Строение клетки человеческой: Строение клетки человека и ее функции в организме

Содержание

Человеческая клетка: строение клетки человека

Подробно рассмотрев в микроскоп элементарную единицу нашего организма, исследователи пришли к выводу, что человеческая клетка имеет весьма сложное внешнее и внутреннее строение. Наше тело состоит из мышечной ткани, которую составляют в основном микроскопические клетки. Строение клетки человека во многом ничем не отличается от строения растительной и животной клеток. Разница имеется лишь в некоторых уникальных функциях органоидов клетки и в месте их расположения. Кстати, подробно прочитать о строении клеток растений можно тут. О строении клеток животных тут.

Основные органоиды человеческой клетки

Клетка человека имеет своеобразную форму. Эта форма определяет месторасположение определенных клеточных органоидов. Человек – эукариотический организм, именно поэтому в центре его клетки находится ядро. Как и в растительной и животной клетке, в человеческой клетке ядро выполняет такую же функцию хранения и реализации генетической информации. Имеется в клетке человека и цитоплазма, которая являет собой определенную среду расположения всех клеточных органелл. Митохондрии обеспечивают в клетке все энергетические процессы, связанные с окислением углеводов и жирных кислот. Особенностью человеческой клетки является наличие в ней многих ферментов, большинство из которых расположены в лизосомах. Ферменты внутри клетки выполняют функцию катализатора, то есть с их помощью значительно ускоряется протекание химических реакций в клетке.

Все строение клетки человека базируется на клеточной мембране. Она обеспечивает целостность формы клетки, а также способна практически полностью регулировать внутриклеточный баланс. Важную роль в клетке человека играют рибосомы. Как и во всех живых организмах, в человеке рибосомы служат основным органоидом для синтеза молекул белка, который возможен только из аминокислот.

Эндоплазматический ретикулум – один из главных органоидов клетки человека

Человеческая клетка имеет в своем строении два типа эндоплазматического ретикулума: гладкий и складчатый. Он являет собой определенную систему канальцев, пузырьков и уплощенных полостей, которые со всех сторон окружены прочной мембраной. Гладкий и складчатый эндоплазматический ретикулум выполняют разные функции в клетке. Первый участвует во многих процессах клеточного метаболизма. Более того, гладкий эндоплазматический ретикулум имеет способность нейтрализовать многие виды природных ядов, он берет участие в углеводном обмене и способен влиять на запасание клеткой кальция.

Главная функция складчатого эндоплазматического ретикулума – синтез белков. Этот процесс напрямую связан с деятельностью рибосом, поэтому самостоятельного синтеза белков складчатый эндоплазматический ретикулум проводить не может. Дело в том, что когда белки синтезируются на поверхности рибосом, они случайным образом могут присоединиться к складчатому эндоплазматическому ретикулуму. В такой способ создаются полипептидные цепочки, которые размещаются в полостях складчатого эндоплазматического ретикулума. В конце процесса эти белковые цепочки внутри органоида сворачиваются, проходят целый цикл биохимических превращений и потом в свободном виде белки попадают в состав цитозоля, где используются клеткой.

Таким образом, строение клетки человека практически полностью совпадает со строением клеток других живых организмов. Однако человек – уникальное существо, которое сумело добиться наивысшего уровня развития. Может поэтому стоит и дальше изучать строение нашего организма? Ведь ответ на вопрос о том, почему именно вид Homo sapiens сумел выбраться на наивысшую ступень эволюционного развития, до сих пор не найден.

Сложное строение человеческой клетки — видео

38 фото строения организма человека

Благодаря совершенствованию технологий, сегодня каждый может увидеть невероятно красивый и скрытый от нас мир — мир клеток под микроскопом. В данной коллекции можно увидеть фото бактерий, микробов, молекул и клеток.
Мы предлагаем вашему вниманию 38 самых необычных снимков из нашей подборки. Большинство фото показывают клетки, увеличенные в несколько тысяч раз. Смотрите и наслаждайтесь!

38 фото клеток под микроскопом

  • Стволовая клетка

Стволовая клетка под микроскопом

 

Текстиль под микроскопом

 

  • Структура клеток

Структура клеток под микроскопом

 

  • Зеленые клетки

Зеленые клетки под микроскопом

 

Тромбоциты под микроскопом

 

Сфагнум под микроскопом

 

Лук под микроскопом

 

  • Нейроны Пуркинье

Нейроны Пуркинье под микроскопом

 

  • Раковая клетка

Раковая клетка под микроскопом

 

  • Растительная клетка

Растительная клетка под микроскопом

 

  • Красные клетки

Красные клетки под микроскопом

 

Липа под микроскопом

 

Клетки рака под микроскопом

 

  • Клетки эпидермиса

Клетки эпидермиса под микроскопом

 

  • Клетки легких

Клетки легких под микроскопом

 

  • Клетки органики

Клетки органики под микроскопом

 

Клетки под микроскопом

 

Клетки алое под микроскопом

 

  • Клетки фибробласты

Клетки фибробласты под микроскопом

 

  • Клетки хлоропласты

Клетки хлоропласты под микроскопом

 

  • Эпителиальные клетки

Эпителиальные клетки под микроскопом

 

  • Клетки чеснока

Клетки чеснока под микроскопом

 

  • Человеческие клетки

Человеческие клетки под микроскопом

 

  • Красные кровяные тельца

Красные кровяные тельца под микроскопом

 

Тут показана, основа нашей крови — красные кровяные тельца (RBC). На этих симпатичных двояковогнутых клетках лежит ответственная задача разносить по всему телу кислород. Обычно в одном кубическом миллиметре крови таких клеток 4-5 миллионов у женщин и 5-6 миллионов у мужчин. Люди живущие в высокогорье, где присутствует недостаток кислорода, красных телец в крови еще больше.

  • Расщепленный человеческий волос

Расщепленный человеческий волос под микроскопом

 

Во избежание расщепления волос, необходимо регулярно стричь кончики волос и использовать качественные шампуни и кондиционеры.

  • Клетки Пуркинье

Клетки Пуркинье в микроскоп

 

Из 100 миллиардов нейронов вашего мозга клетки Пуркинье одни из самых крупных. Помимо прочего, они отвечают в коре мозжечка за двигательную координацию. На них губительно действуют как отравление алкоголем или литием, так и аутоиммунные заболевания, генетические отклонения (включая аутизм), а также нейродегенеративные болезни (Альцгеймера, Паркинсона, рассеянный склероз и т. п.).

  • Чувствительные волоски уха

Чувствительные волоски уха под микроскопом

 

Вот как выглядят стереоцилии, то есть чувствительные элементы вестибулярного аппарата внутри вашего уха. Улавливая звуковые колебания, они контролируют ответные механические движения и действия.

  • Кровеносные сосуды зрительного нерва

Кровеносные сосуды зрительного нерва под микроскопом

 

Здесь изображены кровеносные сосуды сетчатки глаза, выходящие из окрашенного в черный цвет диска зрительного нерва. Этот диск представляет собой «слепое пятно», так как на этом участке сетчатки нет световых рецепторов.

  • Вкусовой сосочек языка

Вкусовой сосочек языка под микроскопом

 

На языке у человека находится около 10000 вкусовых рецепторов, благодаря им мы определяем на вкус соленое, кислое, горькое, сладкое и острое.

Зубной налет под микроскопом

 

Чтобы на зубах не было таких похожих на скалы наслоений, необходимо производить профилактическую чистку зубов у стоматолога.

Тромб под микроскопом

 

Вспомните, как красиво выглядели здоровые красные кровяные тельца. А теперь посмотрите, какими они становятся в паутине смертельно опасного кровяного тромба. В самом центре находится белое кровяное тельце (лейкоцит).

  • Легочные альвеолы

Легочные альвеолы под микроскопом

 

Перед вами вид вашего легкого изнутри. Пустые полости — это альвеолы, где и происходит обмен кислорода на углекислый газ.

  • Раковые клетки легких

Раковые клетки легких под микроскопом

 

  • Ворсинки тонкой кишки

Ворсинки тонкой кишки под микроскопом

 

Ворсинки тонкой кишки увеличивают ее площадь, что способствует лучшему усвоению пищи. Это выросты неправильной цилиндрической формы высотой до 1,2 миллиметра. Основу ворсинки составляет рыхлая соединительная ткань. В центре, подобно стержню, проходит широкий лимфатический капилляр, или млечный синус, а по сторонам от него располагаются кровеносные сосуды и капилляры. По млечному синусу в лимфу, а затем в кровь попадают жиры, а по кровеносным капиллярам ворсинок поступают в кровоток белки и углеводы. При внимательном рассмотрении можно заметить в бороздках пищевые остатки.

  • Человеческая яйцеклетка с корональными клетками

Человеческая яйцеклетка под микроскопом

 

Здесь вы видите человеческую яйцеклетку. Яйцеклетка покрыта гликопротеиновой оболочкой (zona pellicuda), которая не только защищает ее, но и помогает захватить и удержать сперматозоид. К оболочке прикреплены две корональные клетки.

  • Сперматозоиды на поверхности яйцеклетки

Сперматозоиды на поверхности яйцеклетки под микроскопом

 

На снимке запечатлен момент, когда несколько сперматозоидов пытаются оплодотворить яйцеклетку.

  • Человеческий эмбрион и сперматозоиды

Человеческий эмбрион и сперматозоиды под микроскопом

 

Это похоже на войну миров, на самом же деле перед вами яйцеклетка через 5 дней после оплодотворения. Некоторые сперматозоиды все еще удерживаются на ее поверхности. Изображение сделано с помощью конфокального (софокусного) микроскопа. Яйцеклетка и ядра сперматозоидов окрашены в пурпурный цвет, тогда как жгутики сперматозоидов — в зеленый. Голубые участки — это нексусы, межклеточные щелевые контакты, осуществляющие связь между клетками.

  • Имплантация человеческого эмбриона

Имплантация человеческого эмбриона под микроскопом

 

На данном фото начало жизни человека. Шестидневный эмбрион человека имплантируется в эндометрий, слизистую оболочку полости матки.

Кожа: строение и функции кожи человека

Что такое кожа
Кожа покрывает все наше тело и является самым крупным органом человека. У взрослого человека площадь кожи составляет около 2 квадратных метров. Вместе с подкожной жировой клетчаткой ее вес составляет в среднем 16-17% от общей массы тела [3].

Она защищает наш организм от окружающей среды, поддерживая его гомеостаз (саморегулирующийся процесс). Кожа обеспечивает естественную терморегуляцию: предотвращает перегрев или переохлаждение организма. Она участвует в дыхании и обменных процессах.
На коже, как в зеркале, отражаются наши эмоции и физическое состояние.

Строение кожи
Если говорить про строение кожи, то она состоит из трех основных слоя: эпидермис, дерма и гиподерма (подкожно-жировая клетчатка).
Рассмотрим строение кожи чуть детальнее.

Эпидермис
Epi переводится с греческого как “над”, dermis — кожа. Эпидермисом называют верхний слой кожи, его толщина около 0,05-0,1 мм [1].
В строении эпидермиса выделяют четыре слоя [2]:
• базальный
• шиповатый
• зернистый
• роговой (наружный слой)
Каждые 3-4 недели происходит обновление эпидермиса. Этот процесс начинается в базальном (зачатковом) слое. Клетки поднимаются к верхнему роговому слою, преобразуясь в другие виды клеток на этом пути.

Клетки на базальной мембране созревают и превращаются в кератиноциты. Кератиноциты делятся и перемещаются ближе к внешнему слою — роговому. По мере выталкивания клеток к поверхности, они становятся более плоскими. В конце они теряют свое ядро, отмирают и превращаются в чешуйки, из которых и состоит роговой слой. Таким образом создается барьер от внешней среды. Процесс обновления рогового слоя постоянен, мы теряем около 40 000 чешуек в минуту. Если кожа здорова этот процесс незаметен глазу. [1].

Дерма
Под эпидермисом находится более глубокий слой — дерма (dermis — кожа). Ее толщина составляет почти 2 мм. Она представлена соединительной тканью, основу которой составляют прочные белковые волокна-коллаген и эластин. Прочной нашу кожу делает коллаген, упругой — эластин.
В дерме расположена сложная сеть из кровеносных и лимфатических сосудов, нервных окончаний,также в дерме расположены волосяные фолликулы, потовые и сальные железы. По строению дерму можно разделить на два уровня: поверхностная папиллярная дерма и глубокая ретикулярная дерма.

Гиподерма (подкожная жировая клетчатка)
Гиподерма ( или subcutis (sub — под, cutis — название дермы и верхнего слоя кожи))- это самый крупный и самый тяжелый слой, без него кожа бы весила 3 кг, а с ним может весить до 20 кг [3].
Благодаря гиподерме, тело человека обретает мягкие черты, без нее четко виднелись бы кости и суставы. В строении этого слоя участвуют рыхлая соединительная ткань и жир. Гиподерма пронизана кровеносными сосудами и нервными окончаниями, но более крупными, чем в дерме.
Конечно, строение кожи гораздо сложнее, но эти три слоя, из которых кожа состоит, представляют собой основные ее “этажи”.

Функции кожи
Функции кожи очень разнообразны и у каждого ее слоя есть свои задачи.
Эпидермис в первую очередь создает защитный барьер и обладает кислотной мантией. Он защищает от воздействия различных вредных веществ и аллергенов, а такжемеханических воздействий. Защитная функция кожи — одна из наиболее важных.
Кислоты на роговом слое понижают pH и связывают воду, сохраняя верхний слой кожи увлажненным. Уровень pH важен для микробиома кожи — совокупности микроорганизмов на поверхности кожи человека которые выполняют важные защитные и регуляторные функции.
В шиповатом слое находятся клетки Лангерганса, которые отвечают за иммунную защиту кожи. Клетки Меркеля тоже расположены в верхнем слое и среди их функций — обеспечение кожной чувствительности [2].
Еще в эпидермисе есть пигментные клетки меланоциты, определяющие цвет кожи и выполняющие функцию защиты от УФ лучей [2].
Дерма регулирует теплоотдачу тела. Чтобы снизить температуру тела, потовые железы выводят влагу на поверхность кожи. Чтобы согреть нас, она уменьшает приток крови к коже что способствует сохранению тепла внутри организма.
Благодаря дерме наша кожа прочная и эластичная. Здесь расположены волосяные фолликулы, из которых растут волосы.
Кровеносные сосуды дермы снабжают кожу кислородом и питательными веществами, поддерживают иммунную систему. Нервные окончания, расположенные в дерме, передают важную информацию мозгу, например о жаре или о боли.
В гиподерме накапливаются и хранятся питательные вещества. Подкожно-жировая клетчатка предотвращает переохлаждение организма. Она создает дополнительную защиту для внутренних органов.
Как видите, невозможно переоценить важность для человека функций кожи.

Уход за кожей

Лицо
Уход за кожей лица зависит от состояния вашей кожи (чувствительность, выделения сальных желез, возрастные изменения и др.) и лучше, чтобы его подобрал дерматолог. Базовый уход включает в себя очищение, увлажнение и защиту от солнца. Средства подбираются индивидуально.

Тело
Одним из основных правил по уходу за кожей является отказ от ежедневного купания с мылом. Каждый день принимать душ без вреда для кожи можно только используя воду, так как у нее нейтральное значение pH. Если вы хотите использовать моющее средство, оно должно быть без запаха, без цвета и почти не должно пениться. Используя мыло, с высоким pH, мы разрушаем защитный барьер, а для полного восстановления эпидермису требуется 4 недели.

Для кожи человека полезнее принимать душ, чем ванну. Так как при долгом лежании в пенной ванне кожа выщелачивается.
Будьте осторожны с различными маслами. Они являются агрессивными очищающими средствами и не подходят для ухода. Из-за частого использования масла на коже могут появиться сухие экземы. Гораздо лучше для выполнения функции увлажнения подходят жиросодержащие кремы, мази или липолосьоны [1].

Ноги
Не стоит агрессивно удалять ороговевший слой, так как он защищает мягкие ткани от сдавливания. Его избыток можно убрать пилкой .
На ороговевшем слое ног могут возникать трещины, и кожа может становится шершавой. Для того, чтобы опасные бактерии не проникали через трещины на коже, можно использовать жирную мазь. Нанесите ее перед сном и оберните стопы в непроницаемую для воздуха пленку. Такая процедура позволит мази проникнуть даже в ороговевший слой [1].

Используемая литература:
1. Адлер Й. Что скрывает кожа. 2 квадратных метра, которые диктуют, как нам жить. М.: Издательство «Э», 2017, с. 13.
2. Быков В.Л. Частная гистология человека. 2 изд. СПб.: СОТИС, 1999, с. 215.
3. Медицинская энциклопедия. Кожа[Электронный ресурс] URL: dic.academic.ru/dic.nsf/enc_medicine/14590

Клеточное строение человека — состав, функции, свойства и размножение клетки (Таблица)

Клетка — элементарная живая система, основная структурная и функциональная единица организма, способная к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению.

Жизненные свойства клетки человека

К основным жизненным свойствам клетки относят: обмен веществ, биосинтез, размножение, раздражимость, выделение, питание, дыхание, рост и распад органических соединений.

Химический состав клетки

Основные химические элементы клетки: Кислород (О), Сера (S), Фосфор (Р), Углерод (С), Калий (К), Хлор (Сl), Водород (Н), Железо (Fe), Натрий (Na),  Азот (N), Кальций (Са), Магний (Mg)



Неорганические вещества

Органические вещества

1. Вода — растворяет и переносит питательные вещества. Вода — универсальный растворитель. Все реакции идут в растворах. Вода обеспечивает перенос необходимых веществ и выделение вредных продуктов. Вода участвует в регуляции температуры тела и состовляет 70-85% от всего химического состава клетки.

2. Минеральные соли участвуют в образова­нии жизненно важных соединений (напри­мер, белка крови — ге­моглобина)

— Углеводы;

— Жиры;

— Белки;

— Нуклеиновые кислоты

— АТФ

Органические вещества клетки 







Название веществ

Из каких эле­ментов (веществ) состоят

Функции веществ

Углеводы

Углерод, водо­род, кислород.

Основные источники энергии для осуществления всех жиз­ненных процессов.

Жиры

Углерод, водо­род, кислород.

Входят в состав всех клеточных мембран, служат запасным ис­точником энергии в организме.

Белки

Углерод, водород, ки­слород, азот, сера, фосфор.

1. Главный строительный материал клетки;

2. ускоряют течение химических реакций в организме;

3. запасной источник энергии для организма.

Нуклеиновые кислоты

Углерод, водо­род, кисло­род, азот, фосфор.

ДНК — определяет состав бел­ков клетки и передачу наслед­ственных признаков и свойств следующим поколениям;

РНК — образование характерных для данной клетки белков.

АТФ (аденозинтрифосфат)

Рибоза, аденин, фосфорная кислота

Обеспечивает запас энергии, участвует в построении нуклеиновых кислот

Размножение клетки (деление клетки) человека

Размножение клеток в человеческом организме происходит путем непрямого деления. В результате дочерний организм получает такой-же набор хромосом, как материнский. Хромосомы — носители наследственных свойств организма, передающихся от родителей потомству.







Этап размножения (фазы деления)

Характеристика

Подготовительная

Перед делением число хромосом удваивается. Запасается энергия и вещества, необходимые для деления.

Первая

Начало деления. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам клетки. Хромосомы утолщаются и укорачиваются. Ядерная оболочка растворяется. Из клеточного центра образуется веретено деления.

Вторая

Удвоенные хромосомы размещаются в плоскости экватора клетки. К каждой, хромосоме, прикрепляются плотные нити, которые тянутся от центриолей.

Третья

 

Нити сокращаются, и хромосомы расходятся к полюсам клетки.

Четвертая

Конец деления. Делится все содержимое клетки и цитоплазма. Хромосомы удлиняются и становятся неразличимыми. Формируется ядерная оболочка, на теле клетки возникает перетяжка, которая постепенно углубляется, разделяя клетку надвое. Образуются две дочерние клетки.

Строение клетки человека человека

У животной клетки, в отличие от растительной, имеется клеточный центр, яо отсутствуют: плотная клеточная стенка, поры в клеточной стенке, пластиды( хлоропласты, хромопласты, лейкопласты) и вакуоли с клеточным соком.











Клеточные структуры

Особенности строения

Основные функции

Плазматическая мембрана

Билипидныи (жировой) слой, окруженный бел новым 1 слоями

Обмен веществ между клетками и межклеточным веществом

Цитоплазма

Вязкое полужидкое вещество, в котором располагаютсу органоиды клетки

Внутренняя среда клетки. Взаимосвязь всех частей клетки и транспорт питательных веществ

Ядро с ядрышком

Тельце, ограниченное ядерной оболочкой, с хроматином ( тип и ДНК). Ядрышко находится внутри ядра, принимает участие в синтезе белков.

Контролирующий центр клетки. Передача информации дочерним клеткам с помощью хромосом при делении

Клеточный центр

Участок более густой цитоплазмы с центриолями (и цилиндричсекие тельца)

Участвует в делении клеток

Эндоплазматическая сеть

Сеть канальцев

Синтез и транспорт питательных веществ

Рибосомы

Плотные тельца, содержащие белок и РНК

В них синтезируется белок

Лизосомы

Округлые тельца, внутри которых находятся ферменты

Расщепляют белки, жиры, углеводы

Митохондрии

Утолщённые тельца с внутренними складками ( кристами )

В них находятся ,ферменты, при помощи которых пи­тательные вещества расщепляются, а энергия запаса­ется в виде особого вещества — АТФ.

Аппарат Гольджи

С топка плоских мембранных мешочков

Образование лизосом

_______________

Источник информации:

Биология в таблицах и схемах./ Издание 2е, — СПб.: 2004.

Резанова Е.А. Биология человека. В таблицах и схемах./ М.: 2008.

Модель клетки из пластилина | МОРЕ творческих идей для детей

Как сделать модель живой (животной) клетки из пластилина своими руками (тема «Строение клетки», 5 класс).

Модель клетки (строение клетки) из пластилина

Так как моя старшая дочь из-за плановой госпитализации некоторое время не посещала школу, пропущенные темы мы с ней изучали самостоятельно. «Строение клетки» — одна из таких тем. Я вспомнила, что сама когда-то делала в школу в качестве домашнего задания по биологии модель инфузории-туфельки из пластилина, которая так мне понравилось, что даже отдавать не хотелось. И предложила дочке закрепить изучение этой темы изготовлением модели клетки из пластилина.

Модель клетки дочка отнесла в школу. Оказалось, что это было домашним заданием, и другие дети тоже делали клетку из пластилина.

Как сделать модель живой (животной) клетки из пластилина

Для макета лучше всего подойдет не обычный пластилин, поделки из которого могут деформироваться от падения, от высокой температуры (например, от летнего зноя или под прямыми солнечными лучами) и т.д., а эластичная мягкая полимерная глина, застывающая на воздухе. Подробнее я писала о ней в статье «Легкая самозатвердевающая масса для лепки». Мы очень любим из нее лепить, но у нас она закончилась, поэтому в этот раз пришлось работать с простым пластилином.

Сделать модель живой животной клетки из пластилина можно несколькими способами (в статье использованы иллюстрации из учебника «Биология. Введение в биологию», 5 класс, авторы: А. А. Плешаков, Н. И. Сонин, 2014, художники: П. А. Жиличкин, А.В. Пряхин, М. Е. Адамов).

Модель растительной клетки можно выполнить аналогично, ориентируясь на изображение растительной клетки из учебника.

1. Самая простая плоская модель клетки из пластилина на картоне

Самый простой способ изобразить схему строения клетки, на изготовление которого потребуется меньше всего времени, это слепить из пластилина клетку в соответствии с изображением из учебника.

Этапы работы
  1. Скатать из пластилина длинную тонкую колбаску и небольшой шарик. Шарик расплющить. Это детали, изображающие наружную мембрану и ядро.
  2. Приклеить детали на прямоугольный лист картона. Роль цитоплазмы будет играть поверхность картона внутри замкнутого контура (наружной мембраны).
  3. Сделать сноски и подписи.
2. Плоская модель живой клетки из пластилина

Эта модель похожа на предыдущую, но немного сложнее.

  1. Вырезать из плотного глянцевого картона основу овальной или слегка изогнутой формы.
  2. Приклеить детали, изображающие главные части клетки:
    — наружную мембрану (сделать ее из скатанного колбаской пластилина)
    — ядро (сделать его из расплющенного пластилинового шарика).
  3. По желанию приклеить некоторые важные органоиды живой клетки: митохондрии, лизосомы.
  4. Подписи можно сделать прямо на картоне внутри клетки.

Этот же вариант модели клетки можно еще немного усложнить, если в начале работы на основе из картона тонким слоем размазать светлый пластилин (это будет цитоплазма).

3. Модель живой клетки из пластилина на пластике

Так как пластилин через некоторое время оставляет жирные пятна даже на глянцевом картоне, то модель клетки получится более долговечной, если сделать ее на основе из пластика. При использовании прозрачного пластика можно не покрывать основу пластилином. А сноски или надписи, сделанные не на самой модели, а на бумаге под ней, будут хорошо видны через прозрачный материал.

Модель мы делали на основе иллюстраций из пункта 5 «Живые клетки» первой части учебника.

Этапы работы
  1. Подготовить основу из прозрачного пластика. Это может быть пластик от упаковки различных товаров. Например, крышка от пластикового продуктового контейнера.
  2. Вырезать по краям пластика выемки.
  3. Сделать ядро: скатать шарик из коричневого пластилина, расплющить и приклеить на основу в центр или недалеко от центра. По желанию можно изобразить ядрышко, находящееся внутри ядра, из расплющенного маленького шарика более темного цвета.
  4. Сделать лизосомы: скатать маленькие шарики (4 штуки), приклеить их на основу.
  5. Сделать митохондрии: скатать шарики немного побольше, чем для лизосом, немного раскатать их как для колбаски, расплющить, приклеить на основу.
  6. По желанию сделать другие элементы животной клетки: эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, центриоли и т.д.
  7. Сделать наружную мембрану: скатать из пластилина тонкую колбаску, немного ее расплющить и приклеить по контуру основы. Сразу сделать колбаску нужной длины сложно, но можно соединить друг с другом несколько коротких колбасок.
  8. Оформить работу в программе «Word»: сверху поместить заголовок «Строение клетки», в левом нижнем углу — информацию об ученике, выполнившем работу, сделать рамочку. Распечатать. Или написать это от руки. Затем приклеить этот лист на картон.
  9. Сделать сноски, подписи.
  10. Приклеить модель клетки в центр. Пластик очень хорошо держится на картоне, если приклеить его с помощью двусторонней клейкой ленты (скотча). На нашей модели кусочек двустороннего скотча размером с ядро под ним и расположен, поэтому его не видно.
  11. Поместить работу в файл — специальный прозрачный полиэтиленовый пакет для документов.
4. Объемная модель живой клетки из пластилина
  1. Для основы скатать из пластилина большой шарик, придать ему форму яйца и вырезать из него четверть.
  2. Для экономии пластилина можно сделать эту деталь из мягкой фольги, а затем облепить ее пластилином. Еще проще сделать эту деталь из пенопластового яйца для поделок.
  3. Приклеить детали из пластилина (аналогично тому, как описано в предыдущей инструкции).

5. Модель живой клетки из соленого теста

Также можно сделать макет клетки из соленого теста (в этой статье рецепт соленого теста, который я использую).

  1. Соленое тесто раскатать скалкой в пласт толщиной около половины сантиметра.
  2. Вырезать из него основу для макета клетки.
  3. Приклеить основные детали.
  4. Оставить на сутки или двое в теплом месте для высыхания.
  5. Раскрасить красками.

Модели живых (животных и растительных) клеток своими руками

Напоследок небольшая галерея с фотографиями моделей клеток из кабинета биологии. Прошу прощения за качество фотографий — дочка делала их в школе телефоном, а там, где стоит шкаф с работами детей, плохое освещение.

А эта работа мне очень понравилась, потому что у меня тоже была идея сделать модель еще и из бумаги, в технике объемной аппликации. Модель клетки выполнена из бумаги в техниках рисования, аппликации и квиллинга.

Предлагаю посмотреть другие статьи из рубрики «Школьные задания» или статьи о поделках из пластилина, массы для лепки, соленого теста и т.д.

© Юлия Валерьевна Шерстюк, https://moreidey.ru

Всего доброго! Если материалы сайта были Вам полезны, пожалуйста, поделитесь ссылкой на них в соцсетях — Вы очень поможете развитию сайта.

Размещение материалов сайта (изображений и текста) на других ресурсах без письменного разрешения автора запрещено и преследуется по закону.

Строение клетки человека, деление клетки и внешний вид, описание с картинками для детей

Клетки – это микроскопические живые элементы, из которых, как здание из кирпичиков, состоит человеческое тело. Их очень много – для образования организма новорожденного клеток требуется около двух триллионов!

Клетки бывают различных типов или видов, например, нервные клетки или клетки печени, но каждая из них содержит информацию, необходимую для возникновения и нормальной работы организма человека.


 

Строение клетки человека

Строение всех клеток тела человека практически одинаково. Каждая живая клетка состоит из защитной оболочки (она называется мембраной), которая окружает желеобразную массу – цитоплазму. В цитоплазме плавают мелкие органы или компоненты клетки – органеллы, и содержится «командный пункт» или «центр управления» клетки – её ядро. Именно в ядре заключена информация, необходимая для нормальной жизнедеятельности клетки и «инструкции», на выполнении которых основана её работа.

Деление клеток

Ежесекундно организм человека обновляется, в нём отмирают и рождаются, замещая друг друга, миллионы клеток. Например, замещение старых клеток кишечника новыми происходит со скоростью миллион в минуту. Каждая новая клетка возникает в результате деления уже существующей, и процесс этот можно разделить на три этапа:
1.    Перед началом деления клетка копирует содержащуюся в ядре информацию;
2.    Потом на две части делится ядро клетки, а затем цитоплазма;
3.    В результате деления получаются две новые клетки, являющиеся точными копиями клетки-матери.

Виды и внешний вид клеток человеческого организма

Несмотря на одинаковое строение, клетки человека отличаются по форме и размеру, в зависимости от функций, которые они выполняют. С помощью электронного микроскопа учёные выяснили, что клетки могут иметь форму параллелепипеда (например, клетки эпидермиса), шара (кровяные), звёздочки и даже проводов (нервные), а всего их около 200 видов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Клетки крови человека под микроскопом

Назад к списку


Если вы рассмотрели все доступные предметы под микроскопом, то сейчас самое время усложнить технику наблюдения и расширить исследуемые объекты. С помощью прибора можно заглянуть в ту часть природы, из которой состоим мы. Рассмотрим, как выглядят наши клетки крови под микроскопом.



Оборудование


Чтобы исследовать кровь, используют разные методы окраски материала: по Романовскому-Гимзе (самый распространенный), по Маю-Грюнвальду, по Паппенгейму или по Райту. Окраска помогает выделить структуру клетки и способствует более детальному ее рассмотрению. Для этого нужно приобрести готовый красящий раствор или порошок, состоящий из азура и эозина. Они всегда есть в продаже в специализированных магазинах.


Исследуют кровь в домашних условиях с помощью светового микроскопа, используя разное увеличение. Например, при 150х можно рассмотреть множество мелких клеток.



При среднем увеличении от 400х – 600х различаются эритроциты и среди них лейкоциты.



Для более глубокого изучения используют увеличение от 1000х и более. В этом случае можно детально рассмотреть структуру каждой клетки.




Как выглядят клетки крови под микроскопом?


Наша кровь состоит из нескольких видов клеток, выполняющих три основные функции: 

  • доставляют кислород к органам и тканям;
  • защищают от вредных микроорганизмов;
  • поддерживают постоянную внутреннюю среду.



Эритроциты под микроскопом


Самая многочисленная группа круглых клеток — эритроциты. Глядя в микроскоп, вы их увидите сразу. Эритроциты переносят кислород ко всем клеткам организма и имеют розовый цвет. 




Лейкоциты под микроскопом


Среди огромного количества эритроцитов вы увидите лейкоциты: лимфоциты, моноциты, базофилы, нейтрофилы и эозинофилы. Подробно их можно разглядеть при увеличении не менее 1000х. Лейкоциты защищают организм человека от различных заболеваний, вызванных вирусами, бактериями, грибками. В борьбе с ними многие лейкоциты погибают.


Малый лимфоцит



Средний лимфоцит



Моноцит



Базофил 



Сегментоядерный нейтрофил



Эозинофил




Тромбоциты под микроскопом


Тромбоциты отвечают за свертываемость крови. Это очень маленькие круглые клетки. Если у вас профессиональный микроскоп с увеличением больше 1000х, то вы их точно увидите.



Мы предоставили небольшой материал о том, как выглядят клетки крови человека под микроскопом с фото, но настоящее исследование с использованием собственного прибора этого не заменит. Если микроскопия станет вашим хобби, то вы откроете для себя потрясающие вещи! Например, вы когда-нибудь задумывались над тем, почему СОЭ (скорость оседания эритроцитов) выше нормы у больного человека? Рассмотрите воспаленную кровь и найдете ответ! Сколько удивительных открытий можно сделать прямо сейчас!


Здесь даже не нужно покупать очень сложное и дорогостоящее оборудование (пусть этим занимаются лаборатории!), но стоит задуматься о приобретении доступной оптической техники среднего класса. Такая покупка даст потрясающую возможность открыть для себя тайны микромира, не доступного нашему глазу!


Предлагаем вашему вниманию микроскопы интернет-магазина Veber.ru, с помощью которых вы сможете изучить клетки крови в мельчайших подробностях:

Назад к списку

ячеек и структура ячеек | CancerQuest

Все живые существа состоят из клеток. Некоторые организмы, такие как бактерии, могут существовать исключительно как одноклеточные существа. Другие, включая людей, состоят из бесчисленных клеток, работающих вместе, чтобы сформировать единое живое существо. Люди состоят из триллионов клеток, которые организованы в ткани, такие как мышцы и кожа, или органы, такие как печень или легкие. На анимации ниже изображена взаимосвязь между органом (печенью) и клетками, из которых он построен.Последнее изображение — это крупный план одной клетки.

Правильное функционирование человеческого тела зависит от более мелких структур или органов, таких как сердце или легкие. Крошечные клетки, из которых состоят эти органы, на самом деле содержат внутри более мелкие структуры, называемые органеллами. Эти органеллы помогают клеткам выполнять свою работу. При раке изменения в этих органеллах могут вызывать серьезные проблемы у отдельных клеток и, в конечном итоге, у всего организма.Чтобы лучше понять, как работают клетки, мы потратим некоторое время на изучение некоторых из этих субклеточных структур.

Органеллы, которые мы обсудим, участвуют в потоке информации внутри клеток и в производстве энергии. Кроме того, мы рассмотрим структуру, которая придает клеткам их форму и позволяет им воспроизводить себя. Все обсуждаемые органеллы и процессы имеют прямое отношение к раку, потому что это клеточные структуры / активности, которые нарушаются при заболевании.

На изображении ниже показаны две живые клетки мыши. Митохондрии окрашены в красный цвет, а ядра (с ярко окрашенными хромосомами) окрашены в синий цвет. Область зеленого цвета возле ядер клеток представляет собой аппарат Гольджи, органеллу, участвующую в обработке и упаковке молекул внутри клетки.

Изображение выше было использовано с разрешения правообладателя Molecular Probes.

Дополнительную информацию по темам на этой странице также можно найти в большинстве вводных учебников по биологии, мы рекомендуем «Биология Кэмпбелла», 11-е издание.

Органеллы, отвечающие за поддержание надлежащей клеточной функции, описаны в следующих разделах:

Обзор органелл

Функции, выполняемые в организме, разделены и выполняются разными органами и тканями. Пища переваривается в желудке и кишечнике, кости обеспечивают структуру и силу, а мозг действует как центральное место для обработки информации и передачи команд другим частям тела.

Во многом таким же образом функции отдельных клеток разделены между хорошо организованными комбинациями биомолекул.Эти структуры аналогичны органам тела и называются органеллами.

Органеллы суспендированы в вязкой жидкости на водной основе. Жидкость известна как цитозоль. Жидкость и органеллы, расположенные за пределами ядра, вместе называются цитоплазмой. Цитоплазма клетки высокоорганизована, и положение органелл активно контролируется.

Просмотрите изображение ниже, чтобы получить краткое описание функций некоторых органелл, присутствующих в типичной клетке.

Ядро

Ядро можно рассматривать как мозг клетки. Наш генетический материал (ДНК) в виде хромосом хранится в этой органелле. Ядро (множественные ядра) имеет примерно сферическую форму и окружено двумя мембранами . Как говорилось в предыдущей главе, клеточные мембраны состоят из двух листов липидов, обращенных друг к другу.

Как показано выше, ядро ​​является домом для хромосом.Хромосомы состоят из длинных цепочек ДНК. Как показано на анимации ниже, ДНК в хромосоме высокоорганизована и зациклена. Хромосома в форме X , показанная на двух анимациях на этой странице, на самом деле представляет собой хромосому, которая была скопирована или воспроизведена при подготовке к делению клетки. Нереплицированная хромосома состоит из одной молекулы ДНК, которая может содержать тысячи генов. ДНК в хромосомах действует как своего рода план, направляющий все другие действия в клетке.

Некоторые ключевые особенности нашей генетической структуры:

  • У нас есть два набора хромосом; по одному от каждого родителя через гамету (сперму или яйцеклетку). Клетки человека обычно содержат 46 хромосом, по 23 хромосомы от каждого родителя.
  • Хромосомы состоят из комплекса ДНК и белков. Этот комплекс называется хроматином.
  • Гены — это участки ДНК, которые содержат информацию для производства определенной молекулы, такой как белок. Важные в развитии рака небольшие изменения в нуклеотидной последовательности гена могут привести к изменению поведения клетки .

Изменения в генетическом материале необходимы для развития рака.

Митохондрии

Митохондрии (единичные — митохондрии) являются энергетическими центрами клеток. Большая часть энергии, необходимой клеткам (и, следовательно, индивидуумам) для функционирования, собирается из биомолекул, таких как сахар и жиры, получаемые с пищей. Митохондрии выполняют заключительные этапы преобразования пищи в энергию. Как и ядро, митохондрии окружены двойной мембраной.

Подобно сжиганию бензина в автомобильном двигателе, процесс производства энергии не является полностью эффективным и дает побочные продукты, которые часто имеют нежелательные эффекты. Производство энергии в митохондриях приводит к производству химических веществ, которые могут повредить ДНК и, следовательно, вызвать генетические изменения. Считается, что эти опасные побочные продукты способствуют мутациям, наблюдаемым в раковых клетках.

Схема митохондрии, показывающая две отдельные мембраны и внутренний отсек, который является местом производства энергии, показана ниже.

На изображении ниже митохондрии в клетках мыши окрашены в красный цвет. Ядра и хромосомы клеток синие. Обратите внимание на широкое распространение, большое количество и несколько неправильную форму митохондрий. Зеленые области возле ядра в каждой клетке представляют собой органеллы, известные как аппарат Гольджи, они участвуют в модификации и транспортировке биомолекул, таких как белки.

Изображение выше было использовано с разрешения правообладателя Molecular Probes.

Рибосома

Рибосомы состоят из двух больших комплексов, состоящих из РНК и белка. Рибосомы расположены в цитозоле и довольно многочисленны. Они отвечают за чтение РНК и использование закодированной информации для производства белков в процессе, называемом трансляцией. Трансляция обсуждается более подробно в разделе «Функции генов».

На схеме ниже показаны две рибосомные субъединицы (большая и малая), связанные с информационной РНК (мРНК).

Цитоскелет

Цитоскелет представляет собой сложную сеть белков, которые пересекают цитоплазму клеток.Цитоскелет состоит из самых разных белков. Эти белки часто образуют длинные скрученные нити, которые выглядят как электрические провода или кабели, используемые для удержания мостов. Как и эти искусственные компоненты, белки, составляющие цитоскелет, сильны и гибки.

Основной тип волокон, актин, состоит из длинных нитей (полимеров) белка актина. На изображении ниже показаны актиновые волокна в эндотелиальной (кровеносной) клетке коровы. Строки желтого цвета представляют собой полимеризованную форму белка, а красный цвет указывает на присутствие отдельных белковых единиц.

Еще одно важное цитоскелетное волокно — микротрубочки. Они также являются полимерами и состоят из белкового тубулина. На изображении ниже показаны микротрубочки в эндотелиальной клетке коровы.

Как видно из изображений выше, цитоскелет широко распределен по клеткам.

Изображения на этой странице были использованы с разрешения правообладателя Molecular Probes..

Функция цитоскелета

На изображении ниже показаны актиновые волокна (красным) и микротрубочки (желтым) в эндотелиальных клетках коров. Ядра клеток окрашены в синий цвет.

Цитоскелет выполняет несколько ключевых функций:

  • Он обеспечивает структуру клеток и действует как каркас для прикрепления многих органелл.
  • Отвечает за способность клеток двигаться.
  • Требуется для правильного деления клеток во время клеточного размножения.

Как мы увидим, изменения цитоскелета наблюдаются в раковых клетках. Раковые клетки часто демонстрируют повышенную подвижность. Фактически, метастатическое распространение рака зависит от опухолевых клеток, которые проникают в соседние ткани.

Существенная роль цитоскелета в пролиферации клеток привела к использованию лекарств, ингибирующих цитоскелет, в качестве противораковых препаратов. Примеры лекарств, которые нарушают функцию цитоскелета, включают Taxol® и винбластин.

Подробнее об ингибиторах цитоскелета в лечении рака.

Изображение на этой странице было использовано с разрешения правообладателя Molecular Probes.

Сводная таблица структуры ячеек

Органеллы

  • Органеллы — это структуры, которые выполняют различные функции внутри клетки.
  • Органеллы в клетке аналогичны органам в теле.
  • Органеллы взвешены в жидкости на водной основе, называемой цитозолем.

Ядро

  • В ядре хранится генетическая информация (хромосомы) эукариотических клеток.
  • Ядро имеет примерно сферическую форму и окружено двумя мембранами.
  • Ядро — это «мозг» клетки.

Митохондрия

  • Митохондрии — это электростанции клетки.
  • Митохондрии преобразуют биомолекулы (то есть жиры и сахара) в энергию.
  • Побочные продукты производства энергии в митохондриях могут повредить ДНК и вызвать мутации.

Рибосома

  • Рибосомы состоят из двух больших комплексов, состоящих из РНК и белка.
  • Рибосомы расположены в цитозоле. Их функция — читать РНК и производить белки в процессе, известном как трансляция.

Цитоскелет

  • Цитоскелет представляет собой сложную сеть белков, которые пересекают цитоплазму клетки.
  • Актин и тубулин — это белки, используемые для построения основных волокон цитоскелета (микрофиламентов и микротрубочек соответственно).
  • Цитоскелет выполняет несколько ключевых функций:
    • Обеспечивает структуру клеток и место для закрепления органелл
    • Подвижность клеток
    • Контроль деления клеток во время митоза
  • В раковых клетках наблюдаются изменения цитоскелета, позволяющие увеличить подвижность.
  • Многие противораковые препараты действуют, вмешиваясь в активность белков цитоскелета.

Знай поток

Know the Flow — это обучающая игра, в которой вы сможете проверить свои знания. Играть:

  • Перетащите соответствующие варианты из столбца справа и разместите их в порядке от наименьшего к наибольшему в полях слева. Обратите внимание, что вы будете использовать только пять из шести вариантов для завершения игры.
  • Когда закончите, нажмите «Проверить», чтобы увидеть, сколько вы ответили правильно.
  • В случае неправильных ответов нажмите «Описание», чтобы просмотреть информацию о процессах.
  • Чтобы повторить попытку, выберите «Сброс» и начните заново.

Знать поток: структура ячеек

Процессы

  • Выучить больше

    Органелла

  • Выучить больше

    Ячейка

  • Выучить больше

    Ткань

  • Выучить больше

    Орган

  • Выучить больше

    Система кузова

  • Выучить больше

    Скелет

Проверить ответы
Перезагрузить

Вы сделали это!

Процесс в правильном порядке!

Играть снова

Для игры в Know the Flow требуется Javascript

Если материал окажется для вас полезным, сделайте ссылку на наш сайт

Удивительный мир внутри клетки человека

Когда вы читаете эти слова, электричество пронизывает ваш мозг, ненасытные убийцы бегают по вашим венам, а едкие химические вещества пузыряются от вашей головы до кончиков пальцев ног.Фактически, все ваше тело похоже на электрическую компанию, химический завод, транспортную сеть, сеть связи, центр детоксикации, больницу и поле битвы в одном лице. Рабочие, которые руководят этой деятельностью, — это ваши клетки.

Наши тела содержат триллионы клеток, сгруппированных по более чем 200 основным типам. В любой момент времени каждая клетка выполняет тысячи рутинных задач, таких как создание и использование энергии, производство белков и реагирование на сигналы окружающей среды. Различные типы клеток также имеют особые обязанности, такие как наращивание кожи или костей, выкачивание гормонов или выработка антител.

Давайте быстро заглянем внутрь, чтобы увидеть, как клетки выполняют свои основные задачи.

Двойная мембрана, которая ограничивает ядро, впадает в усеянную рибосомами грубую эндоплазматическую сеть (пурпурный). Белки перерабатываются, а липиды производятся в гладкой эндоплазматической сети (синий) и в аппарате Гольджи (зеленый). (Изображение предоставлено: Джудит Стоффер, jStoffer Medical Illustration.)

Представьте, что вы уменьшились до 3-х миллионных от своего нормального размера и теперь примерно 0.5 микрометров в высоту — намного меньше пылевого клеща или ширины пряди волос. В таком масштабе человеческая клетка среднего размера выглядит величиной с футбольное поле.

Ядро

С вашей новой точки зрения ваше внимание привлекает несколько сферическое ядро ​​клетки. Он выглядит примерно 50 футов в ширину. Ядро, занимающее до 10 процентов внутренней части клетки, является наиболее заметной органеллой или клеточным компартментом. Он содержит генетический материал клетки, ДНК, которая направляет создание миллиардов белковых молекул, которые участвуют почти во всех клеточных процессах.

Мембраны

Ядро содержит ДНК клетки. (Изображение предоставлено NIGMS.)

Клетку окружает мембрана со специальными воротами, каналами и насосами, которые впускают или вытесняют выбранные молекулы. Мембрана защищает внутреннюю среду клетки — густую смесь, называемую цитозолем, состоящую из солей, питательных веществ и белков, на долю которой приходится около половины объема клетки (остальное составляют органеллы). Помимо внешней мембраны, которая состоит из белков и липидов (жиров), клетки человека и других высших организмов имеют пару пористых мембран, которые окружают ядро.Каждая органелла также имеет внешнюю мембрану.

Endoplasmic Reticulum and Partners

Рядом с ядром находятся огромные взаимосвязанные мешочки, называемые эндоплазматическим ретикулумом или ER. С вашего уменьшенного взгляда, каждый мешок составляет всего несколько дюймов в поперечнике, но они могут достигать длины 100 футов и более. Мешочки бывают двух типов: «грубая» версия, покрытая рибосомами, производящими белок, и «гладкая» версия, которая производит липиды и расщепляет токсичные молекулы.

ER отправляет вновь созданные белки и липиды в комплекс Гольджи, короткую и узкую структуру внутри цитозоля.Комплекс Гольджи обрабатывает их и отправляет молекулы в конечные пункты назначения внутри или вне клетки.

Митохондрии

Митохондрии — это органеллы, которые преобразуют энергию нашей пищи в АТФ, или аденозинтрифосфат, для ускорения биохимических реакций. (Изображение предоставлено: D.S. Friend, Бригам и женская больница.)

Органеллы, называемые митохондриями, размером примерно с пикап, в котором вы плывете, преобразуют энергию из вашей пищи в аденозинтрифосфат или АТФ, чтобы поддерживать биохимические реакции.Типичная клетка сжигает 1 миллиард молекул АТФ каждые 1-2 минуты.

Как и все другие органеллы, митохондрии заключены во внешнюю мембрану. Но у них также есть внутренняя мембрана, которая на самом деле в четыре или пять раз больше внешней. Внутренняя мембрана во многих местах сгибается вдвое, так что она может поместиться, расширяя длинные пальцеобразные складки в центре органеллы. Эти складки значительно увеличивают площадь поверхности для производства АТФ.

Вид с высоты 40 000 футов

Вернувшись в мир размером с человека, многие ученые, финансируемые Национальными институтами здравоохранения, изучают эти клеточные структуры — и многие другие, не перечисленные здесь, — потому что знание о них лежит в основе нашего понимания здоровья и болезнь.Например, недавние исследования показывают, почему нуклеолинус (клеточный отсек, обнаруживаемый у ряда видов) имеет решающее значение для правильного деления клеток и как особое расположение микротрубочек (клеточных магистралей, транспортирующих сырье) может помочь нервным клеткам восстановиться после травмы.

Подробнее:

Эта статья Inside Life Science была предоставлена ​​LiveScience в сотрудничестве с Национальным институтом общих медицинских наук, входящим в состав Национальных институтов здравоохранения .

Medibiz Tv | Статьи

Клетка — это мельчайшая единица живого организма, которую нельзя увидеть невооруженным глазом. Каждая ячейка содержит внутри множество более мелких деталей, выполняющих свою функцию. Клетки человека различаются по функциям и размеру. Самыми большими из всех клеток являются яйцеклетки.
Клетка похожа на фабрику. Он построен по принципу работы. Каждая ячейка имеет внутри множество меньших отделений, выполняющих свои функции в координации друг с другом.
Ячейка состоит из внешней оболочки ячейки . Клеточная мембрана сортирует и организует содержимое клетки в отсеки, называемые органеллами. Это помогает органеллам функционировать более эффективно и в узкоспециализированной манере.
Клеточная мембрана регулирует транспортировку молекул внутрь и из клеток. Клеточную мембрану часто называют плазматической мембраной , потому что она является границей цитоплазмы.
Он состоит из липидного бислоя с молекулами белка, встроенными в клеточную мембрану.
Ядро — очень важный компонент, который контролирует все действия клетки. В нем хранится ДНК, инструкция по запуску функции клетки.
ДНК окружена двойной мембраной ядерной мембраны. Любая молекула, которой требуется войти в ядро ​​или выйти из него, будет двигаться через поры.
В центре ядра находится ядрышко, которое отвечает за создание рибосомной защиты и рРНК.
Рибосомы в основном производят белки. Они прикреплены к шероховатой эндоплазматической сети (ER), а также плавают внутри цитоплазмы.Эта доза органелл не имеет мембраны.
Транспортные белки эндоплазматической сети (ER), которые строятся рибосомами и далее переносятся в аппарат Гольджи. Существует 2 типа ER Rough ER и гладкий ER. ER Грубый ER и гладкий ER связаны друг с другом. Белки
Rough ER содержат рибосомы на поверхности. Здесь белки, производимые рибосомами, модифицируются и транспортируются.
Smooth ER практически не содержит рибосом на поверхности. Smooth ER отвечает за создание новых мембран для клетки или нейтрализацию токсинов.
Аппарат Гольджи представляет собой органеллу, которая модифицирует, сортирует, упаковывает и распределяет белки, полученные из ER. Аппарат Гольджи также подготавливает материалы, которые вывозятся за пределы клетки. Пакеты, подготовленные аппаратом Гоги, называются везикулами.
Везикулы представляют собой мембранные пакеты ферментов или белков. Наиболее важными везикулами являются пероксисомы и лизосомы
Пероксисома представляет собой мембранные пакеты, заполненные ферментами-катализаторами, которые могут нейтрализовать токсины
Лизосомы представляют собой мембранные пакеты, заполненные пищеварительными ферментами, которые способны переваривать пищу, вирусы, бактерии и т. Д.
Короче говоря, вся клетка регулируется ядром. Внутри ядра содержится ДНК. ДНК может посылать массаж из ядра через ядерные поры в цитоплазму. Здесь массаж находит рибосомы, которые создают белок и вставляют этот белок в грубую ER. Грубый ER отправляет белки в новые везикулы, и эти заполненные белком везикулы захватываются аппаратом Гольджи. Аппарат Гольджи модифицирует, сортирует, упаковывает эти белки и строит новые пузырьки. В зависимости от функции белков он будет производить лизосомы, вакуоли, пероксисомы или белки, транспортируемые за пределы клетки.
Митохондрии — еще одна чрезвычайно важная органелла внутри клетки. Эта доза не играет никакой роли в производстве белка. Он отвечает за производство энергии, метаболизм и клеточное дыхание, поэтому его называют электростанцией. Митохондрии имеют свою собственную ДНК и свой собственный набор рибосом внутри нее. Так что это можно сказать как ячейка в ячейке.
Структура клетки также содержит цитоскелет, который функционирует как вспомогательные материалы внутри клетки. Он поддерживает форму клетки и сохраняет целостность органелл.Есть два типа цитоскелета: микрофиламенты и микротрубочки.
Микрофиламенты отвечают за момент клетки, как в мышечной клетке, актине.
Микротрубочки , центриоли, более активны во время деления клеток.
Есть некоторая внеклеточная метрикс, называемая коллагеном, которая отвечает за удержание клеток вместе. Без этого кожа становится морщинистой.

Органелл | Национальное географическое общество

Органеллы — это специализированные структуры, которые выполняют различные функции внутри клеток.Этот термин буквально означает «маленькие органы». Точно так же органы, такие как сердце, печень, желудок и почки, выполняют определенные функции по поддержанию жизни организма, органеллы выполняют определенные функции по поддержанию жизни клетки.

Клетки сгруппированы в две разные категории: прокариотические клетки и эукариотические клетки, которые в первую очередь различаются по наличию одной органеллы — ядра. Прокариотические клетки не имеют ядра, в отличие от эукариотических клеток. Ядро — это большая органелла, которая хранит ДНК и служит центром управления клеткой.Одноклеточные организмы обычно являются прокариотическими, в то время как многоклеточные организмы обычно состоят из эукариотических клеток.

Другой крупной органеллой, обнаруженной в эукариотических клетках, является митохондрия, органелла, ответственная за производство АТФ, химического вещества, которое организмы используют для получения энергии. Клетки часто содержат сотни митохондрий. Эти митохондрии имеют внешнюю мембрану, которая окружает органеллу, и внутреннюю мембрану, которая складывается несколько раз, образуя многослойную структуру, известную как кристы.Жидкость внутри митохондрий называется матрицей, которая заполнена белками и митохондриальной ДНК.

Хлоропласты — еще одна органелла, которая содержит двойную мембрану и сохраняет собственную ДНК. Однако, в отличие от митохондрий, внутренняя мембрана хлоропластов не свернута. Однако у них есть третья внутренняя мембрана, называемая тилакоидной мембраной, которая складывается. Кроме того, в отличие от митохондрий, хлоропласты присутствуют только в клетках растений. Они отвечают за преобразование солнечного света в энергию посредством процесса, называемого фотосинтезом.

Другие органеллы, такие как лизосомы, отвечают за переваривание и переработку токсичных веществ и отходов. Они содержат белки, называемые ферментами, которые расщепляют макромолекулы, включая аминокислоты, углеводы и фосфолипиды. Лизосомы производятся более крупной органеллой, называемой комплексом Гольджи, которая также производит другие клеточные механизмы. Когда клетка умирает, она самоуничтожается с использованием собственных лизосом.

Цитоплазма и клеточные органеллы — анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите структуру и функцию клеточных органелл, связанных с эндомембранной системой, включая эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и лизосомы.
  • Опишите структуру и функцию митохондрий и пероксисом
  • Объясните три компонента цитоскелета, включая их состав и функции

Теперь, когда вы узнали, что клеточная мембрана окружает все клетки, вы можете погрузиться в прототип клетки человека, чтобы узнать о ее внутренних компонентах и ​​их функциях.Все живые клетки в многоклеточных организмах содержат внутренний цитоплазматический компартмент и ядро ​​внутри цитоплазмы. Цитозоль, желеобразное вещество внутри клетки, обеспечивает жидкую среду, необходимую для биохимических реакций. Эукариотические клетки, включая все клетки животных, также содержат различные клеточные органеллы. Органелла («маленький орган») — это один из нескольких различных типов мембранных тел в клетке, каждое из которых выполняет уникальную функцию. Подобно тому, как различные органы тела работают вместе в гармонии, выполняя все функции человека, множество различных клеточных органелл работают вместе, чтобы поддерживать здоровье клетки и выполнять все ее важные функции.Органеллы и цитозоль вместе составляют цитоплазму клетки. Ядро — это центральная органелла клетки, которая содержит ДНК клетки ((рисунок)).

Прототипная клетка человека

Хотя это изображение не указывает на какую-либо конкретную человеческую клетку, это прототип клетки, содержащей первичные органеллы и внутренние структуры.

Органеллы эндомембранной системы

Набор из трех основных органелл вместе формирует внутри клетки систему, называемую эндомембранной системой.Эти органеллы работают вместе для выполнения различных клеточных задач, включая задачу производства, упаковки и экспорта определенных клеточных продуктов. Органеллы эндомембранной системы включают эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и везикулы.

Эндоплазматическая сеть

Эндоплазматический ретикулум (ЭР) представляет собой систему каналов, которая является продолжением ядерной мембраны (или «оболочки»), покрывающей ядро, и состоит из того же материала липидного бислоя. ER можно рассматривать как серию извилистых магистралей, похожих на водные каналы Венеции.ER обеспечивает проходы через большую часть клетки, которые функционируют при транспортировке, синтезе и хранении материалов. Обмоточная структура ER приводит к большой площади мембранной поверхности, которая поддерживает его многие функции ((рисунок)).

Эндоплазматическая сеть (ER)

(a) ER представляет собой извилистую сеть тонких мембранных мешочков, находящихся в тесной связи с ядром клетки. Гладкая и шероховатая эндоплазматическая сеть очень различаются по внешнему виду и функциям (источник: ткань мыши).(b) Rough ER усеяна многочисленными рибосомами, которые являются участками синтеза белка (источник: ткань мыши). EM × 110000. (c) Smooth ER синтезирует фосфолипиды, стероидные гормоны, регулирует концентрацию клеточного Ca ++ , метаболизирует некоторые углеводы и расщепляет определенные токсины (источник: ткань мыши). EM × 110 510. (Микрофотографии предоставлены Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Эндоплазматический ретикулум может существовать в двух формах: грубый ER и гладкий ER.Эти два типа ER выполняют очень разные функции и могут быть найдены в очень разных количествах в зависимости от типа клетки. Грубый ER (RER) называется так, потому что его мембрана усеяна встроенными гранулами — органеллами, называемыми рибосомами, что придает RER неровный вид. Рибосома — это органелла, которая служит местом синтеза белка. Он состоит из двух субъединиц рибосомной РНК, которые оборачиваются вокруг мРНК, чтобы запустить процесс трансляции, за которым следует синтез белка. В гладком ER (SER) эти рибосомы отсутствуют.

Одна из основных функций гладкого ER — синтез липидов. Гладкий ER синтезирует фосфолипиды, основной компонент биологических мембран, а также стероидные гормоны. По этой причине клетки, вырабатывающие большие количества таких гормонов, такие как клетки женских яичников и мужских семенников, содержат большое количество гладкого ЭПР. В дополнение к синтезу липидов гладкий ER также секвестрирует (то есть хранит) и регулирует концентрацию клеточного Ca ++ , функцию, чрезвычайно важную в клетках нервной системы, где Ca ++ является триггером высвобождения нейромедиатора. .Гладкий ER дополнительно метаболизирует некоторые углеводы и выполняет роль детоксикации, расщепляя определенные токсины.

В отличие от гладкого ER, основная работа грубого ER — это синтез и модификация белков, предназначенных для клеточной мембраны или для экспорта из клетки. Для этого синтеза белка многие рибосомы прикрепляются к ER (придавая ему вид грубого ER). Как правило, белок синтезируется внутри рибосомы и высвобождается внутри канала грубого ER, где к нему могут быть добавлены сахара (посредством процесса, называемого гликозилированием), прежде чем он будет транспортирован внутри везикулы на следующий этап процесса упаковки и транспортировки. : аппарат Гольджи.

Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи отвечает за сортировку, модификацию и отгрузку продуктов, поступающих из неотложной помощи, как и в почтовом отделении. Аппарат Гольджи выглядит как сложенные стопкой плоские диски, почти как стопки блинов странной формы. Как и ER, эти диски являются перепончатыми. У аппарата Гольджи есть две разные стороны, каждая из которых играет свою роль. Одна сторона аппарата принимает продукты в виде пузырьков. Эти продукты сортируются через аппарат, а затем они выпускаются с противоположной стороны после переупаковки в новые пузырьки.Если продукт должен быть экспортирован из клетки, везикула мигрирует на поверхность клетки и сливается с клеточной мембраной, и груз секретируется ((Рисунок)).

Аппарат Гольджи

(a) Аппарат Гольджи управляет продуктами грубого ER, а также производит новые органеллы, называемые лизосомами. Белки и другие продукты ER отправляются в аппарат Гольджи, который организует, модифицирует, упаковывает и маркирует их. Некоторые из этих продуктов транспортируются в другие области клетки, а некоторые выводятся из клетки посредством экзоцитоза.Ферментативные белки упаковываются как новые лизосомы (или упаковываются и отправляются для слияния с существующими лизосомами). (б) Электронная микрофотография аппарата Гольджи.

Лизосомы

Некоторые из белковых продуктов, упаковываемых аппаратом Гольджи, содержат пищеварительные ферменты, которые должны оставаться внутри клетки для использования в расщеплении определенных материалов. Везикулы, содержащие ферменты, высвобождаемые Гольджи, могут образовывать новые лизосомы или сливаться с существующими лизосомами. Лизосома — это органелла, содержащая ферменты, которые расщепляют и переваривают ненужные клеточные компоненты, такие как поврежденная органелла.(Лизосома похожа на разрушительную бригаду, которая сносит старые и ненадежные здания по соседству.) Аутофагия («самопоедание») — это процесс переваривания клеткой собственных структур. Лизосомы также важны для расщепления инородного материала. Например, когда определенные клетки иммунной защиты (белые кровяные тельца) фагоцитируют бактерии, бактериальная клетка транспортируется в лизосому и переваривается находящимися внутри ферментами. Как можно догадаться, такие клетки фагоцитарной защиты содержат большое количество лизосом.

При определенных обстоятельствах лизосомы выполняют более грандиозную и ужасную функцию. В случае поврежденных или нездоровых клеток лизосомы могут открыться и высвободить свои пищеварительные ферменты в цитоплазму клетки, убивая клетку. Этот механизм «самоуничтожения» называется автолизом и контролирует процесс гибели клеток (механизм, называемый «апоптоз»).

Посмотрите это видео, чтобы узнать об эндомембранной системе, которая включает грубую и гладкую ER и тело Гольджи, а также лизосомы и везикулы.Какова основная роль эндомембранной системы?

Органеллы для производства энергии и детоксикации

Помимо функций, выполняемых эндомембранной системой, клетка выполняет множество других важных функций. Подобно тому, как вы должны потреблять питательные вещества, чтобы обеспечить себя энергией, каждая из ваших клеток должна принимать питательные вещества, некоторые из которых превращаются в химическую энергию, которая может использоваться для поддержания биохимических реакций. Еще одна важная функция клетки — детоксикация.Люди поглощают всевозможные токсины из окружающей среды, а также производят вредные химические вещества в качестве побочных продуктов клеточных процессов. Клетки печени, называемые гепатоцитами, выводят многие из этих токсинов.

Митохондрии

Митохондрия (множественное число = митохондрии) — это мембранная бобовидная органелла, которая является «преобразователем энергии» клетки. Митохондрии состоят из внешней двухслойной липидной мембраны, а также дополнительной внутренней двухслойной липидной мембраны ((Рисунок)). Внутренняя мембрана сильно сложена в извилистые структуры с большой площадью поверхности, называемые кристами.Именно вдоль этой внутренней мембраны ряд белков, ферментов и других молекул выполняет биохимические реакции клеточного дыхания. Эти реакции преобразуют энергию, хранящуюся в молекулах питательных веществ (таких как глюкоза), в аденозинтрифосфат (АТФ), который обеспечивает клетку полезной клеточной энергией. Клетки постоянно используют АТФ, поэтому митохондрии постоянно работают. Молекулы кислорода необходимы во время клеточного дыхания, поэтому вы должны постоянно вдыхать их. Одной из систем организма, которая использует огромное количество АТФ, является мышечная система, потому что АТФ требуется для поддержания мышечного сокращения.В результате мышечные клетки заполнены митохондриями. Нервным клеткам также требуется большое количество АТФ для работы натриево-калиевых насосов. Следовательно, отдельный нейрон будет загружен более чем тысячей митохондрий. С другой стороны, костная клетка, которая не так метаболически активна, может иметь всего пару сотен митохондрий.

Митохондрия

Митохондрии — это фабрики преобразования энергии клетки. (а) Митохондрия состоит из двух отдельных двухслойных липидных мембран.Вдоль внутренней мембраны расположены различные молекулы, которые вместе производят АТФ, главную энергетическую валюту клетки. (б) Электронная микрофотография митохондрий. EM × 236000. (Микрофотография предоставлена ​​Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)

Пероксисомы

Как и лизосомы, пероксисома представляет собой мембранно-связанную клеточную органеллу, которая в основном содержит ферменты ((Рисунок)). Пероксисомы выполняют несколько различных функций, включая метаболизм липидов и химическую детоксикацию.В отличие от пищеварительных ферментов, содержащихся в лизосомах, ферменты в пероксисомах служат для передачи атомов водорода от различных молекул к кислороду, производя перекись водорода (H 2 O 2 ). Таким образом, пероксисомы нейтрализуют яды, такие как алкоголь. Чтобы понять важность пероксисом, необходимо понять концепцию активных форм кислорода.

Пероксисома

Пероксисомы — это мембранные органеллы, содержащие множество ферментов для детоксикации вредных веществ и метаболизма липидов.{-}[/латекс]). Некоторые АФК важны для определенных клеточных функций, таких как клеточные сигнальные процессы и иммунные ответы против чужеродных веществ. Свободные радикалы реактивны, потому что они содержат свободные неспаренные электроны; они могут легко окислять другие молекулы по всей клетке, вызывая клеточное повреждение и даже гибель клетки. Считается, что свободные радикалы играют роль во многих деструктивных процессах в организме, от рака до ишемической болезни сердца.

Пероксисомы, с другой стороны, контролируют реакции, которые нейтрализуют свободные радикалы.Пероксисомы производят большое количество токсичного H 2 O 2 в процессе, но пероксисомы содержат ферменты, которые превращают H 2 O 2 в воду и кислород. Эти побочные продукты безопасно попадают в цитоплазму. Подобно миниатюрным установкам для очистки сточных вод, пероксисомы нейтрализуют вредные токсины, чтобы они не наносили вред клеткам. Печень — это орган, который в первую очередь отвечает за детоксикацию крови до того, как она разовьется по телу, а клетки печени содержат исключительно большое количество пероксисом.

Защитные механизмы, такие как детоксикация внутри пероксисомы и некоторых клеточных антиоксидантов, служат для нейтрализации многих из этих молекул. Некоторые витамины и другие вещества, содержащиеся в основном во фруктах и ​​овощах, обладают антиоксидантными свойствами. Антиоксиданты действуют, окисляясь сами, останавливая каскады деструктивных реакций, инициируемых свободными радикалами. Однако иногда АФК накапливаются за пределами возможностей такой защиты.

Окислительный стресс — это термин, используемый для описания повреждения клеточных компонентов, вызванного ROS.Из-за своих характерных неспаренных электронов АФК могут запускать цепные реакции, в которых они удаляют электроны из других молекул, которые затем становятся окисленными и реакционноспособными, и делают то же самое с другими молекулами, вызывая цепную реакцию. АФК могут вызвать необратимое повреждение клеточных липидов, белков, углеводов и нуклеиновых кислот. Поврежденная ДНК может привести к генетическим мутациям и даже к раку. Мутация — это изменение нуклеотидной последовательности в гене в ДНК клетки, потенциально изменяющее белок, кодируемый этим геном.Другие заболевания, которые, как считается, вызываются или обостряются ROS, включают болезнь Альцгеймера, сердечно-сосудистые заболевания, диабет, болезнь Паркинсона, артрит, болезнь Хантингтона и шизофрению, среди многих других. Примечательно, что эти заболевания во многом связаны с возрастом. Многие ученые считают, что окислительный стресс является одним из основных факторов старения.

Старение и…

Cell: The Free Radical Theory Теория свободных радикалов, влияющая на старение, была первоначально предложена в 1950-х годах и до сих пор остается предметом дискуссий.Вообще говоря, теория старения со свободными радикалами предполагает, что накопленное повреждение клеток в результате окислительного стресса способствует физиологическим и анатомическим эффектам старения. Есть две существенно разные версии этой теории: одна утверждает, что сам процесс старения является результатом окислительного повреждения, а другая утверждает, что окислительное повреждение вызывает возрастные заболевания и расстройства. Последняя версия теории более широко принята, чем первая. Однако многие данные свидетельствуют о том, что окислительное повреждение действительно способствует процессу старения.Исследования показали, что уменьшение окислительного повреждения может привести к увеличению продолжительности жизни некоторых организмов, таких как дрожжи, черви и плодовые мухи. И наоборот, усиление окислительного повреждения может сократить продолжительность жизни мышей и червей. Интересно, что манипуляция, называемая ограничением калорий (умеренное ограничение потребления калорий), как было показано, увеличивает продолжительность жизни у некоторых лабораторных животных. Считается, что это увеличение, по крайней мере, частично связано с уменьшением окислительного стресса. Однако долгосрочное исследование приматов с ограничением калорийности не показало увеличения их продолжительности жизни.Потребуется множество дополнительных исследований, чтобы лучше понять связь между активными формами кислорода и старением.

Цитоскелет

Так же, как костный скелет структурно поддерживает человеческое тело, цитоскелет помогает клеткам сохранять свою структурную целостность. Цитоскелет — это группа волокнистых белков, которые обеспечивают структурную поддержку клеток, но это только одна из функций цитоскелета. Компоненты цитоскелета также имеют решающее значение для подвижности клеток, воспроизводства клеток и транспортировки веществ внутри клетки.

Цитоскелет образует сложную нитевидную сеть по всей клетке, состоящую из трех различных видов филаментов на основе белков: микрофиламентов, промежуточных филаментов и микротрубочек ((Рисунок)). Самая толстая из трех — микротрубочка, структурная нить, состоящая из субъединиц белка, называемого тубулином. Микротрубочки поддерживают форму и структуру клеток, помогают сопротивляться сжатию клетки и играют роль в расположении органелл внутри клетки. Микротрубочки также составляют два типа клеточных придатков, важных для движения: реснички и жгутики.Реснички находятся на многих клетках тела, включая эпителиальные клетки, выстилающие дыхательные пути дыхательной системы. Реснички движутся ритмично; они постоянно бьются, перемещая отходы, такие как пыль, слизь и бактерии, вверх по дыхательным путям, от легких к рту. Удары ресничек клеток в женских фаллопиевых трубах перемещают яйцеклетки из яичника в матку. Жгутик (множественное число = жгутик) — это придаток больше реснички и специализированный для передвижения клеток.Единственная жгутиковая клетка у человека — это сперматозоид, который должен продвигаться к женским яйцеклеткам.

Три компонента цитоскелета

Цитоскелет состоит из (а) микротрубочек, (б) микрофиламентов и (в) промежуточных филаментов. Цитоскелет играет важную роль в поддержании формы и структуры клеток, стимулировании клеточного движения и содействии делению клеток.

Очень важная функция микротрубочек — устанавливать пути (наподобие железнодорожных путей), по которым генетический материал может тянуться (процесс, требующий АТФ) во время деления клетки, так что каждая новая дочерняя клетка получает соответствующий набор хромосом.Две короткие идентичные структуры микротрубочек, называемые центриолями, находятся рядом с ядром клеток. Центриоль может служить точкой клеточного происхождения для микротрубочек, выходящих наружу в виде ресничек или жгутиков, или может способствовать разделению ДНК во время деления клетки. Микротрубочки вырастают из центриолей, добавляя больше субъединиц тубулина, например добавляя дополнительные звенья в цепь.

В отличие от микротрубочек, микрофиламент представляет собой более тонкий тип филаментов цитоскелета (см. (Рисунок) b ).Актин, белок, образующий цепи, является основным компонентом этих микрофиламентов. Волокна актина, скрученные цепочки актиновых нитей, составляют значительный компонент мышечной ткани и, наряду с белком миозином, ответственны за сокращение мышц. Как и микротрубочки, актиновые филаменты представляют собой длинные цепи из отдельных субъединиц (называемых субъединицами актина). В мышечных клетках эти длинные актиновые нити, называемые тонкими нитями, «притягиваются» толстыми нитями миозинового белка, чтобы сократить клетку.

Актин также играет важную роль во время деления клеток.Когда клетка собирается разделиться пополам во время деления клетки, филаменты актина работают с миозином, создавая борозду расщепления, которая в конечном итоге разделяет клетку посередине, образуя две новые клетки из исходной клетки.

Последний филамент цитоскелета — это промежуточный филамент. Как следует из названия, промежуточная нить — это нить, промежуточная по толщине между микротрубочками и микрофиламентами (см. (Рисунок) c ). Промежуточные волокна состоят из длинных волокнистых субъединиц белка, называемого кератином, которые намотаны вместе, как нити, составляющие веревку.Промежуточные филаменты вместе с микротрубочками важны для поддержания формы и структуры клеток. В отличие от микротрубочек, которые сопротивляются сжатию, промежуточные филаменты сопротивляются растяжению — силам, разрывающим клетки. Во многих случаях клетки склонны к растяжению, например, когда эпителиальные клетки кожи сжимаются, растягивая их в разных направлениях. Промежуточные филаменты помогают закрепить органеллы вместе внутри клетки, а также связывать клетки с другими клетками, образуя специальные межклеточные соединения.

Обзор главы

Внутренняя среда живой клетки состоит из жидкого желеобразного вещества, называемого цитозолем, которое состоит в основном из воды, но также содержит различные растворенные питательные вещества и другие молекулы. Клетка содержит множество клеточных органелл, каждая из которых выполняет уникальную функцию и помогает поддерживать здоровье и активность клетки. Цитозоль и органеллы вместе составляют цитоплазму клетки. Большинство органелл окружено липидной мембраной, похожей на клеточную мембрану клетки.Эндоплазматический ретикулум (ER), аппарат Гольджи и лизосомы имеют общие функциональные связи и вместе называются эндомембранной системой. Есть два типа ER: гладкая и грубая. В то время как гладкий ER выполняет множество функций, включая синтез липидов и хранение ионов, грубый ER в основном отвечает за синтез белка с использованием связанных с ним рибосом. Грубый ER отправляет вновь созданные белки в аппарат Гольджи, где они модифицируются и упаковываются для доставки в различные места внутри или за пределами клетки.Некоторые из этих белковых продуктов представляют собой ферменты, предназначенные для расщепления нежелательного материала и упакованные в виде лизосом для использования внутри клетки.

Клетки также содержат митохондрии и пероксисомы, которые являются органеллами, ответственными за производство энергии клетки и детоксикацию определенных химических веществ, соответственно. Биохимические реакции в митохондриях преобразуют молекулы, несущие энергию, в пригодную для использования форму клеточной энергии, известную как АТФ. Пероксисомы содержат ферменты, которые превращают вредные вещества, такие как свободные радикалы, в кислород и воду.Клетки также содержат миниатюрный «скелет» из белковых нитей, который простирается по всему его внутреннему пространству. Этот цитоскелет составляют три различных типа филаментов (в порядке увеличения толщины): микрофиламенты, промежуточные филаменты и микротрубочки. Каждый компонент цитоскелета выполняет уникальные функции, а также обеспечивает поддерживающую основу для клетки.

Вопросы по интерактивной ссылке

Посмотрите это видео, чтобы узнать об эндомембранной системе, которая включает грубую и гладкую ER и тело Гольджи, а также лизосомы и везикулы.Какова основная роль эндомембранной системы?

Обработка, упаковка и перемещение материалов, производимых ячейкой.

Обзорные вопросы

Выберите термин, который лучше всего завершает следующую аналогию: Цитоплазма относится к цитозолю, как бассейн, содержащий хлор и плавучие игрушки, к ________.

  1. стенки бассейна
  2. хлор
  3. плавучие игрушки
  4. вода

Черновая ER получила свое название из-за каких связанных структур?

  1. Аппарат Гольджи
  2. рибосомы
  3. лизосом
  4. белков

Что из следующего является функцией грубой ER?

  1. производство белков
  2. детоксикация некоторых веществ
  3. Синтез стероидных гормонов
  4. регуляция концентрации внутриклеточного кальция

Что из перечисленного является общим для всех трех компонентов цитоскелета?

  1. Все они служат каркасом для органелл внутри клетки.
  2. Все они имеют примерно одинаковый диаметр.
  3. Все они представляют собой полимеры белковых субъединиц.
  4. Все они помогают клетке противостоять сжатию и растяжению.

Какая из следующих органелл продуцирует большое количество АТФ, когда и глюкоза, и кислород доступны для клетки?

  1. митохондрии
  2. пероксисомы
  3. лизосом
  4. ER

Вопросы о критическом мышлении

Объясните, почему структура ER, митохондрий и аппарата Гольджи способствует их соответствующим функциям.

Структура аппарата Гольджи соответствует его функциям, поскольку он представляет собой серию уплощенных перепончатых дисков; вещества модифицируются и упаковываются в последовательные этапы по мере их перемещения от одного диска к другому. Структура аппарата Гольджи также включает в себя принимающую поверхность и передающую поверхность, которые организуют клеточные продукты, когда они входят и выходят из аппарата Гольджи. ER и митохондрии имеют структурную специализацию, которая увеличивает их площадь поверхности. В митохондриях внутренняя мембрана сильно сложена, что увеличивает площадь поверхности для производства АТФ.Точно так же ER тщательно намотан на всю клетку, увеличивая площадь его поверхности для таких функций, как синтез липидов, хранение Ca ++ и синтез белка.

Сравните и сопоставьте лизосомы с пероксисомами: назовите хотя бы два сходства и одно различие.

Пероксисомы и лизосомы — это клеточные органеллы, связанные двухслойными липидными мембранами, и оба они содержат много ферментов. Однако пероксисомы содержат ферменты, которые выводят токсины из веществ, перенося атомы водорода и производя H 2 O 2 , тогда как ферменты в лизосомах функционируют для разрушения и переваривания различных нежелательных материалов.

Глоссарий

автолиз
Распад клеток под действием их собственных ферментов
аутофагия
Лизосомный распад собственных компонентов клетки
центриоль
небольшая самовоспроизводящаяся органелла, которая обеспечивает начало роста микротрубочек и перемещает ДНК во время деления клетки
реснички
небольшой отросток на определенных клетках, образованный микротрубочками и модифицированный для перемещения материалов по клеточной поверхности
цитоплазма
внутренний материал между клеточной мембраной и ядром клетки, в основном состоящий из жидкости на водной основе, называемой цитозолем, внутри которой находятся все другие органеллы, растворенные и взвешенные вещества клетки
цитоскелет
«скелет» клетки; образованы палочковидными белками, которые поддерживают форму клетки и обеспечивают, помимо других функций, двигательные способности
цитозоль
прозрачная полужидкая среда цитоплазмы, состоящая в основном из воды
эндоплазматическая сеть (ER)
клеточная органелла, которая состоит из связанных между собой мембраносвязанных канальцев, которые могут быть связаны или не быть связаны с рибосомами (грубый тип или гладкий тип, соответственно)
жгутик
придаток на определенных клетках, образованный микротрубочками и модифицированный для движения
Аппарат Гольджи
клеточная органелла, образованная серией уплощенных мембраносвязанных мешочков, которые выполняют функцию модификации белка, маркировки, упаковки и транспорта
промежуточная нить

Тип

цитоскелетных филаментов, изготовленных из кератина, характеризующихся средней толщиной и играющих роль в сопротивлении растяжению клеток
лизосома
мембраносвязанная клеточная органелла, происходящая из аппарата Гольджи и содержащая пищеварительные ферменты
микрофиламент
самые тонкие из филаментов цитоскелета; состоит из субъединиц актина, которые участвуют в сокращении мышц и клеточной структурной поддержке
микротрубочка
самая толстая из филаментов цитоскелета, состоящая из субъединиц тубулина, которые участвуют в движении клеток и структурной поддержке
митохондрия
одна из клеточных органелл, связанных двойным липидным бислоем, которая функционирует главным образом в производстве клеточной энергии (АТФ)
мутация
изменение нуклеотидной последовательности в гене в ДНК клетки
ядро ​​

Центральная органелла клетки

; содержит ДНК клетки
органелла
любой из нескольких различных типов заключенных в мембрану специализированных структур в клетке, которые выполняют определенные функции для клетки
пероксисома
мембраносвязанная органелла, содержащая ферменты, в первую очередь отвечающие за детоксикацию вредных веществ
активные формы кислорода (ROS)
Группа чрезвычайно реактивных пероксидов и кислородсодержащих радикалов, которые могут способствовать повреждению клеток
рибосома
клеточная органелла, участвующая в синтезе белка

Структура и функции (со схемой)

Давайте углубимся в изучение строения и функций клетки.Прочитав эту статью, вы узнаете о: 1. Сравнение прокариотических клеток и эукариотических клеток и 2. Структура и компоненты человеческой клетки.

Клетка — это отсек, в котором происходит вся жизненная активность. В природе существует два основных типа клеток: прокариотические клетки и эукариотические клетки.

Сравнение прокариотических клеток и эукариотических клеток:

Прокариотические клетки:

1. Прокариоты — простейшие клетки без ядра и клеточных органелл.

2. Прокариотические клетки — самые маленькие клетки (1-10 мкм).

3. Одноклеточные и самые ранние из образовавшихся (~ 4 миллиарда лет назад), все еще доступны.

4. Стенка клетки жесткая.

5. Эти клетки размножаются бесполым путем.

6. К ним относятся бактерии и археи.

7. Некоторые виды являются высокоразвитыми патогенами, например Borrelia burgdorferi.

Эукариотические клетки:

1. Эукариоты представляют собой сложные клетки с четко выраженным ядром и клеточными органеллами.

2. Клетки сравнительно больше по размеру (10-100 мкм).

3. От одноклеточных до многоклеточных по природе, возникших около 1 миллиарда лет назад.

4. Клеточная мембрана полупроницаемая и гибкая.

5. Эти клетки размножаются бесполым и половым путем.

6. Включите животных, растения и грибы.

7. Размер варьируется от крошечных дрожжей до гигантских секвой, динозавров и т. Д.

Структура и компоненты клетки человека:

Группа клеток образует ткань, различные ткани образуют орган, а различные органы составляют тело.

Структура и компоненты клетки человека приведены ниже:

Клеточная мембрана:

Тонкий слой белка и жира, окружающий клетку, — это клеточная мембрана. Он полупроницаемый, позволяя одним веществам проникать в клетку и блокируя другие.

Цитоплазма:

Желеобразный материал, присутствующий за пределами ядра, в котором расположены органеллы клетки. Это место синтеза белка и многих метаболических процессов.Цитоплазма содержит множество ферментов, отвечающих за общий обмен веществ. Он содержит волокна цитоскелетной системы, которые организуют структуру цитоплазмы.

Митохондрии:

Органеллы от сферической до палочковидной с двойной мембраной. Внутренняя мембрана многократно складывается, образуя серию выступов (называемых кристами). Митохондрия известна как электростанция клетки, поскольку она генерирует АТФ (аденозинтрифосфат), энергетическую валюту клетки.

Рибосома:

Маленькие органеллы, состоящие из богатых РНК цитоплазматических гранул, которые являются участками синтеза белка.Размер рибосомы измеряется в единицах Сведберга (S); получены путем осаждения в ультрацентрифуге (использовались до появления электронных микроскопов).

У прокариот рибосомы состоят из 30S и 50S субъединиц, собираются в 70S рибосому, тогда как у эукариот рибосомы состоят из 40S и 60S субъединиц, которые собираются в 80S рибосому. У бактерий они занимают 25% объема клетки и используют 90% энергии клетки. Меньше во многих специализированных эукариотических клетках, но все же они являются доминирующей активностью почти всех клеток.

Ядро:

Это сферическое тело, содержащее множество органелл, в том числе ядрышко. Он контролирует многие функции клетки (контролируя синтез белка) и содержит ДНК (в хромосомах). Ядро окружено ядерной мембраной. Это локус синтеза ДНК / РНК и сборки белка. Он содержит хроматин, то есть комплексы ДНК-белок. Хроматин может конденсироваться в хромосомы во время деления клетки.

Ядерная мембрана:

Ядерная мембрана представляет собой двухслойную структуру, окружающую ядро, содержащую множество ядерных пор.Эти поры позволяют различным материалам входить и выходить из ядра. Поры имеют восьмиугольные «двери» из белка, которые открываются и закрываются с обеих сторон в зависимости от конкретных сигналов. Диаметр пор составляет около 10 нанометров (10 x 10 -9 мкм), что меньше диаметра полной рибосомы. Они могут открываться на глубину до 26 нм в ответ на определенные сигналы. Некоторые сигналы разрешают движение внутрь, но не выходят, другие сигналы управляют обратным перемещением.

Ядрышко:

Ядрышко находится внутри ядра.Некоторые клетки имеют более одного ядрышка. Это завод по сборке рибосом. Рибосомные белки образуются в цитоплазме и транспортируются обратно в ядро. Рибосомная РНК производится в ядре. Эти два элемента интегрированы внутри ядрышка и образуют рибосомные субъединицы. Затем они выводятся из ядра через ядерные поры.

Центросома:

Небольшое тело, расположенное рядом с ядром, также называемое «центром организации микротрубочек». Имеет плотный центр и расходящиеся канальцы.В центросомах образуются микротрубочки. Во время деления клетки (митоза) центросома делится, и две части перемещаются на противоположные стороны делящейся клетки. Центриоль — плотный центр центросомы.

Эндоплазматический ретикулум :

Грубая эндоплазматическая сеть (грубая ER):

Обширная система взаимосвязанных, перепончатых, свернутых и извитых мешочков, расположенных в цитоплазме клетки (ER является непрерывным с внешней ядерной мембраной).Грубый ER покрыт рибосомами, которые придают ему грубый вид. Rough ER транспортирует материалы через ячейку.

Он синтезирует белки в мешочках, называемых цистернами, для экспорта или перемещения в различные клеточные органеллы, например, тельца Гольджи, или вставляет их в клеточную мембрану, но не в цитоплазму. Транспортные белки, предназначенные для экспорта, несут пептидный сигнал на растущем конце, заставляя растущий белок перемещаться в ER (стыковку), вставлять пептид в мембрану, перемещать растущую полипептидную цепь через мембрану ER.

Гладкая эндоплазматическая сеть (гладкая ER):

Обширная система взаимосвязанных, мембранных, свернутых и извитых трубок, расположенных в цитоплазме клетки (ЭПР является продолжением внешней ядерной мембраны). Пространство внутри ER называется просветом ER. Smooth ER транспортирует материалы через ячейку. Он содержит ферменты, которые производят и переваривают липиды (жиры) и мембранные белки; гладкие отростки ER отделяются от грубого ER, перемещая новообразованные белки и липиды в тело Гольджи, лизосомы и мембраны.Детоксифицирует наркотики и яды (в печени).

Корпус Гольджи:

Уплощенная, слоистая, похожая на мешочек органелла, похожая на стопку блинов. Его еще называют аппаратом Гольджи или комплексом Гольджи. Он расположен рядом с ядром. Он производит мембраны, окружающие лизосомы. Тело Гольджи упаковывает белки и углеводы в мембраносвязанные везикулы для экспорта из клетки.

Функционирует как внутриклеточное «почтовое отделение» для сортировки новых белков, произведенных на RER.Везикулы, содержащие белок, отщепляются от ER, сливаются с цис-гранью Гольджи. Внутри Гольджи модифицированы олигосахаридные цепи белков. Везикулы отщепляются от трансфокальной оболочки Гольджи, переносят белки в несколько возможных мест назначения: экспорт (вне клетки), лизосомы, пероксисомы, клеточные мембраны и т. Д.

Лизосомы:

Это круглые органеллы, окруженные мембраной, в которых происходит переваривание питательных веществ клетки за счет присутствия пищеварительных ферментов. Они содержат -40 гидролитических ферментов, таких как липазы, протеазы, нуклеазы и т. Д.которые разрушают органические полимеры всех типов. Лизосомы постоянно разрушают старые белки, посторонние материалы и многие отходы.

Они также вызывают фагоцитоз, процесс, при котором чужеродные материалы попадают в клетку и «пережевываются». Иногда лизосомы открываются в самой клетке, вызывая гибель клетки, что называется апоптозом, поэтому их называют суицидными мешками клетки.

Вакуоль:

Заполненные жидкостью, окруженные мембраной полости внутри ячейки.Вакуоль заполняется перевариваемой пищей и отходами, выходящими из клетки. Существуют специальные вакуоли, которые служат для хранения жира в виде жировых капель (ТАГ).

Пероксисомы:

Одномембранные клеточные органеллы овальной или сферической формы. Их еще называют микротелами. Они содержат фермент каталазу. Пероксисомы участвуют в окислении длинноцепочечных жирных кислот и синтезе плазмалогенов и гликолипидов.

Цитоскелетная система:

Он придает клеткам внутреннюю волокнистую структуру, потому что клетка — это не «просто мешок в пузыре», она содержит множество внутренних волокон или внутреннего «скелета».Он не такой жесткий, как кость, напротив, он может собираться, позволяет клеткам движение, деление клеток, внутреннее движение органелл и разрушается за считанные минуты. Цитоскелетная система состоит из микротрубочек и микрофиламентов.

Микротрубочки:

Микротрубочки имеют самый большой диаметр среди волокон цитоплазмы всех эукариот. Он включает множество структур: реснички, жгутики, волокна веретена, которые полимеризуются из центриолей во время митоза / мейоза.Они состоят из белка тубулина и полимеризуются в полые канальцы диаметром 25 нм.

Реснички и жгутики:

Это органеллы передвижения. Оба они содержат 9 двойных колец микротрубочек, 2 центральные микротрубочки, два моторных белка, то есть моторный белок 1-динеин и моторный белок 2-кинезин, которые позволяют движение вдоль микротрубочек.

Микрофиламенты (актин):

Другой вид волокон, обнаруженных в цитоплазме большинства эукариот.Участвует в сокращении мышц, поддержке клеток, отщипывании дочерних клеток после митоза.

Внеклеточный матрикс (ЕСМ):

Клетки животных не имеют клеточных стенок, но имеют ECM, то есть сеть макромолекул за пределами плазматической мембраны. Он состоит в основном из гликопротеинов (белков с олигосахаридными цепями), особенно коллагена. Некоторые клетки прикрепляются непосредственно к ВКМ, связываясь с коллагеном или фибронектином.

Внутриклеточные соединения:

В многоклеточных организмах соседние клетки удерживаются вместе несколькими типами специализированных соединений:

1. Герметичные соединения:

Специализированные «пояса», которые плотно связывают две клетки друг с другом, предотвращают утечку жидкости во внутриклеточное пространство.

2. Десмосомы:

Межклеточные «заклепки», которые создают плотные связи между клетками, но позволяют жидкостям проходить через внутриклеточные пространства.

Щелевые соединения:

Образуется двумя соединяющими белковыми кольцами, встроенными в клеточную мембрану соседних клеток.Позволяет пропускать воду, мелкие растворенные вещества, но не белки, нуклеиновые кислоты.

Обнаружена новая структура клеток человека — ScienceDaily

Исследователи из Каролинского института в Швеции в сотрудничестве с коллегами из Великобритании обнаружили новую структуру клеток человека. Эта структура представляет собой новый тип белкового комплекса, который клетка использует для прикрепления к окружающей среде и играет ключевую роль в делении клетки. Исследование опубликовано в журнале Nature Cell Biology .

Клетки в ткани окружены сетчатой ​​структурой, называемой внеклеточным матриксом. Чтобы прикрепиться к матрице, клетки имеют на своей поверхности рецепторные молекулы, которые контролируют сборку больших белковых комплексов внутри них.

Эти так называемые адгезионные комплексы соединяют внешнее и внутреннее пространство клетки, а также сигнализируют клетке о ее ближайшем окружении, что влияет на ее свойства и поведение.

Исследователи из Каролинского института открыли новый тип адгезионного комплекса с уникальным молекулярным составом, который отличает его от уже известных.Открытие было сделано в сотрудничестве с исследователями из Великобритании.

«Невероятно удивительно, что в 2018 году осталось обнаружить новую клеточную структуру», — говорит главный исследователь Стаффан Стрёмблад, профессор кафедры биологических наук и питания Каролинского института. «Существование этого типа адгезионного комплекса полностью прошло мимо нас».

Недавно открытый адгезионный комплекс может дать ответ на вопрос, на который пока нет ответа — как клетка может оставаться прикрепленной к матрице во время деления клетки.Ранее известные адгезионные комплексы растворяются во время процесса, позволяя клетке делиться. Но не этот новый тип.

«Мы показали, что этот новый адгезионный комплекс остается и прикрепляет клетку во время деления клеток», — говорит профессор Стрёмблад.

Исследователи также показывают, что недавно обнаруженные структуры контролируют способность дочерних клеток занимать нужное место после деления клеток. Эта функция памяти была прервана, когда исследователи заблокировали адгезионный комплекс.

Исследование проводилось на линиях клеток человека, в основном с использованием конфокальной микроскопии и масс-спектрометрии. Теперь необходимы дальнейшие исследования для изучения нового комплекса адгезии в живых организмах.

«Наши открытия поднимают много новых и важных вопросов о наличии и функции этих структур», — говорит профессор Стремблад. «Мы считаем, что они также участвуют в других процессах, помимо деления клеток, но это еще предстоит обнаружить».

Исследователи называют недавно обнаруженную клеточную структуру «ретикулярными адгезиями», чтобы отразить их сетчатую форму.

История Источник:

Материалы предоставлены Каролинским институтом . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *