Celula și funcțiile sale pe scurt. Organele și funcțiile lor. Membrană celulară sau citoplasmatică

Biologia celulară în schiță generală cunoscut de toată lumea din programa școlară. Vă invităm să vă amintiți ceea ce ați învățat cândva și, de asemenea, să descoperiți ceva nou despre el. Numele „celulă” a fost propus 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 celulelor în organism. Ele pot face parte din multe organe și organisme diferite (ouă, bacterii, nervi, globule roșii) sau pot fi organisme independente (protozoare). În ciuda diversității lor, există multe în comun în funcțiile și structura lor.

Funcțiile celulare

Toate sunt diferite ca formă și adesea ca funcție. Celulele țesuturilor și organelor aceluiași organism pot diferi destul de mult. Cu toate acestea, biologia celulară evidențiază funcții care sunt comune tuturor soiurilor lor. Aici are loc întotdeauna sinteza proteinelor. Acest proces este controlat O celulă care nu sintetizează proteine ​​este în esență moartă. O celulă vie este una ale cărei componente sunt în continuă schimbare. Cu toate acestea, principalele clase de substanțe rămân neschimbate.

Toate procesele din celulă sunt efectuate folosind energie. Acestea sunt nutriția, respirația, reproducerea, metabolismul. De aceea celula vie caracterizat prin ceea ce se întâmplă în ea tot timpul metabolismul energetic. 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 substanțe chimice sau modificări fizice mediul care le inconjoara. Această proprietate se numește excitabilitate sau iritabilitate. În celule, atunci când sunt excitate, se modifică rata de descompunere a substanțelor și biosinteza, temperatura și consumul de oxigen. În această stare, ei îndeplinesc funcțiile inerente lor.

Structura celulară

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, al cărei element de construcție 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 există organele - cele mai mici structuri. Acestea sunt reticulul endoplasmatic, mitocondriile, ribozomii, centrul celular, complexul Golgi, lizozomii. Veți înțelege mai bine cum arată celulele studiind imaginile prezentate în acest articol.

Membrană

Reticulul endoplasmatic

Acest organel a fost numit astfel datorită faptului că este situat în partea centrală a citoplasmei (cu limba greacă cuvântul „endon” se traduce prin „înăuntru”). EPS - un sistem foarte ramificat de vezicule, tuburi, tubuli diverse formeși magnitudinea. Sunt delimitate de membrane.

Există două tipuri de EPS. Primul este granular, care constă din cisterne și tubuli, a căror suprafață este presărată cu granule (granule). Al doilea tip de EPS este agranular, adică neted. Ribozomii sunt grana. Este curios că EPS granular se observă în principal în celulele embrionilor de animale, în timp ce în formele adulte este de obicei agranular. După cum știți, ribozomii sunt locul sintezei proteinelor în citoplasmă. Pe baza acestui fapt, putem presupune că EPS granular apare predominant în celulele în care 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 a grăsimilor și a diferitelor substanțe asemănătoare grăsimilor.

Ambele tipuri de EPS nu doar participă la sinteză materie organică. Aici aceste substanțe se acumulează și sunt, de asemenea, transportate în locurile necesare. EPS reglează, de asemenea, metabolismul care are loc între mediu inconjuratorși o celulă.

Ribozomi

Mitocondriile

Organelele energetice includ mitocondriile (foto de mai sus) și cloroplastele. Mitocondriile sunt un fel de stație energetică a fiecărei celule. Din ele este extrasă energia din nutrienți. Mitocondriile variază ca formă, dar cel mai adesea sunt granule sau filamente. Numărul și dimensiunea lor nu sunt constante. Depinde de ce activitate functionala o celulă sau alta.

Dacă te uiți la o micrografie electronică, vei observa că mitocondriile au două membrane: interioară și exterioară. Cea interioară formează proiecții (cristae) acoperite cu enzime. Datorită prezenței cristelor, suprafața totală a mitocondriilor crește. Acest lucru este important pentru ca activitatea enzimei să continue în mod activ.

Oamenii de știință au descoperit ribozomi și ADN specifici în mitocondrii. Acest lucru permite acestor organite să se reproducă independent în timpul diviziunii celulare.

Cloroplaste

În ceea ce privește cloroplastele, forma este un disc sau o minge cu înveliș dublu (interioară și exterioară). În interiorul acestui organel se află și ribozomi, ADN și grana - formațiuni membranare speciale legate atât de membrana interioară, cât și între ele. Clorofila este localizată exact în membranele granițe. Datorită lui energia lumina soarelui Trifosfatul de adenozină (ATP) este transformat în energie chimică. În cloroplaste este utilizat pentru sinteza carbohidraților (formați din apă și dioxid de carbon).

De acord, trebuie să cunoașteți informațiile prezentate mai sus nu numai pentru a trece testul de biologie. Celula este materialul de construcție care formează corpul nostru. Și toată natura vie este o colecție complexă de celule. După cum puteți vedea, sunt multe componente. La prima vedere, poate părea că studiul structurii unei celule nu este o sarcină ușoară. Cu toate acestea, dacă te uiți la el, 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.

Formele celulelor sunt foarte diverse. În organismele unicelulare, fiecare celulă este un organism separat. Forma și caracteristicile sale structurale sunt asociate cu condițiile de mediu în care trăiește acest organism unicelular, cu modul său de viață.

Diferențele în structura celulară

Corpul fiecărui animal și plante multicelulare este compus din celule care diferă în aspect, care este legat de funcțiile lor. Astfel, la animale se poate distinge imediat o celulă nervoasă de un mușchi sau celulă epitelială(țesut care acoperă epiteliul). Plantele au structuri celulare diferite în frunze, tulpini etc.
Dimensiunile celulelor sunt la fel de variabile. Cele mai mici dintre ele (unele) nu depășesc 0,5 microni Mărimea celulelor organismelor multicelulare variază de la câțiva micrometri (diametrul leucocitelor umane este de 3-4 microni, diametrul eritrocitelor este de 8 microni). dimensiune uriașă(procesele unei celule nervoase umane au o lungime mai mare de 1 m). În majoritatea celulelor vegetale și animale, diametrul lor variază de la 10 la 100 de microni.
În ciuda diversității structurii, formelor și dimensiunilor, toate celulele vii ale oricărui organism sunt similare în multe privințe structura interna. Celulă- holistic complex sistem fiziologic, în care se desfășoară toate procesele de bază ale vieții: energie, iritabilitate, creștere și auto-reproducere.

Componentele principale ale structurii celulare

Principalele componente comune ale unei celule sunt membrana exterioară, citoplasma și nucleul. O celulă poate trăi și funcționa normal doar în prezența tuturor acestor componente, care interacționează strâns între ele și cu mediul.

Desen. 2. Structura celulară: 1 - nucleu, 2 - nucleol, 3 - membrana nucleară, 4 - citoplasmă, 5 - aparat Golgi, 6 - mitocondrii, 7 - lizozomi, 8 - reticul endoplasmatic, 9 - ribozomi, 10 - membrana celulară

Structura membrana exterioară. Este o membrană celulară subțire (aproximativ 7,5 nm2 grosime) cu trei straturi, vizibilă doar la microscopul electronic. Cele două straturi exterioare ale membranei sunt formate din proteine, iar cel din mijloc este format din substanțe asemănătoare grăsimilor. Membrana are pori foarte mici, datorită cărora permite trecerea cu ușurință a unor substanțe și reține altele. Membrana participă la fagocitoză (captarea de către celulă particule în suspensie) și în pinocitoză (captarea de către o celulă a picăturilor de lichid cu substanțe dizolvate în ea). Astfel, membrana menține integritatea celulei și reglează fluxul de substanțe din mediu în celulă și din celulă în mediul acesteia.
Pe mine suprafata interioara membrana formează invaginări și ramuri care pătrund adânc în celulă. Prin ele, membrana exterioară este conectată la învelișul nucleului, pe de altă parte, membranele celulelor învecinate, formând invaginări și pliuri reciproc adiacente, conectează foarte strâns și fiabil celulele în țesuturi multicelulare.

Citoplasma este un sistem coloidal complex. Structura sa: soluție semi-lichidă transparentă și formațiuni structurale. Formațiunile structurale ale citoplasmei comune tuturor celulelor sunt: ​​mitocondriile, reticulul endoplasmatic, complexul Golgi și ribozomii (Figura 2). Toate, împreună cu miezul, reprezintă centrii anumitor procese biochimice, în totalitatea componentelor dintr-o celulă. Aceste procese sunt extrem de diverse și apar simultan într-un volum mic microscopic al celulei. Legat de asta caracteristică generală structura internă a tuturor elementelor structurale ale celulei: în ciuda dimensiunilor lor mici, au o suprafață mare pe care se află catalizatori biologici (enzime) și se desfășoară diferite reacții biochimice.

Mitocondriile(Figura 2, 6) - centre energetice celule. Acestea sunt corpuri foarte mici, dar clar vizibile la microscopul luminos (lungime 0,2-7,0 microni). Ele sunt localizate în citoplasmă și variază semnificativ în formă și număr în celule diferite. Conținutul lichid al mitocondriilor este închis în două membrane cu trei straturi, fiecare având aceeași structură ca și membrana exterioară a celulei. Membrana interioară a mitocondriei formează numeroase invaginări și septuri incomplete în corpul mitocondriului (Figura 3). Aceste invaginări se numesc cristae. Datorită acestora, cu un volum mic, se realizează o creștere bruscă a suprafeței pe care au loc reacții biochimice, iar printre acestea, în primul rând, reacțiile de acumulare și eliberare de energie prin conversia enzimatică a acidului adenozin difosforic în acid adenozin trifosforic și invers.

Reticulul endoplasmatic(Figura 2, 8) este o invaginare multi-ramificată a membranei celulare exterioare. Membranele reticulului endoplasmatic sunt de obicei aranjate în perechi, iar între ele se formează tubuli, care se pot extinde în cavități mai mari umplute cu produse de biosinteză. În jurul nucleului, membranele care alcătuiesc reticulul endoplasmatic trec direct în membrana exterioară a nucleului. Astfel, reticulul endoplasmatic conectează toate părțile celulei între ele. Într-un microscop cu lumină, atunci când se examinează structura unei celule, reticulul endoplasmatic nu este vizibil.

Structura celulei este împărțită în stare brutăȘi neted reticulul endoplasmatic. Reticulul endoplasmatic dur este înconjurat dens de ribozomi, unde are loc sinteza proteinelor. Reticulul endoplasmatic neted este lipsit de ribozomi și sintetizează grăsimi și carbohidrați. Tubulii reticulului endoplasmatic efectuează schimb intracelular de substanțe sintetizate în diverse părți celule, precum și schimbul dintre celule. În același timp, reticulul endoplasmatic, ca formațiune structurală mai densă, servește ca schelet al celulei, dându-i formei o anumită stabilitate.

Ribozomi(Figura 2, 9) sunt localizate atât în ​​citoplasma celulei, cât și în nucleul acesteia. Acestea sunt boabe minuscule, cu un diametru de aproximativ 15-20 nm, ceea ce le face invizibile la microscopul optic. În citoplasmă, cea mai mare parte a ribozomilor este concentrată pe suprafața tubilor reticulului endoplasmatic aspru. Funcția ribozomilor este cel mai important proces pentru viața celulei și a organismului în ansamblu - sinteza proteinelor.

Complexul Golgi(Figura 2, 5) a fost găsit inițial numai în celulele animale. Cu toate acestea, în În ultima vreme Structuri similare au fost găsite în celulele vegetale. Structura complexului Golgi este apropiată de formațiunile structurale ale reticulului endoplasmatic: acestea sunt tubuli de diferite forme, cavități și vezicule formate din membrane cu trei straturi. În plus, complexul Golgi include vacuole destul de mari. Unele produse de sinteză se acumulează în ele, în primul rând enzime și hormoni. În anumite perioade ale vieții unei celule, aceste substanțe rezervate pot fi îndepărtate dintr-o celulă dată prin reticulul endoplasmatic și sunt implicate în procesele metabolice ale corpului în ansamblu.

Centrul celular- formarea, descrisă până acum doar în celulele animalelor și plantelor inferioare. Este format din două centrioli, structura fiecăruia dintre ele este un cilindru cu dimensiunea de până la 1 micron. Centriolii joacă rol importantîn diviziunea celulară mitotică. Pe lângă formațiunile structurale permanente descrise, în citoplasmă diferite celule anumite incluziuni apar periodic. Acestea sunt picături de grăsime, boabe de amidon, cristale proteice de o formă specială (boabe de aleuronă) etc. cantitati mari astfel de incluziuni se găsesc în celulele țesuturilor de depozitare. Cu toate acestea, în celulele altor țesuturi astfel de incluziuni pot exista ca rezervă temporară de nutrienți.

Miez(Figura 2, 1), ca și citoplasma cu membrana exterioară, este o componentă esențială a marii majorități a celulelor. Numai la unele bacterii, la examinarea structurii celulelor lor, nu a fost posibil să se identifice un nucleu format structural, dar în celulele lor toate substanțe chimice, inerente nucleelor ​​altor organisme. În unele celule specializate nu există nuclei care și-au pierdut capacitatea de a se diviza (globule roșii ale mamiferelor, tuburi sită ale floemului vegetal). Pe de altă parte, există celule multinucleate. Nucleul joacă un rol foarte important în sinteza proteinelor enzimatice, în transmiterea informațiilor ereditare din generație în generație, în procesele dezvoltarea individuală corp.

Nucleul unei celule care nu se divide are o înveliș nuclear. Este format din două membrane cu trei straturi. Membrana exterioară este conectată prin reticulul endoplasmatic la membrana celulară. Prin tot acest sistem, există un schimb constant de substanțe între citoplasmă, nucleu și mediul care înconjoară celula. În plus, există pori în învelișul nuclear, prin care nucleul este, de asemenea, conectat la citoplasmă. În interior, nucleul este umplut cu suc nuclear, care conține aglomerări de cromatină, un nucleol și ribozomi. Cromatina este alcătuită din proteine ​​și ADN. Acesta este substratul material care, înainte de diviziunea celulară, se formează în cromozomi, vizibili la microscop cu lumină.

Cromozomii- formațiuni care sunt constante ca număr și formă, identice pentru toate organismele unei specii date. Funcțiile nucleului enumerate mai sus sunt asociate în primul rând cu cromozomii, sau mai precis, cu ADN-ul care face parte din ei.

Nucleol(Figura 2.2) este prezent în una sau mai multe cantități în nucleul unei celule nedivizoare și este clar vizibil la un microscop cu lumină. În momentul diviziunii celulare dispare. Recent, a fost elucidat rolul enorm al nucleolului: în el se formează ribozomi, care apoi intră în citoplasmă din nucleu și realizează acolo sinteza proteinelor.

Totul spus în in aceeasi masura se aplică atât celulelor animale, cât și celulelor vegetale. Datorită specificului metabolismului, creșterii și dezvoltării plantelor și animalelor, există elemente suplimentare în structura celulelor ambelor. caracteristici structurale care deosebesc celulele vegetale de celulele animale. Mai multe detalii despre aceasta sunt scrise în secțiunile „Botanică” și „Zoologie”; Aici notăm doar diferențele cele mai generale.

Celulele animale, pe lângă componentele enumerate, au formațiuni speciale în structura celulei - lizozomi. Acestea sunt vezicule ultramicroscopice din citoplasmă umplute cu lichid enzime digestive. Lizozomii îndeplinesc funcția de a descompune substanțele alimentare în substanțe chimice mai simple. Există unele indicii că lizozomii se găsesc și în celulele vegetale.
Cele mai caracteristice elemente structurale celule vegetale(cu excepția celor comune care sunt inerente tuturor celulelor) - plastide. Ele există sub trei forme: cloroplaste verzi, roșu-portocaliu-galben
cromoplaste și incolore leucoplaste. În anumite condiții, leucoplastele se pot transforma în cloroplaste (înverzirea tuberculilor de cartofi), iar cloroplastele, la rândul lor, pot deveni cromoplaste (îngălbenirea de toamnă a frunzelor).

Cloroplaste(Figura 4) reprezintă o „fabrică” pentru sinteza primară a substanțelor organice din cele anorganice folosind energia solară. Acestea sunt corpuri mici de forme destul de variate, mereu verzi din cauza prezenței clorofilei. Structura cloroplastelor dintr-o celulă: au o structură internă care asigură dezvoltarea maximă a suprafețelor libere. Aceste suprafețe sunt create de numeroase plăci subțiri, ale căror grupuri sunt situate în interiorul cloroplastului.
La suprafață, cloroplasta, ca și alte elemente structurale ale citoplasmei, este acoperită cu o membrană dublă. Fiecare dintre ele, la rândul său, este cu trei straturi, ca membrana exterioară a celulei.

Celula - este o unitate structurală și funcțională a unui organism viu, capabilă să se divizeze și să facă schimb cu mediul. Transmite informația genetică prin auto-reproducere.

Celulele sunt foarte diverse ca structură, funcție, formă și dimensiune (Fig. 1). Acestea din urmă variază de la 5 la 200 de microni. Cele mai mari celule din corpul uman sunt oul și celula nervoasa, iar cele mai mici sunt limfocitele din sânge. Forma celulelor este sferică, fusiformă, plată, cubică, prismatică etc. Unele celule, împreună cu procesele, ating o lungime de până la 1,5 m sau mai mult (de exemplu, neuronii).

Orez. 1. Formele celulelor:

1 - agitat; 2 - epitelial; 3 - conectori tesuti; 4 - muschi netezi; 5- eritrocite; 6- spermatozoizi; 7-ovule

Fiecare celulă are o structură complexă și este un sistem de biopolimeri, care conține un nucleu, citoplasmă și organele localizate în ea (Fig. 2). Celula este separată de mediul extern prin membrana celulară - lema plasmatică(grosime 9-10 mm), care transportă substante necesareîn celulă și invers, interacționează cu celulele vecine și substanța intercelulară. În interiorul celulei este miez,în care are loc sinteza proteinelor, acesta stochează informația genetică sub formă de ADN (acid dezoxiribonucleic). Nucleul poate avea o formă rotundă sau ovoidă, dar în celulele plate este oarecum turtit, iar în leucocite este în formă de baston sau de fasole. Este absent în eritrocite și trombocite. Deasupra, nucleul este acoperit cu o înveliș nuclear, care este reprezentat de o membrană exterioară și interioară. Miezul contine nucleohasm, care este o substanță asemănătoare gelului și conține cromatină și un nucleol.

Orez. 2. Schema structurii celulelor ultramicroscopice

(după M.R. Sapin, G.L. Bilich, 1989):

1 - citolemă (membrană plasmatică); 2 - vezicule pinocitotice; 3 - centrozom (centrul celular, citocentrul); 4 - hialoplasmă; 5 - reticul endoplasmatic (o - membrane reticulului endoplasmatic, b - ribozomi); 6- miez; 7- legătura spaţiului perinuclear cu cavităţile reticulului endoplasmatic; 8 - pori nucleari; 9 - nucleol; 10 - aparat cu plasă intracelulară (complex Golgi); 77-^ vacuole secretoare; 12- mitocondriile; 7J - lizozomi; 74-trei etape succesive fagocitoză; 75 - legătura membranei celulare (citolema) cu membranele reticulului endoplasmatic

Miezul înconjoară citoplasma, care include hialoplasma, organele și incluziuni.

Hialoplasma- aceasta este substanța principală a citoplasmei, în care este implicată procesele metabolice celule, contine proteine, polizaharide, acid nucleic etc.

Se numesc părțile permanente ale celulei care au o structură specifică și îndeplinesc funcții biochimice organele. Acestea includ centrul celular, mitocondriile, complexul Golgi, reticulul endoplasmatic (citoplasmatic).

Centrul celular situat de obicei în apropierea nucleului sau a complexului Golgi, este format din două formațiuni dense - centrioli, care fac parte din fusul unei celule în mișcare și formează cili și flageli.

Mitocondriile Au formă de boabe, fire, bețe și sunt formate din două membrane - interioară și externă. Lungimea mitocondriei variază de la 1 la 15 µm, diametrul - de la 0,2 la 1,0 µm. Membrana interioară formează pliuri (cristae) în care se află enzimele. Descompunerea glucozei, aminoacizilor și oxidarea are loc în mitocondrii acizi grași, formarea de ATP (acid adenozin trifosforic) - principalul material energetic.

Complexul Golgi (aparatul reticular intracelular) are forma de bule, plăci, tuburi situate în jurul nucleului. Funcția sa este de a transporta substanțe, de a le procesa chimic și de a elimina deșeurile din celulă din exteriorul celulei.

Reticulul endoplasmatic (citoplasmatic). format dintr-o rețea agranulară (netedă) și granulară (granulară). Reticulul endoplasmatic agranular este format în principal din mici cisterne și tuburi cu diametrul de 50-100 nm, care sunt implicate în schimbul de lipide și polizaharide. Reticulul endoplasmatic granular este format din plăci, tuburi, cisterne, ai căror pereți sunt adiacenți unor formațiuni mici - ribozomi care sintetizează proteine.

Citoplasma are și clustere permanente substanțe individuale, care se numesc incluziuni citoplasmatice și sunt de natură proteică, grăsime și pigmentară.

Celula, ca parte a unui organism multicelular, îndeplinește principalele funcții: asimilarea substanțelor primite și descompunerea acestora cu formarea energiei necesare menținerii funcțiilor vitale ale organismului. Celulele au, de asemenea, iritabilitate (reacții motorii) și sunt capabile să se înmulțească prin diviziune. Diviziunea celulară poate fi indirectă (mitoză) sau reductivă (meioză).

Mitoză- cea mai comună formă diviziune celulara. Constă din mai multe etape - profază, metafază, anafază și telofază. Diviziunea celulară simplă (sau directă) - amitoza - apare rar în cazurile în care celula este împărțită în părți egale sau inegale. meioza - o formă de diviziune nucleară în care numărul de cromozomi dintr-o celulă fertilizată este redus la jumătate și se observă o restructurare a aparatului genic al celulei. Perioada de la o diviziune celulară la alta se numește ciclul său de viață.

Aproape toate organismele vii se bazează pe cea mai simplă unitate - celula. Fotografii ale acestui mic biosistem, precum și răspunsuri la cele mai multe intrebari interesante puteți găsi în acest articol. Care este structura și dimensiunea celulei? Ce funcții îndeplinește în organism?

O celulă este...

Oamenii de știință nu știu anumit timp apariția primelor celule vii de pe planeta noastră. Rămășițele lor, vechi de 3,5 miliarde de ani, au fost găsite în Australia. Cu toate acestea, nu a fost posibil să se determine cu exactitate biogenitatea lor.

O celulă este cea mai simplă unitate din structura aproape tuturor organismelor vii. Singurele excepții sunt virușii și viroizii, care aparțin formelor de viață non-celulare.

O celulă este o structură care este capabilă să existe în mod autonom și să se auto-reproducă. Dimensiunile sale pot fi diferite - de la 0,1 la 100 de microni sau mai mult. Cu toate acestea, merită remarcat faptul că ouăle de păsări nefertilizate pot fi, de asemenea, considerate celule. Astfel, cea mai mare celulă de pe Pământ poate fi considerată un ou de struț. Poate atinge 15 centimetri în diametru.

Știința care studiază funcțiile vitale și structura celulei unui organism se numește citologie (sau biologie celulară).

Descoperirea și cercetarea celulei

Robert Hooke este un om de știință englez care ne este cunoscut tuturor de la un curs de fizică școlar (el a fost cel care a descoperit legea deformarii corpurilor elastice, care a fost numită după el). În plus, el a fost primul care a văzut celule vii, examinând secțiuni de lemn de balsa prin microscopul său. I-au amintit de un fagure, așa că le-a numit cell, care înseamnă „celulă” în engleză.

Structura celulară a plantelor a fost confirmată mai târziu (la sfârșitul secolului al XVII-lea) de mulți cercetători. Dar teoria celulară a fost extinsă la organismele animale abia la începutul secolului al XIX-lea. Cam în același timp, oamenii de știință au devenit serios interesați de conținutul (structura) celulelor.

Tehnologiile puternice au făcut posibilă examinarea celulei și a structurii sale în detaliu. microscoape ușoare. Ele rămân în continuare instrumentul principal în studiul acestor sisteme. Și apariția în secolul trecut microscoape electronice a făcut posibil ca biologilor să studieze ultrastructura celulelor. Dintre metodele de cercetare ale acestora se pot distinge și cele biochimice, analitice și preparative. De asemenea, puteți afla cum arată o celulă vie - fotografia este dată în articol.

Structura chimică a unei celule

Celula conține multe substanțe diferite:

• organogeni;
• macroelemente;
• micro- și ultramicroelemente;
• apă.

Aproximativ 98% compoziție chimică celulele sunt compuse din așa-numiți organogeni (carbon, oxigen, hidrogen și azot), alți 2% sunt macroelemente (magneziu, fier, calciu și altele). Micro- și ultramicroelemente (zinc, mangan, uraniu, iod etc.) - nu mai mult de 0,01% din întreaga celulă.

Procariote și eucariote: diferențe principale

Pe baza caracteristicilor structurii celulare, toate organismele vii de pe Pământ sunt împărțite în două superregate:

• procariote - organisme mai primitive care s-au format prin evoluție;
• eucariotele sunt organisme al căror nucleu celular este complet format (corpul uman aparține și eucariotelor).

Principalele diferențe dintre celulele eucariote și procariote:

• Mai mult dimensiuni mari(10-100 microni);
• metoda de divizare (meioză sau mitoză);
• tip ribozom (ribozomi 80S);
• tip de flageli (în celulele organismelor eucariote, flagelii constau din microtubuli care sunt înconjurați de o membrană).

Structura unei celule eucariote

Structura unei celule eucariote include următoarele organite:

• miez;
• citoplasmă;
• Aparate Golgi;
• lizozomi;
• centrioli;
• mitocondriile;
• ribozomi;
• vezicule.

Nucleul este principalul element structural al unei celule eucariote. În ea sunt stocate toate informațiile genetice despre un anumit organism (în moleculele de ADN).

Citoplasma este o substanță specială care conține nucleul și toate celelalte organite. Datorită unei rețele speciale de microtubuli, asigură mișcarea substanțelor în interiorul celulei.

Aparatul Golgi este un sistem de rezervoare plate în care proteinele se maturizează constant.

Lizozomii sunt corpuri mici cu o singură membrană, a cărei funcție principală este de a descompune organele celulare individuale.

Ribozomii sunt organite universale ultramicroscopice al căror scop este sinteza proteinelor.

Mitocondriile sunt un fel de celule „ușoare”, precum și ale acestora sursa principala energie.

Funcțiile de bază ale celulei

Celula unui organism viu este chemată să efectueze mai multe funcții esențiale, asigurând activitatea vitală chiar a acestui organism.

Cea mai importantă funcție a celulei este metabolismul. Deci, ea este cea care descompune substanțele complexe, transformându-le în unele simple și, de asemenea, sintetizează compuși mai complecși.

În plus, toate celulele sunt capabile să răspundă la factorii iritanți externi (temperatură, lumină etc.). Majoritatea dintre ele au și capacitatea de a se regenera (auto-vindecare) prin fisiune.

Celulele nervoase pot răspunde și la stimuli externi prin formarea de impulsuri bioelectrice.

Toate funcțiile de mai sus ale celulei asigură funcțiile vitale ale corpului.

Concluzie

Deci, o celulă este cel mai mic sistem de viață elementar, care este unitatea de bază în structura oricărui organism (animal, plantă, bacterii). Structura sa constă dintr-un nucleu și citoplasmă, care conține toate organitele ( structuri celulare). Fiecare dintre ele îndeplinește propriile sale funcții specifice.

Dimensiunea celulei variază foarte mult - de la 0,1 la 100 de micrometri. Caracteristicile structurale și funcționarea celulelor sunt studiate de o știință specială - citologie.

Oamenii de știință poziționează celula animală ca parte principală a corpului unui reprezentant al regnului animal - atât unicelular, cât și multicelular.

Sunt eucariote, cu un adevărat nucleu și structuri specializate - organele care îndeplinesc funcții diferențiate.

Plantele, ciupercile și protistele au celule eucariote, iar arheile au celule procariote mai simple.

Structura unei celule animale diferă de cea a unei celule vegetale. O celulă animală nu are pereți sau cloroplaste (organele care funcționează).

Desen al unei celule animale cu legende

O celulă este formată din multe organite specializate care îndeplinesc diferite funcții.

Cel mai adesea, conține cele mai multe, uneori toate tipurile de organele existente.

Organele și organitele de bază ale unei celule animale

Organelele și organelele sunt „organele” responsabile de funcționarea unui microorganism.

Miez

Nucleul este sursa de acid dezoxiribonucleic (ADN), materialul genetic. ADN-ul este sursa creării proteinelor care controlează starea organismului. În nucleu, firele de ADN se înfășoară strâns în jurul proteinelor foarte specializate (histone) pentru a forma cromozomi.

Nucleul selectează genele pentru a controla activitatea și funcționarea unității de țesut. În funcție de tipul de celulă, aceasta conține un set diferit de gene. ADN-ul se găsește în regiunea nucleoidă a nucleului unde se formează ribozomii. Nucleul este înconjurat de o membrană nucleară (karyolemma), un dublu strat lipidic care îl separă de celelalte componente.

Nucleul reglează creșterea și diviziunea celulară. Când cromozomii se formează în nucleu, aceștia sunt duplicați în timpul procesului de reproducere, formând două unități fiice. Organele numite centrozomi ajută la organizarea ADN-ului în timpul diviziunii. Miezul este de obicei reprezentat la singular.

Ribozomi

Ribozomii sunt locul sintezei proteinelor. Se găsesc în toate unitățile de țesut, la plante și animale. În nucleu, secvența de ADN care codifică o anumită proteină este copiată într-o catenă de ARN mesager liber (ARNm).

Catena de ARNm călătorește la ribozom prin ARN mesager (ARNt), iar secvența sa este utilizată pentru a determina aranjarea aminoacizilor în lanțul care alcătuiește proteina. În țesutul animal, ribozomii sunt localizați liber în citoplasmă sau atașați de membranele reticulului endoplasmatic.

Reticulul endoplasmatic

Reticulul endoplasmatic (RE) este o rețea de saci membranosi (cisternae) care se extinde din membrana nucleară exterioară. Modifică și transportă proteinele create de ribozomi.

Există două tipuri de reticul endoplasmatic:

• granular;
• agranulare.

ER granular conține ribozomi atașați. ER agranular este lipsit de ribozomi atașați și este implicat în crearea de lipide și hormoni steroizi, îndepărtarea substanțelor toxice.

vezicule

Veziculele sunt mici sfere de strat dublu lipidic care fac parte din membrana exterioară. Ele sunt folosite pentru a transporta molecule în întreaga celulă de la un organel la altul și participă la metabolism.

Veziculele specializate numite lizozomi conțin enzime care digeră molecule mari (carbohidrați, lipide și proteine) în altele mai mici pentru a facilita utilizarea lor de către țesut.

aparate Golgi

Aparatul Golgi (complexul Golgi, corpul Golgi) este format și din cisterne care nu sunt interconectate (spre deosebire de reticulul endoplasmatic).

Aparatul Golgi primește proteine, le sortează și le împachetează în vezicule.

Mitocondriile

Procesul de respirație celulară are loc în mitocondrii. Zaharurile și grăsimile sunt descompuse și energia este eliberată sub formă de adenozin trifosfat (ATP). ATP controlează toate procesele celulare, mitocondriile produc celule ATP. Mitocondriile sunt uneori numite „generatoare”.

Citoplasma celulară

Citoplasma este mediul fluid al celulei. Poate funcționa chiar și fără miez, totuși, pentru o perioadă scurtă de timp.

Citosol

Citosolul se numește lichid celular. Citosolul și toate organelele din interiorul acestuia, cu excepția nucleului, sunt numite colectiv citoplasmă. Citosolul este compus în principal din apă și conține, de asemenea, ioni (potasiu, proteine ​​și molecule mici).

Citoscheletul

Citoscheletul este o rețea de filamente și tuburi distribuite în întreaga citoplasmă.

Îndeplinește următoarele funcții:

• dă formă;
• oferă putere;
• stabilizează țesutul;
• asigură organele în anumite locuri;
• joacă un rol important în transmiterea semnalului.

Există trei tipuri de filamente citoscheletice: microfilamente, microtubuli și filamente intermediare. Microfilamentele sunt cele mai mici elemente ale citoscheletului, iar microtubulii sunt cei mai mari.

Membrana celulara

Membrana celulară înconjoară complet celula animală, care nu are perete celular, spre deosebire de plante. Membrana celulară este un strat dublu format din fosfolipide.

Fosfolipidele sunt molecule care conțin fosfați atașați la glicerol și radicalii de acizi grași. Ele formează în mod spontan membrane duble în apă datorită proprietăților lor simultan hidrofile și hidrofobe.

Membrana celulară este permeabilă selectiv - este capabilă să permită trecerea anumitor molecule. Oxigenul și dioxidul de carbon trec ușor, în timp ce moleculele mari sau încărcate trebuie să treacă printr-un canal special din membrană pentru a menține homeostazia.

Lizozomi

Lizozomii sunt organite care degradează substanțele. Lizozomul conține aproximativ 40 de enzime digestive. Este interesant că eu organism celular protejate de degradare în cazul unei pătrunderi a enzimelor lizozomale în citoplasmă, mitocondriile care și-au încheiat funcțiile sunt supuse descompunerii. După scindare, se formează corpuri reziduale, lizozomii primari se transformă în alții secundari.

Centriol

Centriolii sunt corpuri dense situate în apropierea nucleului. Numărul de centrioli variază, cel mai adesea sunt doi. Centriolii sunt legați printr-o punte endoplasmatică.

Cum arată o celulă animală la microscop?

Sub un microscop optic standard, componentele principale sunt vizibile. Datorită faptului că sunt conectate într-un organism în continuă schimbare care se află în mișcare, poate fi dificil să se identifice organele individuale.

Următoarele părți nu sunt puse la îndoială:

• miez;
• citoplasmă;
• membrana celulara.

Un microscop cu rezoluție mai mare, un specimen pregătit cu grijă și puțină practică vă vor ajuta să studiați celula mai detaliat.

Funcții de centriol

Funcțiile exacte ale centriolului rămân necunoscute. O ipoteză comună este aceea că centriolii sunt implicați în procesul de divizare, formând fusul de diviziune și determinând direcția acestuia, dar nu există o certitudine în lumea științifică.

Structura unei celule umane - desen cu legende

O unitate de țesut celular uman are o structură complexă. Figura prezintă principalele structuri.

Fiecare componentă are propriul său scop doar într-un conglomerat asigură funcționarea unei părți importante a unui organism viu.

Semne ale unei celule vii

O celulă vie este similară în caracteristicile sale cu o ființă vie ca întreg. Respiră, mănâncă, se dezvoltă, se împarte și în structura sa au loc diverse procese. Este clar că estomparea proceselor naturale pentru organism înseamnă moarte.

Caracteristici distinctive ale celulelor vegetale și animale din tabel

Celulele vegetale și animale au atât asemănări, cât și diferențe, care sunt descrise pe scurt în tabel:

Componentele principale sunt similare atât pentru particulele vegetale, cât și pentru cele animale.

Concluzie

O celulă animală este complexă organism care acționează, având trăsături distinctive, funcții, scopul existenței. Toate organitele și organoidele contribuie la procesul de viață al acestui microorganism.

Unele componente au fost studiate de oamenii de știință, în timp ce funcțiile și caracteristicile altora nu au fost încă descoperite.