωμένες ενώσεις δρουν ως δίαυλοι ιόντων, διάφοροι υποδοχείς και μεταφορείς.
Αμυντική εργασία
Η δομή της κυτταρικής μεμβράνης καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τη δραστηριότητά της. Συγκεκριμένα, η μεμβράνη έχει επιλεκτική διαπερατότητα. Αυτό σημαίνει ότι ο βαθμός διαπερατότητας των μορίων μέσω της μεμβράνης εξαρτάται από το μέγεθος, τις χημικές τους ιδιότητες και το ηλεκτρικό φορτίο. Η κύρια λειτουργία που εκτελεί το εξωτερικό στρώμα του κυττάρου ονομάζεται φράγμα. Εξαιτίας αυτού, εξασφαλίζεται μια επιλεκτική, ρυθμισμένη, ενεργητική και παθητική ανταλλαγή ενώσεων με το περιβάλλον. Για παράδειγμα, η μεμβράνη των υπεροξισωμάτων προστατεύει το κυτταρόπλασμα από επικίνδυνα υπεροξείδια.
Μεταφορές
Μέσα από το εξωτερικό στρώμα του κυττάρου υπάρχει μια μετάβαση ουσιών. Λόγω της μεταφοράς διασφαλίζεται η παροχή θρεπτικών συστατικών, η αποβολή των τελικών προϊόντων της μεταβολικής διαδικασίας, η έκκριση διαφόρων ουσιών και ο σχηματισμός ιοντικών συστατικών. Επιπλέον, το βέλτιστο pH και η συγκέντρωση των ιόντων που είναι απαραίτητα για τη λειτουργία των ενζύμων διατηρείται στο κύτταρο. Εάν για κάποιο λόγο τα απαραίτητα σωματίδια δεν μπορούν να περάσουν από τη διπλοστοιβάδα φωσφολιπιδίων, για παράδειγμα, λόγω υδρόφιλων ιδιοτήτων, καθώς η μεμβράνη είναι υδρόφοβη στο εσωτερικό ή λόγω του μεγάλου μεγέθους τους, μπορούν να διασχίσουν τη μεμβράνη μέσω ειδικών μεταφορέων (πρωτεΐνες-φορείς), ενδοκυττάρωση ή από πρωτεϊνικά κανάλια. Στη διαδικασία της παθητικής μεταφοράς, οι ενώσεις διέρχονται από το εξωτερικό στρώμα του κυττάρου χωρίς κόστος ενέργειας με διάχυση κατά μήκος της βαθμίδας συγκέντρωσης. Η ελαφριά εφαρμογή θεωρείται μία από τις επιλογές για αυτή τη διαδικασία. Σε αυτή την περίπτωση, ένα συγκεκριμένο μόριο βοηθά την ουσία να διασχίσει το εξωτερικό στρώμα του κυττάρου. Αυτή μπορείυπάρχει ένα κανάλι που μπορεί να περάσει ουσίες μόνο τύπου 1. Η ενεργή μεταφορά απαιτεί ενέργεια. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η κίνηση σε αυτή την περίπτωση συμβαίνει αντίστροφα από τη βαθμίδα συγκέντρωσης. Σε αυτή την περίπτωση, η μεμβράνη περιέχει ειδικές πρωτεΐνες αντλίας, συμπεριλαμβανομένης της ATPase, η οποία αντλεί αρκετά ενεργά ιόντα καλίου στο κύτταρο και αντλεί ιόντα νατρίου.
Άλλες εργασίες
Το εξωτερικό στρώμα του κελιού εκτελεί μια συνάρτηση μήτρας. Αυτό εξασφαλίζει μια ορισμένη αμοιβαία διάταξη και προσανατολισμό των μεμβρανικών πρωτεϊνικών ενώσεων, καθώς και τη βέλτιστη αλληλεπίδρασή τους. Λόγω της μηχανικής λειτουργίας, διασφαλίζεται η αυτονομία του κυττάρου και των εσωτερικών δομών, καθώς και η σύνδεση με άλλες κυψέλες. Σε αυτή την περίπτωση, οι τοίχοι των κατασκευών έχουν μεγάλη σημασία στους εκπροσώπους της χλωρίδας. Στα ζώα, η παροχή μηχανικής λειτουργίας εξαρτάται από τη μεσοκυττάρια ουσία. Οι μεμβράνες εκτελούν επίσης ενεργειακές εργασίες. Στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης στους χλωροπλάστες και της κυτταρικής αναπνοής στα μιτοχόνδρια, ενεργοποιούνται συστήματα μεταφοράς ενέργειας στα τοιχώματά τους. Σε αυτά, όπως και σε πολλές άλλες περιπτώσεις, συμμετέχουν πρωτεΐνες. Ένα από τα πιο σημαντικά είναι η λειτουργία του υποδοχέα. Ορισμένες πρωτεΐνες που βρίσκονται στη μεμβράνη είναι υποδοχείς. Χάρη σε αυτά τα μόρια, το κύτταρο μπορεί να αντιληφθεί ορισμένα σήματα. Για παράδειγμα, τα στεροειδή που κυκλοφορούν στην κυκλοφορία του αίματος επηρεάζουν μόνο τα κύτταρα-στόχους που έχουν υποδοχείς που αντιστοιχούν σε ορισμένες ορμόνες. Υπάρχουν επίσης νευροδιαβιβαστές. Αυτά τα χημικάοι συνδέσεις παρέχουν μετάδοση παλμών. Έχουν επίσης σχέση με συγκεκριμένες πρωτεΐνες-στόχους. Τα συστατικά της μεμβράνης είναι συχνά ένζυμα. Εξ ου και η ενζυματική λειτουργία της κυτταρικής μεμβράνης. Οι πεπτικές ενώσεις υπάρχουν στις πλασματικές μεμβράνες των εντερικών επιθηλιακών στοιχείων. Τα βιοδυναμικά δημιουργούνται και διεξάγονται στο εξωτερικό στρώμα του κυττάρου.
Συγκέντρωση ιόντων
Με τη βοήθεια της μεμβράνης, το εσωτερικό περιεχόμενο του ιόντος Κ+ διατηρείται σε υψηλότερο επίπεδο από το εξωτερικό. Ταυτόχρονα, η συγκέντρωση Na+ είναι σημαντικά χαμηλότερη από ό,τι στο εξωτερικό. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό επειδή παρέχει μια διαφορά δυναμικού σε όλο το τοίχωμα και τη δημιουργία νευρικής ώθησης.
Σήμανση
Υπάρχουν αντιγόνα στη μεμβράνη που λειτουργούν ως κάποιου είδους «ετικέτες». Η σήμανση επιτρέπει την αναγνώριση του κυττάρου. Οι γλυκοπρωτεΐνες - πρωτεΐνες με διακλαδισμένες ολιγοσακχαριτικές πλευρικές αλυσίδες προσαρτημένες σε αυτές - παίζουν το ρόλο των «κεραιών». Δεδομένου ότι υπάρχουν αμέτρητες διαμορφώσεις πλευρικών αλυσίδων, είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένας δείκτης για κάθε ομάδα κυττάρων. Με τη βοήθειά τους, ορισμένα στοιχεία αναγνωρίζονται από άλλους, γεγονός που, με τη σειρά του, τους επιτρέπει να ενεργούν συντονισμένα. Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, κατά το σχηματισμό ιστών και οργάνων. Σύμφωνα με τον ίδιο μηχανισμό, το ανοσοποιητικό σύστημα εργάζεται για να αναγνωρίζει ξένα αντιγόνα.
Σύνθεση και δομή
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι κυτταρικές μεμβράνες αποτελούνται από φωσφολιπίδια. Ωστόσο, εκτός από αυτά, η δομή περιέχειχοληστερόλη και γλυκολιπίδια. Τα τελευταία είναι λιπίδια με συνδεδεμένους υδατάνθρακες. Τα γλυκο- και φωσφολιπίδια, που σχηματίζουν κυρίως κυτταρικές μεμβράνες, αποτελούνται από 2 μακριές υδρόφοβες υδατάνθρακες «ουρές». Συνδέονται με ένα υδρόφιλο, φορτισμένο «κεφάλι». Λόγω της παρουσίας χοληστερόλης, η μεμβράνη έχει το απαραίτητο επίπεδο ακαμψίας. Η ένωση καταλαμβάνει τον ελεύθερο χώρο μεταξύ των λιπιδικών υδρόφοβων ουρών, αποτρέποντας έτσι την κάμψη τους. Από αυτή την άποψη, εκείνες οι μεμβράνες στις οποίες υπάρχει λιγότερη χοληστερόλη είναι πιο εύκαμπτες και μαλακές, και όπου υπάρχει περισσότερη, αντίθετα, υπάρχει μεγαλύτερη ακαμψία και ευθραυστότητα στους τοίχους. Επιπλέον, η ένωση δρα ως πώμα που εμποδίζει την κίνηση των πολικών μορίων από κύτταρο σε κύτταρο. Ιδιαίτερη σημασία έχουν οι πρωτεΐνες που διεισδύουν στη μεμβράνη και είναι υπεύθυνες για τις διάφορες ιδιότητές της. Το ένα ή το άλλο κέλυφος ενός φυτικού κυττάρου έχει πρωτεΐνες που ορίζονται ως προς τη σύνθεση και τον προσανατολισμό.
Δακτυλιοειδή λιπίδια
Αυτές οι ενώσεις βρίσκονται δίπλα στις πρωτεΐνες. Ωστόσο, τα δακτυλιοειδή λιπίδια είναι πιο διατεταγμένα και λιγότερο κινητά. Περιέχουν λιπαρά οξέα με υψηλότερο κορεσμό. Τα λιπίδια εγκαταλείπουν τις μεμβράνες μαζί με την πρωτεΐνη. Χωρίς δακτυλιοειδή στοιχεία, οι πρωτεΐνες της μεμβράνης δεν θα λειτουργήσουν. Συχνά τα κοχύλια είναι ασύμμετρα. Με άλλα λόγια, αυτό σημαίνει ότι οι στιβάδες έχουν διαφορετικές λιπιδικές συνθέσεις. Το εξωτερικό περιέχει κυρίως γλυκολιπίδια, σφιγγομυελίνες, φωσφατιδυλοχολίνη, φωσφατιδυλονοσιτόλη. Το εσωτερικό στρώμα περιέχει φωσφατιδυλονοσιτόλη,φωσφατιδυλαιθανολαμίνη και φωσφατιδυλοσερίνη. Η μετάβαση από ένα επίπεδο σε ένα άλλο συγκεκριμένο μόριο είναι κάπως δύσκολη. Ωστόσο, μπορεί κάλλιστα να συμβεί αυθόρμητα. Αυτό συμβαίνει περίπου μία φορά κάθε έξι μήνες. Η μετάβαση μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί με τη βοήθεια πρωτεϊνών flippase και scramblase. Όταν η φωσφατιδυλσερύλη εμφανίζεται στο εξωτερικό στρώμα, τα μακροφάγα παίρνουν μια αμυντική θέση και κατευθύνουν τη δραστηριότητά τους για να καταστρέψουν το κύτταρο.
Οργανίλια
Αυτές οι περιοχές μπορεί να είναι μεμονωμένες και κλειστές ή συνδεδεμένες μεταξύ τους, χωρισμένες με μεμβράνες από το υαλόπλασμα. Τα περιξισώματα, τα κενοτόπια, τα λυσοσώματα, η συσκευή Golgi και το ενδοπλασματικό δίκτυο θεωρούνται οργανίδια μιας μεμβράνης. Οι διπλές μεμβράνες περιλαμβάνουν πλαστίδια, μιτοχόνδρια και τον πυρήνα. Όσον αφορά τη δομή των μεμβρανών, τα τοιχώματα των διαφορετικών οργανιδίων διαφέρουν ως προς τη σύσταση των πρωτεϊνών και των λιπιδίων.
Επιλεκτική διαπερατότητα
Μέσω των κυτταρικών μεμβρανών διαχέονται αργά λιπαρά και αμινοξέα, ιόντα και γλυκερίνη, γλυκόζη. Ταυτόχρονα, οι ίδιοι οι τοίχοι ρυθμίζουν ενεργά αυτή τη διαδικασία, περνώντας μερικές και διατηρώντας άλλες ουσίες. Υπάρχουν τέσσερις κύριοι μηχανισμοί για την είσοδο μιας ένωσης σε ένα κύτταρο. Αυτές περιλαμβάνουν ενδο- ή εξωκυττάρωση, ενεργή μεταφορά, όσμωση και διάχυση. Τα δύο τελευταία έχουν παθητικό χαρακτήρα και δεν απαιτούν ενεργειακό κόστος. Όμως τα δύο πρώτα είναι ενεργά. Χρειάζονται ενέργεια. Με την παθητική μεταφορά, η επιλεκτική διαπερατότητα καθορίζεται από ενσωματωμένες πρωτεΐνες - ειδικά κανάλια. Η μεμβράνη διαπερνάται μέσω αυτών. Αυτά τα κανάλια σχηματίζουν ένα είδος διόδου. Υπάρχουν δικές πρωτεΐνες για τα στοιχείαCl, Na, K. Όσον αφορά τη βαθμίδα συγκέντρωσης, τα μόρια των στοιχείων κινούνται στο κύτταρο από αυτήν. Στο φόντο του ερεθισμού, ανοίγουν κανάλια ιόντων νατρίου. Αυτοί με τη σειρά τους αρχίζουν να μπαίνουν απότομα στο κελί. Αυτό συνοδεύεται από μια ανισορροπία στο δυναμικό της μεμβράνης. Ωστόσο, αναρρώνει μετά από αυτό. Τα κανάλια καλίου παραμένουν πάντα ανοιχτά. Τα ιόντα εισέρχονται στο κύτταρο αργά μέσω αυτών.
Συμπερασματικά
Οι εργασίες και η δομή ενός φυτικού κυττάρου παρουσιάζονται συνοπτικά παρακάτω. Ο πίνακας περιέχει επίσης πληροφορίες σχετικά με τη σύνθεση του βιολογικού στοιχείου.
| Τύποι στοιχείων | Σύνθεση και συναρτήσεις |
| Φυτικά κύτταρα | Φτιαγμένο από φυτικές ίνες. Παρέχει σκαλωσιές και προστασία. |
| Βιοστοιχεία | Πολύ λεπτό και ελαστικό στρώμα - ο γλυκοκάλυξ περιλαμβάνει πρωτεΐνες και πολυσακχαρίτες. Παρέχει προστασία. |
