Vnější vrstva buňky. Biologie: struktura rostlinné buňky, schéma

Buňky, které tvoří tkáně zástupců flóry a fauny, mají výrazné rozdíly ve velikosti, tvaru a složkách. Všichni však vykazují podobnosti v hlavních rysech růstu, metabolismu, životně důležité činnosti, podrážděnosti, schopnosti změnit, rozvoje. Dále budeme podrobněji zvážit strukturu rostlinné buňky (tabulka hlavních součástí bude uvedena na konci článku).

Stručný historický odkaz

S pomocí osmotického nárazu v roce 1925 dostali Grendel a Gorter prázdné skořápky červených krvinek, jejich tzv. "Stíny". Stohovaly se a určovaly plochu jejich povrchu. Při použití acetonu byly izolovány lipidy. Jejich počet na jednotku plochy erytrocytů byl také stanoven. Přes chyby ve výpočtech byl zjištěn náhodný správný výsledek a byla zjištěna lipidová dvojvrstva.

Obecné informace

Studium vývoje a růstu tkáňových prvků zástupců flóry a fauny se zabývá biologií. Struktura rostlinné buňky je komplex tří neoddělitelně spojených složek:

• Jádro. Je oddělen od cytoplazmy pomocí porézní membrány. Obsahuje jádro, jadernou šťávu a chromatin.
• Cytoplazma a komplex specializovaných struktur - organoidy. Ty zahrnují zejména plastidy, mitochondrie, lysosomy a komplex Golgi, buněčné centrum. Organoidy jsou přítomny po celou dobu. Kromě nich existují také dočasné formace, nazývané vměstky.
• Struktura, která tvoří povrch, je plášť rostlinné buňky.

Vlastnosti povrchového zařízení

U leukocytů a jednobuněčných organismů zajišťuje buněčná membrána průnik vody, iontů, malých molekul jiných sloučenin. Proces, při kterém dochází k proniknutí pevných částic, se nazývá fagocytóza. Pokud vstoupí kapky kapalných sloučenin, pak hovoří o pinocytóze.

Organoidy

Jsou přítomni v eukaryotických buněk. Organoidy jsou spojeny s biologickými transformacemi, které se vyskytují v buňce. Jsou pokryty dvojitou membránou - plastidy a mitochondrie. Mají vlastní DNA, stejně jako zařízení, které syntetizuje bílkoviny. Reprodukce je rozdělena. V mitochondriích se protein ATP kromě ATP syntetizuje v malých množstvích. Plastidy jsou přítomny v rostlinných buňkách. Jejich reprodukce se provádí dělením.

Membrána

Je chybou předpokládat, že vnější vrstva buňky je cytoplazma. Membrána je molekulární elastická struktura. Vnější vrstva buňky se nazývá povrchové zařízení, kterým je obsah oddělen od vnějšího prostředí. Existují různé funkce buněčné skořepiny. Jedním z hlavních úkolů je zajistit integritu celého prvku. Uvnitř jsou také struktury, které oddělují buňku do takzvaných oddílů. Tyto uzavřené zóny se nazývají organely nebo oddíly. V nich jsou zachovány určité podmínky. Funkce buněčné membrány zahrnuje regulaci výměny mezi médiem a buňkou.

Membrána

Jaká je struktura buněčné membrány? Buněčná membrána je dvojitá (dvojnásobná) molekul třídy lipidů. Většina z nich jsou lipidy komplexního typu - fosfolipidy. V molekulách jsou hydrofobní (ocasní) a hydrofilní (hlavy). Když je buněčná membrána vytvořena, ocasy jsou směrem dovnitř a hlavy jsou v opačném směru. Membrány jsou invariantní struktury. Plášť živočišné buňky má mnoho podobností s prvkem zástupce flóry. Tloušťka membrány je asi 7-8 nm. Biologická vnější vrstva buněk zahrnuje různé proteinové sloučeniny: poluintegralnye (jeden konec ponořený do vnějšího lipidu nebo vnitřní vrstvy), integrální (prostupuje) povrch (přiléhající k vnitřní straně buď je na vnější straně). Množství bílkovin je bodem souvislostí mezi membránou a cytoskeletonem uvnitř buňky a vnější stěnou (pokud je přítomna). Některé integrální sloučeniny působí jako iontové kanály, různé receptory a transportéry.

Ochranná úloha

Struktura buněčné membrány velmi určuje její aktivitu. Membrána má zejména selektivní propustnost. To znamená, že stupeň propustnosti molekul přes membránu závisí na jejich velikosti, chemických vlastnostech, elektrickém náboji. Hlavní funkce prováděná vnější vrstvou buňky se nazývá funkce bariéry. Zajišťuje selektivní, regulovanou, aktivní a pasivní výměnu spojení s prostředím. Například membrána peroxizomu chrání cytoplazmu před nebezpečnými peroxidy.

Dopravní služby

Prostřednictvím vnější vrstvy buňky dochází k přechodu látek. Díky transportu, dodávání živinových složek, eliminaci konečných produktů metabolického procesu, sekrece různých látek je zajištěna tvorba iontových složek. Navíc buňka udržuje optimální pH a koncentraci iontů nezbytných pro činnost enzymů. V případě potřeby se částice z jakéhokoli důvodu, nemůže projít dvojvrstvy fosfolipidů, například, vzhledem k hydrofilní vlastnosti, protože je membrána hydrofobní, nebo z důvodu své velikosti, může se přes membránu pomocí speciálních transportérů (dopravníky proteiny) , endocytózou nebo proteinovými kanály. V procesu pasivního transportu procházejí sloučeniny vnější vrstvou buňky bez nákladů na energii difúzí podél koncentračního gradientu. Jednou z možností tohoto procesu je lehká implementace. V tomto případě pomáhá specifická molekula překročit vnější vrstvu buňky. Může mít kanál, který je schopen přenášet látky pouze jednoho typu. Aktivní transport vyžaduje energii. To je způsobeno skutečností, že pohyb v tomto případě nastává zpět na koncentrační gradient. Na membráně se v tomto případě nacházejí speciální proteinové pumpy včetně ATPázy, které aktivně nabírají ionty iontů draslíku a deflátu sodíku.

Další úkoly

Vnější vrstva buňky provádí funkci matice. Z tohoto důvodu je zajištěno určité vzájemné uspořádání a orientace membránových proteinových sloučenin, jakož i jejich optimální interakce. Díky mechanické funkci je zajištěna autonomie buňky a vnitřní struktury, stejně jako spojení s jinými buňkami. Velký význam v tomto případě mají zástupci flóry stěny struktur. U zvířat závisí na mechanické funkci mezibuněčná látka. Membrány splňují energetické úkoly. Při procesu fotosyntézy chloroplastů a buněčné dýchání v mitochondriích jsou v jejich stěnách aktivovány systémy přenosu energie. V nich, stejně jako v mnoha jiných případech, jsou zahrnuty proteiny. Jednou z nejdůležitějších je funkce receptoru. Některé proteiny, které se nacházejí v membráně, jsou receptory. Díky těmto molekulám může buňka vnímat tyto nebo jiné signály. Například steroidy, které cirkulují s průtokem krve, ovlivňují pouze ty cílové buňky, které mají receptory, které odpovídají jednomu nebo druhému hormonu. Existují také neurotransmitery. Tyto chemické sloučeniny poskytují impulsivní přenos. Mají také spojení se specifickými cílovými bílkovinami. Membránové komponenty jsou často enzymy. Z tohoto důvodu je enzymatická funkce buněčné membrány. V plazmatické membrány epiteliální prvky střeva jsou přítomny trávicí sloučeniny. Ve vnější vrstvě buňky jsou vytvářeny a prováděny biopotenciály.

Koncentrace iontů

Membrána udržuje vnitřní obsah K + iontů na vyšší úrovni než na vnější straně. Koncentrace Na + je výrazně nižší než zvenčí. To je zvláště důležité, jelikož je zde poskytnut potenciální rozdíl na stěně a generování nervového impulsu.

Označení

Na membráně existují antigeny, které působí jako některé "štítky". Označení umožňuje identifikaci buňky. Glykoproteiny - bílkoviny s oligosacharidovými rozvětvenými postranními řetězci připojenými k nim - hrají roli "antén". Vzhledem k tomu, že konfigurace postranních řetězců jsou nesčetné, je možné vytvořit značku pro každou skupinu buněk. S pomocí něho jsou některé prvky uznávány jinými, což jim zase umožňuje jednat společně. K tomu dochází například při tvorbě tkání a orgánů. Stejným mechanismem funguje imunitní systém rozpoznávat cizí antigeny.

Složení a struktura

Jak bylo uvedeno výše, buněčné membrány sestávají z fosfolipidů. Nicméně kromě nich jsou ve struktuře přítomny cholesterol a glykolipidy. Posledně jmenované jsou lipidy se sacharidy, které jsou k nim připojeny. Glyko- a fosfolipidy, které tvoří hlavně buněčné membrány, sestávají ze dvou dlouhých uhlovodíkových hydrofobních "konců". Jsou spojeny s hydrofilní nabitou "hlavou". Vzhledem k přítomnosti cholesterolu má membrána potřebnou úroveň tuhosti. Spojení zaujímá volný prostor mezi lipidovými hydrofobními chvosty a tím zabraňuje jejich ohýbání. V tomto ohledu jsou tyto membrány, ve kterých méně cholesterolu, pružnější a měkké, a tam, kde to už, naopak, větší tuhosti a křehkosti ve stěnách. Navíc spojení působí jako zátka, která brání pohybu buňky v kleci polární molekuly. Zvláštní význam mají bílkoviny, které pronikají do membrány a jsou odpovědné za její různé vlastnosti. Tento nebo obal rostlinné buňky má bílkoviny, které jsou specifické ve složení a orientaci.

Annulární lipidy

Tyto sloučeniny jsou vedle proteinů. Nicméně prstencové lipidy jsou více uspořádané a méně mobilní. Obsahují mastné kyseliny s vyšší saturací. Lipidy pocházejí z membrán společně s proteinovou sloučeninou. Bez prstencových prvků membránové proteiny nebudou fungovat. Často jsou skořápky asymetrické. Jinými slovy, to znamená, že vrstvy mají jiné složení lipidů. Vnějšek obsahuje převážně glykolipidy, sfingomyeliny, fosfatidylcholin, fosfatidylinositol. Ve vnitřní vrstvě jsou přítomny fosfatidylinositol, fosfatidylethanolamin a fosfatidylserin. Přechod z jedné úrovně na jinou specifickou molekulu je poněkud obtížný. Přesto se může stát spontánně. K tomu dochází přibližně každých šest měsíců. Přechod může být také prováděn pomocí protein-flippaz a scramblazy. Když se ve vnější vrstvě objeví fosfatidylseril, makrofágy se ocitnou v defenzivní pozici a nasměrují svou aktivitu ke zničení buňky.

Organelles

Tato místa mohou být jednotlivá a uzavřená nebo vzájemně spojená, oddělené membránami od hyaloplazmy. Jednobuněčné organely Perixizomy, vakuoly, lysosomy, Golgiho aparát, endoplazmatické retikulum. K dvojitou membránou patří plastidy, mitochondrie, jádro. Pokud jde o strukturu membrán, různé organely se liší v složení bílkovin a lipidů.

Selektivní propustnost

Prostřednictvím buněčných membrán pomalu difundují mastné kyseliny a aminokyseliny, ionty a glycerol, glukózu. Zároveň samotné stěny poměrně aktivně regulují tento proces, nechávají sami a omezují jiné látky. Existují čtyři hlavní mechanismy pro připojení buňky. Patří sem endo- nebo exocytóza, aktivní transport, osmóza a difúze. Poslední dva mají pasivní charakter a nevyžadují náklady na energii. Ale první dva jsou aktivní. Potřebují energii. Při pasivním transportu je selektivní permeabilita určována integrálními proteiny - speciálními kanály. Membrána je prochází přes ni. Tyto kanály tvoří určitým způsobem průchod. Jeho proteiny jsou pro prvky Cl, Na, K. Co se týče koncentračního gradientu, molekuly prvků se pohybují z buňky do buňky. Na pozadí stimulace se kanály iontů sodíku rozvinou. Na druhou stranu začínají drasticky vstoupit do klece. To je doprovázeno nerovnováhou membránového potenciálu. Poté se obnoví. Draselné kanály zůstávají stále otevřené. Iiony se do nich vkládají do klece pomalu.

Na závěr

Níže jsou stručně představeny úkoly a struktura rostlinné buňky. Tabulka obsahuje také informace o složení biologického prvku.