La composizione del citoplasma comprende tutti i tipi di sostanze organiche e inorganiche. Contiene anche prodotti di scarto insolubili dei processi metabolici e nutrienti di riserva. La sostanza principale del citoplasma è l'acqua.
Il citoplasma è in costante movimento, scorre all'interno di una cellula vivente, spostando con essa varie sostanze, inclusioni e organelli. Questo movimento è chiamato ciclosi. In esso si svolgono tutti i processi metabolici.
Il citoplasma è in grado di crescere e riprodursi e, se parzialmente rimosso, può essere ripristinato. Tuttavia, il citoplasma funziona normalmente solo in presenza di un nucleo. Senza di essa, il citoplasma non può esistere a lungo, proprio come il nucleo senza citoplasma.
Il ruolo più importante del citoplasma è quello di unire tutte le strutture cellulari (componenti) e garantire la loro interazione chimica. Il citoplasma mantiene anche il turgore (volume) della cellula, mantenendo la temperatura.
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Citoplasma... Dizionario ortografico
CITOPLASMA La sostanza gelatinosa all'interno della CELLULA che circonda il NUCLEO. Il citoplasma ha una composizione complessa e contiene vari corpi chiamati organelli che svolgono determinate funzioni nel processo metabolico. Le proteine sono prodotte nel citoplasma... Dizionario enciclopedico scientifico e tecnico
Sarcoplasma Dizionario dei sinonimi russi. citoplasma sostantivo, numero di sinonimi: 5 axoplasm (1) … Dizionario dei sinonimi
- (da cito... e plasma) la parte extranucleare del protoplasma di cellule animali e vegetali. È costituito da ialoplasma, che contiene organelli e altre inclusioni ... Grande dizionario enciclopedico
- (da cito... e plasma), una parte obbligatoria della cellula, racchiusa tra il plasma. membrana e nucleo; ialoplasma del sistema colloidale multifase altamente ordinato con organelli al suo interno. A volte C. chiamava. solo ialoplasma. Per C. ... ... Dizionario enciclopedico biologico
Il nome proposto da Stasberger per il protoplasma della cellula, in contrapposizione al protoplasma del nucleo o nucleoplasma... Enciclopedia di Brockhaus e Efron
citoplasma- Componente colloidale della cellula, che contiene organelli e inclusioni Argomenti biotecnologici EN citoplasma … Manuale tecnico del traduttore
Citoplasma- (da cito ... e plasma modellato, sagomato), il contenuto interno della cellula (ad eccezione del nucleo), circondato da una membrana. È costituito da ialoplasma (una soluzione colloidale complessa) e varie strutture (organelli) immerse in esso. Nel citoplasma ... ... Dizionario enciclopedico illustrato
Citoplasma- * citoplasma * citoplasma è il protoplasma di una cellula senza nucleo cellulare, in cui avviene la maggior parte dei processi cellulari. C. è costituito dal reticolo endoplasmatico (vedi) e da una serie di altri organelli (vedi) situati nell'ambiente interno principale della cellula, ... ... Genetica. dizionario enciclopedico
S; bene. Biol. La parte extranucleare del protoplasma di animali e piante. ◁ Citoplasmatico, oh, oh. * * * Citoplasma (da cito... e plasma), la parte extranucleare del protoplasma delle cellule animali e vegetali. Consiste di ialoplasma, in cui ... ... dizionario enciclopedico
Il contenuto gelatinoso della cellula, delimitato da una membrana, è chiamato citoplasma di una cellula vivente. Il concetto fu introdotto nel 1882 dal botanico tedesco Eduard Strasburger.
Struttura
Il citoplasma è l'ambiente interno di qualsiasi cellula ed è caratteristico delle cellule batteriche, vegetali, fungine e animali.
Il citoplasma è costituito dai seguenti componenti:
- ialoplasmi (citosol) - sostanza liquida;
- inclusioni cellulari - componenti opzionali della cellula;
- organoidi - componenti permanenti della cellula;
- citoscheletro - impalcatura cellulare.
La composizione chimica del citosol comprende le seguenti sostanze:
- acqua - 85%;
- proteine - 10%
- composti organici - 5%.
I composti organici includono:
- sali minerali;
- carboidrati;
- lipidi;
- composti contenenti azoto;
- una piccola quantità di DNA e RNA;
- glicogeno (caratteristica delle cellule animali).
Riso. 1. La composizione del citoplasma.
Il citoplasma contiene un apporto di nutrienti (gocce di grasso, granuli di polisaccaridi), nonché prodotti di scarto insolubili della cellula.
Il citoplasma è incolore e costantemente in movimento, fluente. Contiene tutti gli organelli della cellula e svolge la loro relazione. Con la rimozione parziale, il citoplasma viene ripristinato. Quando il citoplasma è completamente rimosso, la cellula muore.
La struttura del citoplasma è eterogenea. Assegnare condizionalmente due strati di citoplasma:
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- ectoplasma (plasmagel) - uno strato esterno denso che non contiene organelli;
- endoplasma (plasmasol) - lo strato interno più liquido contenente organelli.
La divisione in ectoplasma ed endoplasma è pronunciata nei protozoi. L'ectoplasma aiuta la cellula a muoversi.
All'esterno, il citoplasma è circondato da una membrana citoplasmatica o plasmalemma. Protegge la cellula dai danni, trasporta selettivamente le sostanze e fornisce irritabilità cellulare. La membrana è costituita da lipidi e proteine.
vitalità
Il citoplasma è una sostanza vitale coinvolta nei principali processi della cellula:
- metabolismo;
- crescita;
- divisione.
Il movimento del citoplasma è chiamato ciclosi o flusso citoplasmatico. Viene effettuato nelle cellule eucariotiche, compreso l'uomo. Durante la ciclosi, il citoplasma fornisce sostanze a tutti gli organelli cellulari, svolgendo il metabolismo cellulare. Il citoplasma si muove attraverso il citoscheletro con il consumo di ATP.
Con un aumento del volume del citoplasma, la cellula cresce. Il processo di divisione del corpo di una cellula eucariotica dopo la divisione nucleare (cariocinesi) è chiamato citochinesi. Come risultato della divisione del corpo, il citoplasma, insieme agli organelli, è distribuito tra due cellule figlie.
Riso. 2. Citochinesi.
Funzioni
Le principali funzioni del citoplasma nella cellula sono descritte nella tabella.
La separazione del citoplasma dalla membrana per osmosi dell'acqua che fuoriesce è chiamata plasmolisi. Il processo inverso - deplasmolisi - si verifica quando una quantità sufficiente di acqua entra nella cellula. I processi sono caratteristici di qualsiasi cellula, ad eccezione dell'animale.
Riso. 3. Plasmolisi e deplasmolisi.
Cosa abbiamo imparato?
Il citoplasma è una sostanza semiliquida in cui si trovano gli organelli e le inclusioni della cellula. Il ruolo del citoplasma nella cellula è importante per il lavoro e l'interconnessione di tutti gli organelli. La mobilità e il turgore del citoplasma contribuiscono al rilascio di sostanze dall'ambiente esterno e viceversa, nonché al metabolismo intracellulare. Senza citoplasma, la cellula diventa non vitale.
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Citoplasma
Citoplasma(gr. kito (cito) - recipiente, recipiente, cella e plasma- formazione) - il contenuto della cellula che riempie lo spazio all'interno della membrana cellulare (ad eccezione del nucleo); consiste in una parte relativamente omogenea - ialoplasma, che è una soluzione colloidale, e i componenti cellulari obbligatori (organelli) e le strutture non permanenti (inclusioni) che si trovano al suo interno.
Il termine "citoplasma" fu proposto dal botanico tedesco E. Strasburger (1882).
La stragrande maggioranza dei processi cellulari avviene nel citoplasma. Nello ialoplasma si verifica la glicolisi, la sintesi di acidi grassi, nucleotidi e altre sostanze. Il ruolo più importante del citoplasma è quello di unire tutte le strutture cellulari e garantire la loro interazione.
Funzioni del citoplasma
Al microscopio: il citoplasma della cellula con gli organelli
Il citoplasma è in grado di riprodursi e, se parzialmente rimosso, può essere ripristinato. Tuttavia, il citoplasma funziona normalmente solo in presenza di un nucleo.
Il citoplasma è una struttura dinamica: a volte c'è uno schema notevolmente circolare nelle cellule.movimento del citoplasmaciclosi, che coinvolge organelli e inclusioni.
Plasmolisi (gr. plasma- modellato, decorato e lisi- decomposizione, disintegrazione) - il ritardo del citoplasma dalla membrana quando la cellula è immersa in una soluzione ipertonica.
La plasmolisi è caratteristica principalmente per le cellule vegetali con una forte parete cellulare di cellulosa. Le cellule animali si restringono quando vengono trasferite in una soluzione ipertonica.
A seconda della viscosità del citoplasma, della differenza tra la pressione osmotica della cellula e della soluzione esterna e del tempo in cui la cellula rimane nella soluzione ipertonica, si distingue la plasmolisi angolare, convessa, concava e convulsiva.
A causa della plasmolisi, la cellula può morire. A volte le cellule plasmolizzate rimangono in vita; quando tali cellule sono immerse in acqua o in una soluzione ipotonica, deplasmolisi .
Il citoplasma è uno speciale apparato di lavoro della cellula, in cui si svolgono i principali processi di metabolismo e conversione di energia e si concentrano gli organelli.
L'apparato funzionale del citoplasma è costituito da:
- ialoplasma - il citoplasma principale. Si tratta di soluzioni colloidali di proteine e altre sostanze organiche con vere soluzioni di sali minerali;
- strutture non a membrana;
- strutture della membrana e loro contenuto.
Ialoplasma(gr. hyalos- vetro, vitreo e plasma- educazione) - la parte liquida del citoplasma, che non contiene strutture distinguibili al microscopio ottico. Questa è la sostanza principale della cellula, riempiendo lo spazio tra gli organelli. Viene anche chiamato ialoplasma matrice citoplasmatica (gr. matrice- base), o citosol .
La funzione principale dell'ialoplasma è quella di unire tutte le strutture cellulari e garantire la loro interazione chimica e i processi di trasporto all'interno della cellula.
La sostanza principale dell'ialoplasma è l'acqua (80-90%). Il contenuto di sostanze organiche polimeriche raggiunge il 7-10%, principalmente proteine, polisaccaridi e acidi nucleici. I composti di biopolimeri formano un sistema colloidale con l'acqua, che, a seconda delle condizioni, può essere più densa (sotto forma di gel) o più liquida (sotto forma di sol). Inoltre, l'ialoplasma contiene lipidi, amminoacidi, monosaccaridi, nucleotidi e altre sostanze organiche a basso peso molecolare, nonché ioni inorganici.
Obiettivi della lezione:
- Approfondire la comprensione generale della struttura della cellula eucariotica.
- Formulare conoscenze sulle proprietà e le funzioni del citoplasma.
- Nel lavoro pratico, assicurati che il citoplasma di una cellula vivente sia elastico e semipermeabile.
Durante le lezioni
- Scrivi l'argomento della lezione.
- Ripetiamo il materiale coperto, lavoriamo con le prove.
- Leggere e commentare le domande del test. (Cm. Appendice 1).
- Annotiamo i compiti: punto 5.2., annotazioni nei quaderni.
- Imparare nuovo materiale.
È la sostanza principale del citoplasma.
È un sistema colloidale complesso.
Costituito da acqua, proteine, carboidrati, acidi nucleici, lipidi, sostanze inorganiche.
C'è un citoscheletro.
Il citoplasma è in continuo movimento.
Funzioni del citoplasma.
- L'ambiente interno della cellula.
- Unisce tutte le strutture cellulari.
- Determina la posizione degli organelli.
- Fornisce il trasporto intracellulare.
Proprietà del citoplasma:
- Elasticità.
- Semipermeabilità.
Grazie a queste proprietà, la cellula tollera la disidratazione temporanea e mantiene una composizione costante.
È necessario ricordare concetti come turgore, osmosi, diffusione.
Per conoscere le proprietà del citoplasma, gli studenti sono invitati a svolgere lavori pratici: "Studio di plasmolisi e deplasmolisi in una cellula vegetale. (Vedi Appendice 2).
Nel processo di lavoro, è necessario disegnare una cella della buccia di cipolla (elemento 1. La cella nei paragrafi 2 e 3).
Trarre una conclusione sui processi che si verificano nella cellula (per via orale)
I ragazzi stanno cercando di spiegare quanto osservato nel paragrafo 2 plasmolisi- separazione dello strato parietale del citoplasma, nel punto 3 c'è deplasmolisi- ritorno del citoplasma a uno stato normale.
È necessario spiegare le ragioni di questi fenomeni. Per rimuovere le difficoltà prima delle lezioni, do a tre studenti libri di testo: "Biological Encyclopedic Dictionary", volume 2 di biologia di N. Green, "Experiment in Plant Physiology" di E.M. Vasiliev, dove trovano autonomamente materiale sulle cause plasmolisi e deplasmolisi.
Si scopre che il citoplasma è elastico e semipermeabile. Se fosse permeabile, le concentrazioni di linfa cellulare e soluzione ipertonica sarebbero equalizzate dal movimento diffuso di acqua e soluti dalla cellula alla soluzione e ritorno. Tuttavia, il citoplasma, avendo la proprietà di semipermeabilità, non consente alle sostanze disciolte in acqua di entrare nella cellula.
Al contrario, solo l'acqua, secondo le leggi dell'osmosi, sarà aspirata dalla cellula da una soluzione ipertonica, cioè attraversare il citoplasma semipermeabile. Il volume del vacuolo diminuirà. Il citoplasma, a causa della sua elasticità, segue il vacuolo in contrazione e resta indietro rispetto alla membrana cellulare. Le cose stanno così plasmolisi.
Quando una cellula plasmolizzata viene immersa in acqua, si osserva la deplasmolisi.
Riassumendo le conoscenze acquisite nella lezione.
- Quali sono le funzioni del citoplasma?
- proprietà del citoplasma.
- Significato di plasmolisi e deplasmolisi.
- Il citoplasma è
a) una soluzione acquosa di sali e sostanze organiche insieme ad organelli cellulari, ma priva di nucleo;
b) una soluzione di sostanze organiche, compreso il nucleo cellulare;
c) una soluzione acquosa di sostanze minerali, compresi tutti gli organelli della cellula con un nucleo. - Come si chiama la sostanza principale del citoplasma?
Durante il lavoro pratico, l'insegnante verifica la correttezza della sua attuazione. Chiunque sia riuscito, puoi votare. I voti sono dati per conclusioni corrette.
Il citoplasma è l'intero contenuto della cellula, ad eccezione del nucleo. È diviso in tre parti: organelli (o organoidi), inclusioni e ialoplasma. Gli organelli sono componenti essenziali delle cellule e le inclusioni - componenti opzionali (depositi di sostanze di riserva o prodotti metabolici) - sono immerse nell'ialoplasma - la fase liquida del citoplasma cellulare. Esistono due tipi di organelli: membranosi e non di membrana. Tra gli organelli di membrana si possono distinguere gli organelli a membrana singola (membrana plasmatica, reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, lisosomi e altri vacuoli) e quelli a doppia membrana (mitocondri, plastidi, nucleo cellulare). Gli organelli non di membrana includono ribosomi, microtubuli e il centro cellulare.
Ialoplasma(dal greco ialino - trasparente), o citosol, è l'ambiente interno della cellula. Questa non è solo una soluzione acquosa diluita, ma un gel. L'ialoplasma può cambiare la sua viscosità a seconda delle condizioni e passare a uno stato più liquido (sol), fornendo il movimento della cellula o dei suoi componenti intracellulari. La funzione più importante dell'ialoplasma è l'unificazione di tutte le strutture cellulari e la fornitura di interazioni chimiche tra di esse. Attraverso di esso viene effettuato un flusso costante di ioni e parte del trasporto intracellulare di sostanze organiche. Localizza quelli coinvolti nella sintesi di aminoacidi, nucleotidi, acidi grassi, carboidrati e avviene la loro modifica. Qui vengono sintetizzate e depositate sostanze di riserva, avviene la glicolisi e la sintesi di una parte di ATP.
Componenti di membrana
Tutte le membrane cellulari sono costruite secondo un principio comune. I lipidi sono il loro componente principale. Le molecole lipidiche sono disposte in 2 strati in modo tale che le loro estremità idrofobiche guardino verso l'interno e le estremità idrofile guardino verso l'esterno. Le molecole proteiche non formano strati continui, possono sprofondare nello strato lipidico a diverse profondità. La composizione di molte membrane comprende carboidrati, che sono localizzati all'esterno sopra lo strato lipidico. La crescita della membrana viene effettuata grazie all'inclusione di nuovo materiale sotto forma di bolle chiuse già pronte. La sintesi dei componenti per membrane e il loro assemblaggio avviene per l'attività del reticolo endoplasmatico granulare.
Membrana plasmatica o plasmalemma
All'esterno, la cellula è delimitata da un plasmalemma (o membrana plasmatica) di 10 nm di spessore. Si basa sul principio delle membrane elementari.
Funzioni del plasmalemma: barriera (limita il contenuto interno della cellula dall'ambiente esterno); trasporto (trasporto passivo, sostanze a basso peso molecolare, trasferimento attivo contro gradiente di concentrazione, endocitosi); rimozione dalle cellule dei prodotti formati nella cellula; segnale (ci sono recettori sulla membrana che riconoscono determinati ioni e interagiscono con essi); interazioni intercellulari in organismi multicellulari; partecipa alla costruzione di strutture speciali, come villi, ciglia, flagelli, ecc.
Il trasporto attivo e passivo avviene attraverso il plasmalemma. Il trasporto passivo di ioni segue un gradiente di concentrazione senza ulteriore consumo di energia. Le molecole disciolte attraversano la membrana per semplice diffusione attraverso i canali formati dal trasporto. Il trasporto attivo viene effettuato con l'ausilio di pompe ioniche contro un gradiente di concentrazione con dispendio di energia. A differenza di ioni e monomeri, le macromolecole non passano attraverso le membrane cellulari e il loro trasporto avviene per endocitosi. Durante l'endocitosi, una certa sezione del plasmalemma avvolge il materiale extracellulare, forma un vacuolo circondato da una membrana a causa dell'invaginazione del plasmalemma. All'interno del vacuolo, le macromolecole, le parti cellulari o persino le cellule intere vengono digerite dopo la fusione con il lisosoma. Esistono due tipi di endocitosi: fagocitosi e pinocitosi. Durante la fagocitosi, si verifica la cattura e l'assorbimento di particelle di grandi dimensioni. La fagocitosi si verifica negli animali, in alcune alghe, ma non si trova nelle piante, nei batteri, nei funghi, poiché la loro parete cellulare rigida impedisce la fagocitosi. La pinocitosi è simile alla fagocitosi, ma assorbe acqua e soluzioni acquose.
Pareti cellulari
La parete cellulare, o membrana, si trova sopra la membrana citoplasmatica. In molte cellule e animali è sottile, è costituito da molecole di polisaccaridi, chiamate glicocalice. Questo strato è coinvolto nella creazione dell'ambiente pericellulare, svolge il ruolo di filtro, svolge il ruolo di protezione meccanica parziale. Ci sono organismi, come alcune alghe, che non hanno una parete cellulare, il loro corpo è coperto solo da una membrana citoplasmatica. Nelle cellule procariotiche, fungine e vegetali, all'esterno si trova una parete cellulare multistrato (parete cellulare). È a base di polisaccaridi (nelle piante - cellulosa, nei batteri - mureina, nei funghi - chitina). Il componente più tipico della parete cellulare vegetale è la cellulosa. Ha proprietà cristalline ed esiste nel guscio sotto forma di microfibrille, da cui è formata la cornice del guscio. Questo telaio è immerso in una matrice, che comprende polisaccaridi - emicellulose e pectine.
Un altro componente del guscio è la lignina. Questo polimero aumenta la rigidità della parete ed è contenuto in cellule che svolgono una funzione meccanica o di supporto. Nei gusci dei tessuti protettivi delle piante si possono depositare sostanze grasse: cutina, suberina, cera. Impediscono l'eccessiva perdita di acqua da parte della pianta.
Funzioni della parete cellulare: impalcatura esterna; protettivo; turgore cellulare; conduttivo (l'acqua, i sali e le molecole di molte sostanze organiche lo attraversano).
Reticolo endoplasmatico
Reticolo endoplasmatico (ER) - un sistema di piccoli vacuoli e canali collegati tra loro in una rete libera (reticolo). Esistono due tipi di ER: liscio e granulare (ruvido). Il reticolo granulare ha piccoli granuli (circa 20 nm) sulle sue membrane dal lato dell'ialoplasma. Questi granuli sono ribosomi associati alle membrane ER.
Funzioni del RE: formazione e costruzione delle membrane cellulari (tutte le proteine di membrana ei lipidi di membrana sono sintetizzati sul RE); sintesi di proteine secrete sui ribosomi delle sue membrane; isolamento di queste proteine e loro isolamento dalle principali proteine di funzionamento della cellula; modificazione delle proteine secretorie; trasporto di proteine all'apparato di Golgi.
E.R. lisciaÈ rappresentato da membrane che formano piccoli vacuoli e canali interconnessi, ma su Cix non sono presenti ribosomi. L'attività del RE liscio è associata al metabolismo dei lipidi e di alcuni polisaccaridi intracellulari. In alcune cellule, ad esempio, nelle cellule interstiziali del testicolo, il RE liscio occupa gran parte del volume del citoplasma; ne sono ricche anche le cellule delle ghiandole sebacee, mentre nelle cellule epiteliali dell'intestino il ER è concentrato solo nella parte superiore della cellula. È stato notato che l'ER liscio e granulare può essere localizzato nella stessa cella e c'è una continuità di transizione tra di loro.
apparato del golgi
L'apparato di Golgi (AG) fu scoperto nel 1898 da Camillo Golgi nelle cellule nervose. Successivamente è stato dimostrato che questa struttura è presente in tutte le cellule eucariotiche. Di solito, AG si trova vicino al nucleo e nelle cellule vegetali lungo la periferia. AG è rappresentato da componenti di membrana assemblati insieme. Una zona separata di accumulo di tali membrane è chiamata dictyosome. Sacche o cisterne membranose piatte, nella quantità di 5-10 (raramente fino a 20), sono piuttosto densamente imballate in pile nei dictiosomi. Oltre alle cisterne, nella zona AG sono presenti molti vacuoli. Nelle cellule, l'AG esiste in due forme: diffusa, sotto forma di dictyosomes individuali (questo tipo predomina nelle cellule vegetali) e reticolata, quando i singoli dictyosomes sono collegati tra loro.
Funzioni dell'apparato del Golgi. La funzione principale di AG è secretoria. In questo processo, le singole piccole vescicole con il prodotto finito vengono separate dai dictosomi. Quindi si diffondono attraverso il citoplasma per il consumo interno della cellula o si fondono in vacuoli secretori. Questi vacuoli si spostano sulla superficie cellulare, dove la loro membrana si fonde con la membrana plasmatica e quindi il contenuto di questi vacuoli viene rilasciato all'esterno della cellula. Questo processo è chiamato esocitosi.
AG ha anche una funzione cumulativa. Nelle sue vasche c'è un accumulo di prodotti sintetizzati nel pronto soccorso. Alcuni di questi prodotti, come le proteine, sono modificati. In AG si verificano anche l'ordinamento e la separazione spaziale delle proteine.
In un certo numero di cellule specializzate in AG, avviene la sintesi di polisaccaridi. Ad esempio, nell'AG delle cellule vegetali vengono sintetizzati i polisaccaridi, che fanno parte della parete cellulare. La cellula vegetale AG è anche coinvolta nella sintesi e nella secrezione di vari muco.
AG è la fonte dei lisosomi.
lisosomi
I lisosomi si formano a causa dell'attività di ER e AG, assomigliano a vacuoli secretori. Sono ricoperti da una membrana lipoproteica, in cui sono incorporate le proteine carrier per trasferire i prodotti di idrolisi dai lisosomi all'ialoplasma. I lisosomi contengono circa 40 enzimi idrolitici che funzionano in un ambiente acido, ma sono essi stessi molto resistenti a questi enzimi. Sono coinvolti nei processi di scissione intracellulare di macromolecole esogene ed endogene (proteine, acidi nucleici, polisaccaridi, lipidi) assorbite per pinocitosi e fagocitosi. In alcuni casi, gettando il loro contenuto nell'ambiente esterno, possono effettuare la decomposizione extracellulare di macromolecole. I lisosomi agiscono come detergenti intracellulari, digerendo gli organelli cellulari difettosi.
vacuoli delle cellule vegetali
Le cellule vegetali differiscono dalle cellule animali per avere uno o più grandi vacuoli, che sono separati dal citoplasma da una membrana. Il vacuolo centrale è formato dalla fusione e crescita di piccole vescicole staccate dal pronto soccorso. La cavità del vacuolo è piena di linfa cellulare, che comprende sali inorganici, zuccheri, acidi organici e loro sali, nonché numerosi composti macromolecolari.
Funzioni del vacuolo: mantenimento della pressione del turgore delle cellule; implementazione del trasporto attivo di varie molecole; accumulo di sostanze di riserva e di sostanze destinate all'escrezione.
Mitocondri
I mitocondri (dal greco mitos - filo, da condrio - grano) sono le stazioni energetiche della cellula, la loro funzione principale è associata all'ossidazione dei composti organici e all'utilizzo dell'energia rilasciata per la sintesi dell'ATP. Sono sotto forma di granuli o filamenti. Le loro dimensioni e forma sono molto variabili nelle diverse specie. Il numero di mitocondri per cellula può essere diverso in diversi organismi: ad esempio, nei tripanosomi, in alcune alghe unicellulari, si trovano mitocondri giganti a singolo ramo; d'altra parte, nelle cellule del fegato ci sono circa 200 mitocondri e in alcuni protozoi fino a 500.000.In alcune cellule, i mitocondri possono fondersi in un mitocondrio gigante, come, ad esempio, nello sperma dei mammiferi c'è un mitocondrio gigante attorcigliato a spirale.
I mitocondri sono ricoperti da due membrane. La membrana esterna delimita i mitocondri dall'ialoplasma, il suo spessore è di circa 7 nm, è liscia, senza invaginazioni e pieghe. La membrana interna forma numerose sporgenze nei mitocondri - cresta che non bloccano completamente la cavità mitocondriale. Il contenuto interno del mitocondrio matrice. La matrice ha una struttura omogenea a grana fine; contiene ribosomi mitocondriali e DNA mitocondriale. I ribosomi mitocondriali sono di dimensioni inferiori rispetto ai ribosomi citoplasmatici. Il DNA nei mitocondri è a forma di anello e non forma legami con gli istoni. La matrice contiene enzimi coinvolti nel ciclo dell'acido tricarbossilico e enzimi di ossidazione degli acidi grassi. Alcuni amminoacidi sono anche ossidati nella matrice. Sulle creste dei mitocondri c'è una catena respiratoria (catena di trasporto degli elettroni) - un sistema di conversione dell'energia, qui viene sintetizzato l'ATP.
Il numero di mitocondri nelle cellule può aumentare a causa della loro crescita e divisione. La maggior parte delle proteine mitocondriali sono sintetizzate al di fuori dei mitocondri e controllate dal nucleo; il DNA mitocondriale codifica solo per poche proteine mitocondriali.
plastidi
I plastidi sono organelli che si trovano negli organismi fotosintetici (piante, alghe). Esistono diversi tipi di plastidi: cloroplasti, cromoplasti, leucoplasti, amiloplasti.
A cloroplasti(dal greco chloros - verde e plastos - foggiato) avviene la fotosintesi. I cloroplasti variano per forma e dimensioni in diversi organismi. Alcuni di loro sono a forma di ciotola e abbastanza grandi, altri sono a forma di stella, sotto forma di nastri, anelli, reti, ecc. Tali cloroplasti si trovano nelle alghe (nelle alghe, i cloroplasti sono chiamati cromatofori). I cloroplasti più comuni hanno la forma di grani o dischi arrotondati. Il loro numero per cella differisce anche nei diversi rappresentanti. Quindi, alcune alghe hanno un solo cloroplasto per cellula, nelle piante superiori per cellula, in media, 10-30 cloroplasti, sebbene ci siano cellule in cui ci sono circa mille cloroplasti. A causa della predominanza delle clorofille, questi plastidi in verde, alghe eugleniche e piante superiori sono colorati di verde, il colore di questi plastidi in altre alghe varia a seconda della combinazione e della quantità di pigmenti aggiuntivi.
Il cloroplasto è delimitato da due membrane, esterna ed interna, ciascuna spessa 7 nm. La membrana interna forma invaginazioni nella matrice. La matrice del cloroplasto contiene un gran numero di membrane sotto forma di vescicole piatte chiamate tilacoidi(dal greco thylaros - borsa). Queste membrane contengono pigmenti: clorofille e carotenoidi. I tilacoidi nelle piante superiori sono raccolti in pile, come una colonna di monete, che sono chiamate grani. La fase leggera della fotosintesi avviene sulle membrane tilacoidi; oltre alle clorofille e ai carotenoidi, in queste membrane sono incorporati complessi molecolari dell'ATP sintetasi, che trasferiscono i protoni alla matrice del cloroplasto e partecipano alla sintesi dell'ATP.
Insieme a matrice(stroma) è associato alla fase oscura della fotosintesi, poiché contiene enzimi coinvolti nelle reazioni oscure del legame dell'anidride carbonica atmosferica e della formazione di carboidrati. Nello stroma dei cloroplasti, inoltre, si verifica la formazione di acidi grassi e amminoacidi. La matrice del cloroplasto contiene DNA plastidico, vari tipi di RNA, ribosomi e viene depositato un prodotto di riserva, l'amido. Il DNA del cloroplasto, come il DNA mitocondriale, differisce dal DNA nucleare. Per le sue caratteristiche è vicino al DNA dei procarioti, è rappresentato da una molecola circolare, e non è associato agli istoni. I ribosomi nei cloroplasti, come i ribosomi nei mitocondri, sono più piccoli dei ribosomi nel citoplasma. E proprio come nei mitocondri, la maggior parte delle proteine dei cloroplasti sono controllate dal DNA nucleare. Pertanto, come i mitocondri, i cloroplasti sono strutture con autonomia limitata.
Nelle alghe si formano nuovi cloroplasti durante la divisione di quelli maturi. Nelle piante superiori, una tale divisione è piuttosto rara. Un aumento del numero di plastidi, compresi i cloroplasti, nelle piante superiori si verifica a causa della trasformazione dei precursori - proplastidi (dal greco pro - prima, prima). I proplastidi si trovano nei tessuti meristematici, nei punti di crescita delle piante. I proplastidi sono piccole vescicole a due membrane (0,4-1 µm) con contenuto indifferenziato. La membrana interna può formare piccole pieghe. I proplastidi si riproducono per divisione. Alla luce normale i proplastidi vengono convertiti in cloroplasti.
Leucoplasti(dal greco leuros - bianco, incolore) - plastidi incolori; a differenza dei cloroplasti, il loro contenuto interno è meno differenziato e il sistema di membrane non si sviluppa nello stroma. Si trovano nelle piante nei tessuti di stoccaggio. Sono spesso difficili da distinguere dai proplastidi. Al buio, al loro interno si depositano sostanze di riserva, compreso l'amido. Alla luce, possono trasformarsi in cloroplasti. Nell'endosperma dei semi, nei rizomi e nei tuberi, l'accumulo di amido nei leucoplasti porta alla formazione di amiloplasti (dal greco amylon - amido), in cui lo stroma è pieno di granuli di amido.
Cromoplasti(dal greco chroma - colore) - plastidi, colorati nelle piante superiori in giallo, arancione e rosso, che è associato all'accumulo di pigmenti carotenoidi. Questi plastidi sono formati da cloroplasti (durante l'invecchiamento delle foglie, lo sviluppo di petali di fiori, la maturazione dei frutti) e meno spesso da leucoplasti (ad esempio nelle radici di carota). Allo stesso tempo, il numero di membrane diminuisce, la clorofilla e l'amido scompaiono e i carotenoidi si accumulano.
Componenti non di membrana
Ribosoma
Il ribosoma è un organello cellulare non di membrana su cui avviene la sintesi proteica nella cellula. I ribosomi si trovano sulle membrane del RE granulare, nel citoplasma e nel nucleo. I ribosomi sono composti da molecole proteiche non ripetitive e diverse molecole di rRNA. I ribosomi di procarioti ed eucarioti condividono principi comuni di organizzazione e funzionamento, ma differiscono per dimensioni e caratteristiche molecolari.
Il ribosoma è costituito da due subunità disuguali: grande e piccola. Nelle cellule procariotiche, sono chiamate subunità 5OS e 3OS, nelle cellule eucariotiche - 6OS e 4OS. S è il coefficiente di sedimentazione (lat. sedimentum - sedimento), che caratterizza la velocità di sedimentazione di una particella durante l'ultracentrifugazione e dipende dal peso molecolare e dalla configurazione spaziale della particella. La subunità 3OS contiene 1 molecola di 168 rRNA e 21 molecole proteiche, la subunità 5OS contiene 2 molecole di RNA (5S e 23S) e 34 molecole proteiche. Le subunità ribosomiali eucariotiche contengono più proteine (circa 80) e molecole di rRNA. I mitocondri e i cloroplasti contengono anche ribosomi simili a quelli dei procarioti.
Sistema muscolo-scheletrico (citoscheletro)
Il concetto di citoscheletro è stato espresso all'inizio del 20 ° secolo dall'eccezionale scienziato russo N.K. Koltsov e solo con l'aiuto di un microscopio elettronico questo sistema è stato riscoperto. citoscheletroè costituito da complessi proteici filamentosi non ramificati - filamenti. Esistono tre sistemi di filamenti che differiscono per composizione chimica, ultrastruttura e funzioni: microfilamenti (ad esempio nelle cellule muscolari), microtubuli (molti nelle cellule del pigmento) e filamenti intermedi (ad esempio nelle cellule epidermiche della pelle). Il citoscheletro partecipa ai processi di movimento all'interno della cellula o delle cellule stesse e svolge un ruolo scheletrico scheletrico. È assente nei procarioti.
Microfilamenti hanno un diametro di 6 nm e sono costituiti principalmente dalla proteina actina, la cui polimerizzazione forma una sottile fibrilla a forma di nastro a spirale leggermente inclinato. Insieme alla proteina miosina, fa parte delle fibrille contrattili - miofibrille. I microfilamenti si trovano in tutte le cellule eucariotiche. Nelle cellule non muscolari, possono far parte dell'apparato contrattile e partecipare alla formazione di strutture scheletriche rigide. Molte cellule epiteliali sono densamente ricoperte da escrescenze della membrana citoplasmatica - microvilli, all'interno dei quali è presente un denso fascio di 20-30 filamenti di actina, che conferisce rigidità e forza ai microvilli.
microtubuli hanno un diametro di 25 nm e sono costituiti principalmente dalla proteina tubulina, che, una volta polimerizzata, forma dei tubi cavi. I microtubuli si trovano nel citoplasma delle cellule interfase singolarmente, in fasci o come parte di centrioli, corpi basali, ciglia e flagelli e fanno parte del fuso di divisione. I microtubuli sono strutture dinamiche e possono formarsi e disassemblarsi rapidamente. La loro funzione è scheletrica e motoria.
Non vi è alcuna differenza fondamentale nell'organizzazione fine di ciglia e flagelli. Negli animali, le ciglia sono caratteristiche delle cellule dell'epitelio ciliato, il loro numero può raggiungere 10-14 mila per cellula in una scarpa. I flagelli si trovano nei gameti delle alghe, negli spermatozoi animali, nelle spore della riproduzione asessuata delle alghe, in alcuni funghi, muschi, felci, ecc. Il cilio e il flagello rappresentano un'escrescenza del citoplasma ricoperta da una membrana citoplasmatica. Al suo interno si trova un assonema, costituito da 9 doppietti di microtubuli lungo la periferia e una coppia di microtubuli al centro. La parte inferiore del flagello e delle ciglia è immersa nel citoplasma - corpo basale, costituito da 9 triplette di microtubuli. Il corpo basale e l'assonema formano un tutt'uno. Alla base delle ciglia e dei flagelli, ci sono spesso fasci di microfibrille e microtubuli - radici.
Filamenti intermedi hanno un diametro di circa 10 nm e sono formati da proteine diverse ma correlate. Questi sono i citoscheletri più stabili e longevi. Sono localizzate principalmente nella zona perinucleare e in fasci di fibrille che si estendono alla periferia cellulare. Soprattutto molti di loro nelle cellule soggette a stress meccanico.
Centro cellulare
Centro cellulare - la struttura del citoplasma, che è la fonte della crescita dei microtubuli, una sorta di centro della loro organizzazione. Il centro cellulare è la totalità centrioli e centrosfera. I centrioli si trovano solitamente nel centro geometrico della cella. Queste strutture sono obbligatorie per le cellule animali e si trovano anche in alcune alghe, assenti nelle piante superiori, in un certo numero di protozoi e funghi. Nelle cellule in divisione, prendono parte alla formazione del fuso di divisione. I centrioli sono costituiti da 9 triplette di microtubuli, che formano un cilindro cavo largo circa 0,15 µm e lungo 0,3-0,5 µm. Le cellule interfase hanno 2 centrioli. La centrosfera circonda i centrioli ed è un insieme di strutture aggiuntive: radici fibrose striate, microtubuli aggiuntivi, focolai di convergenza dei microtubuli. Nella centrosfera, i microtubuli divergono radialmente dalla zona del centriolo.
