Struttura e funzioni delle strutture cellulari. anatomia umana

Cellulaè l'unità strutturale più piccola e basilare degli organismi viventi, capace di auto-rinnovarsi, autoregolarsi e auto-riprodursi.

Dimensioni tipiche delle celle: cellule batteriche - da 0,1 a 15 micron, cellule di altri organismi - da 1 a 100 micron, talvolta raggiungendo 1-10 mm; uova di grandi uccelli - fino a 10-20 cm, processi di cellule nervose - fino a 1 m.

forma cellulare molto vario: ci sono cellule sferiche (cocchi), catena (streptococchi), allungato (bastoncini o bacilli), curvo (vibrioni), contorto (spirilla), poliedrico, con flagelli motori, ecc.

Tipi cellulari: procarioti(non nucleare) ed eucariotico (con un nucleo formalizzato).

eucariotico le celle sono ulteriormente suddivise in celle animali, piante e funghi.

Organizzazione strutturale della cellula eucariotica

Protoplastoè tutto il contenuto vivente della cellula. Il protoplasto di tutte le cellule eucariotiche è costituito dal citoplasma (con tutti gli organelli) e dal nucleo.

Citoplasma- questo è il contenuto interno della cellula, ad eccezione del nucleo, costituito da ialoplasma, organelli in esso immersi e (in alcuni tipi di cellule) inclusioni intracellulari (nutrienti di riserva e / o prodotti finali del metabolismo).

Ialoplasma- il plasma principale, la matrice del citoplasma, la sostanza principale, che è l'ambiente interno della cellula ed è una soluzione colloidale viscosa incolore (contenuto d'acqua fino all'85%) di varie sostanze: proteine ​​(10%), zuccheri, acidi organici e inorganici, aminoacidi, polisaccaridi, RNA, lipidi, sali minerali, ecc.

■ L'ialoplasma è un mezzo per le reazioni di scambio intracellulare e un legame tra organelli cellulari; è capace di transizioni reversibili da sol a gel, la sua composizione determina le proprietà tampone e osmotiche della cellula. Il citoplasma contiene un citoscheletro costituito da microtubuli e filamenti proteici in grado di contrarsi.

■ Il citoscheletro determina la forma della cellula ed è coinvolto nel movimento intracellulare di organelli e singole sostanze. Il nucleo è l'organello più grande di una cellula eucariotica, contenente cromosomi che immagazzinano tutte le informazioni ereditarie (vedi sotto per maggiori dettagli).

Componenti strutturali di una cellula eucariotica:

■ plasmalemma (membrana plasmatica),
■ parete cellulare (solo nelle cellule vegetali e fungine),
■ membrane biologiche (elementari),
■ nucleo,
■ reticolo endoplasmatico (reticolo endoplasmatico),
■ mitocondri,
■ Complesso di Golgi,
■ cloroplasti (solo nelle cellule vegetali),
■ lisosomi, s
■ ribosomi,
■ centro cellulare,
■ vacuoli (solo nelle cellule vegetali e fungine),
■ microtubuli,
■ ciglia, flagelli.

Di seguito sono riportati i diagrammi strutturali delle cellule animali e vegetali:

Membrane biologiche (elementari). sono complessi molecolari attivi che separano organelli e cellule intracellulari. Tutte le membrane hanno una struttura simile.

Struttura e composizione delle membrane: spessore 6-10 nm; sono costituiti principalmente da proteine ​​e fosfolipidi.

■Fosfolipidi formano un doppio strato (bimolecolare), in cui le loro molecole sono rivolte con le loro estremità idrofile (solubili in acqua) verso l'esterno e le estremità idrofobe (insolubili in acqua) - all'interno della membrana.

■ molecole proteiche situato su entrambe le superfici del doppio strato lipidico proteine ​​periferiche), penetrano entrambi gli strati di molecole lipidiche ( integrante proteine, la maggior parte delle quali sono enzimi) o solo uno dei loro strati (proteine ​​semi-integrali).

Proprietà della membrana: plasticità, asimmetria(la composizione degli strati esterno ed interno sia dei lipidi che delle proteine ​​​​è diversa), polarità (lo strato esterno è caricato positivamente, quello interno è negativo), la capacità di autochiudersi, permeabilità selettiva (in questo caso, le sostanze idrofobiche passano attraverso il doppio strato lipidico e le sostanze idrofile passano attraverso i pori nelle proteine ​​integrali).

Funzioni della membrana: barriera (separa il contenuto dell'organoide o della cellula dall'ambiente), strutturale (fornisce una certa forma, dimensione e stabilità dell'organoide o della cellula), trasporto (fornisce il trasporto di sostanze all'interno e all'esterno dell'organoide o della cellula), catalitico (fornisce processi biochimici vicino alla membrana), regolatore ( partecipa alla regolazione del metabolismo e dell'energia tra l'organoide o la cellula e l'ambiente esterno), partecipa alla conversione dell'energia e al mantenimento del potenziale elettrico transmembrana.

Membrana plasmatica (plasmalemma)

membrana plasmatica, o plasmalemma, è una membrana biologica o un complesso di membrane biologiche strettamente adiacenti l'una all'altra, che ricopre la cellula dall'esterno.

La struttura, le proprietà e le funzioni del plasmalemma sono sostanzialmente le stesse di quelle delle membrane biologiche elementari.

❖ Caratteristiche dell'edificio:

■ la superficie esterna del plasmalemma contiene glicocalice - uno strato polisaccaridico di molecole glicolipoidi e glicoproteiche che fungono da recettori per il "riconoscimento" di alcune sostanze chimiche; nelle cellule animali può essere ricoperto da muco o chitina, e nelle cellule vegetali da sostanze cellulosiche o pectiniche;

■ Il plasmamalemma di solito forma escrescenze, invaginazioni, pieghe, microvilli, ecc., che aumentano la superficie della cellula.

■ Funzioni aggiuntive: recettore (partecipa al "riconoscimento" delle sostanze e alla percezione dei segnali dall'ambiente e alla loro trasmissione alla cellula), fornendo comunicazione tra le cellule nei tessuti di un organismo multicellulare, partecipando alla costruzione di speciali strutture cellulari (flagelli, cilia, ecc.).

Parete cellulare (guscio)

parete cellulare- Questa è una struttura rigida situata all'esterno del plasmalemma e che rappresenta il rivestimento esterno della cellula. È presente nelle cellule procariotiche e nelle cellule di funghi e piante.

❖Composizione della parete cellulare: cellulosa nelle cellule vegetali e chitina nelle cellule fungine (componenti strutturali), proteine, pectine (coinvolte nella formazione delle placche che fissano le pareti di due cellule adiacenti), lignina (che fissa le fibre di cellulosa in un telaio molto resistente), suberina (si deposita sul guscio dall'interno e lo rende praticamente impermeabile all'acqua e alle soluzioni), ecc. La superficie esterna della parete cellulare delle cellule epidermiche delle piante contiene una grande quantità di carbonato di calcio e silice (mineralizzazione) ed è ricoperta di sostanze idrofobiche, cere e cuticole (uno strato di sostanza cutinica penetrata da cellulosa e pectine).

❖ Funzioni della parete cellulare: funge da cornice esterna, sostiene il turgore cellulare, svolge funzioni protettive e di trasporto.

organelli cellulari

Organelli (o organelli)- Queste sono strutture intracellulari permanenti altamente specializzate che hanno una certa struttura e svolgono le funzioni corrispondenti.

❖ Su appuntamento gli organelli si dividono in:
■ organelli di uso generale (mitocondri, complesso di Golgi, reticolo endoplasmatico, ribosomi, centrioli, lisosomi, plastidi) e
■ organelli speciali (miofibrille, flagelli, ciglia, vacuoli).
❖ Dalla presenza di una membrana gli organelli si dividono in:
■ a due membrane (mitocondri, plastidi, nucleo cellulare),
■ a singola membrana (reticolo endoplasmatico, complesso di Golgi, lisosomi, vacuoli) e
■ non di membrana (ribosomi, centro cellulare).
Il contenuto interno degli organelli di membrana differisce sempre dallo ialoplasma che li circonda.

Mitocondri- organelli a due membrane di cellule eucariotiche che effettuano l'ossidazione delle sostanze organiche nei prodotti finali con il rilascio di energia immagazzinata nelle molecole di ATP.

■ Struttura: forme bastoncellari, sferiche e filamentose, spessore 0,5-1 micron, lunghezza 2-7 micron; a due membrane, la membrana esterna è liscia e ha un'elevata permeabilità, la membrana interna forma pieghe - creste, su cui sono presenti corpi sferici - ATP-somi. Nello spazio tra le membrane si accumulano ioni idrogeno 11 coinvolti nella respirazione dell'ossigeno.

■ Contenuto interno (matrice): ribosomi, DNA circolare, RNA, aminoacidi, proteine, enzimi del ciclo di Krebs, enzimi della respirazione tissutale (situati sulle creste).

■ Funzioni: ossidazione di sostanze a CO 2 e H 2 O; sintesi di ATP e proteine ​​specifiche; la formazione di nuovi mitocondri come risultato della fissione in due.

plastidi(disponibile solo nelle cellule vegetali e nei protisti autotrofi).

■ Tipi di plastidi: cloroplasti (verde) leucoplasti (forma rotonda incolore), cromoplasti (giallo o arancione); i plastidi possono cambiare da una specie all'altra.

■La struttura dei cloroplasti: sono a due membrane, hanno forma arrotondata o ovale, lunghezza 4-12 micron, spessore 1-4 micron. La membrana esterna è liscia, quella interna ha tilacoidi - pieghe che formano sporgenze a forma di disco chiuse, tra le quali c'è stroma (vedi sotto). Nelle piante superiori, i tilacoidi sono impilati (come una colonna di monete) cereali che sono collegati tra loro lamelle (membrane singole).

■ Composizione dei cloroplasti: nelle membrane dei tilacoidi e dei grani di clorofilla e di altri pigmenti; contenuto interno (stroma): proteine, lipidi, ribosomi, DNA circolare, RNA, enzimi coinvolti nella fissazione della CO 2, sostanze di ricambio.

■Funzioni dei plastidi: fotosintesi (cloroplasti contenuti negli organi verdi delle piante), sintesi di proteine ​​specifiche e accumulo di nutrienti di riserva: amido, proteine, grassi (leucoplasti), dando colore ai tessuti vegetali al fine di attrarre insetti impollinatori e distributori di frutti e semi (cromoplasti).

Reticolo endoplasmatico (EPS), O endoplasmatico reticolo presente in tutte le cellule eucariotiche.

■Struttura:è un sistema di tubuli, tubuli, cisterne e cavità interconnessi di varie forme e dimensioni, le cui pareti sono formate da membrane biologiche elementari (singole). Esistono due tipi di EPS: granulare (o ruvido), contenente ribosomi sulla superficie di canali e cavità, e agranulare (o liscio), privo di ribosomi.

■Funzioni: divisione del citoplasma della cellula in compartimenti che impediscono la miscelazione dei processi chimici che si verificano in essi; ER ruvido accumula, isola per maturazione e trasporti, proteine ​​sintetizzate dai ribosomi sulla sua superficie, sintetizza le membrane cellulari; EPS liscio sintetizza e trasporta lipidi, carboidrati complessi e ormoni steroidei, rimuove le sostanze tossiche dalla cellula.

Complesso (o apparato) di Golgi - un organello di membrana di una cellula eucariotica, situato vicino al nucleo cellulare, che è un sistema di serbatoi e vescicole ed è coinvolto nell'accumulo, immagazzinamento e trasporto di sostanze, nella costruzione della membrana cellulare e nella formazione dei lisosomi.

■Struttura: Il complesso è un dictyosome, una pila di sacche a forma di disco piatte limitate dalla membrana (cisterna), da cui germogliano le vescicole, e un sistema di tubuli membranosi che collegano il complesso con canali e cavità del RE liscio.

■Funzioni: la formazione di lisosomi, vacuoli, plasmalemma e la parete cellulare di una cellula vegetale (dopo la sua divisione), la secrezione di un numero di sostanze organiche complesse (sostanze pectiche, cellulosa, ecc. nelle piante; glicoproteine, glicolipidi, collagene, proteine ​​del latte , bile, una serie di ormoni, ecc. negli animali); accumulo e disidratazione dei lipidi trasportati lungo il RE (dal RE liscio), raffinamento e accumulo di proteine ​​(dal RE granulare e dai ribosomi liberi del citoplasma) e carboidrati, e rimozione di sostanze dalla cellula.

Le cisterne mature dei dictiosomi lacerano le vescicole (vacuoli del Golgi), riempito con un segreto, che viene quindi utilizzato dalla cellula stessa o estratto da essa.

❖ Lisosomi- organelli cellulari che assicurano la scomposizione di molecole complesse di sostanze organiche; sono formati da vescicole che si separano dal complesso di Golgi o RE liscio e sono presenti in tutte le cellule eucariotiche.

■ Struttura e composizione: i lisosomi sono piccole vescicole arrotondate a membrana singola con un diametro di 0,2-2 micron; pieno di enzimi idrolitici (digestivi) (~ 40) in grado di scomporre proteine ​​(in amminoacidi), lipidi (in glicerolo e acidi carbossilici superiori), polisaccaridi (in monosaccaridi) e acidi nucleici (in nucleotidi).

Unendosi alle vescicole endocitiche, i lisosomi formano un vacuolo digestivo (o lisosoma secondario), dove vengono scomposte sostanze organiche complesse; i monomeri risultanti entrano nel citoplasma della cellula attraverso la membrana del lisosoma secondario, mentre le sostanze non digerite (non idrolizzabili) rimangono nel lisosoma secondario e poi, di norma, vengono escrete all'esterno della cellula.

■ Funzioni: eterofagia- scissione di sostanze estranee entrate nella cellula per endocitosi, autofagia - distruzione di strutture non necessarie alla cellula; autolisi - autodistruzione della cellula, che si verifica a seguito del rilascio del contenuto dei lisosomi durante la morte o la rinascita cellulare.

❖ Vacuoli- grandi vescicole o cavità nel citoplasma, formate nelle cellule di piante, funghi e molti altri protisti e limitato da una membrana elementare - il tonoplasto.

■ Vacuoli protisti suddiviso in digestivo e contrattile (avendo fasci di fibre elastiche nelle membrane e servendo per la regolazione osmotica dell'equilibrio idrico della cellula).

■Vacuoli cellule vegetali pieno di linfa cellulare - una soluzione acquosa di varie sostanze organiche e inorganiche. Possono anche contenere velenosi e tannini e prodotti finali dell'attività vitale cellulare.

■ I vacuoli delle cellule vegetali possono fondersi in un vacuolo centrale, che occupa fino al 70-90% del volume cellulare e può essere penetrato da filamenti di citoplasma.

Funzioni: accumulo e isolamento di sostanze di riserva e sostanze destinate all'escrezione; mantenimento della pressione di turgore; garantire la crescita cellulare grazie allo stiramento; regolazione del bilancio idrico della cellula.

♦Ribosoma- organelli cellulari presenti in tutte le cellule (nella quantità di diverse decine di migliaia), situati sulle membrane dell'EPS granulare, nei mitocondri, nei cloroplasti, nel citoplasma e nella membrana nucleare esterna e che svolgono la biosintesi delle proteine; Le subunità ribosomiali si formano nel nucleolo.

■ Struttura e composizione: ribosomi: i granuli non a membrana più piccoli (15-35 nm) di forma rotonda e a fungo; avere due centri attivi (aminoacile e peptidile); sono costituiti da due subunità disuguali: una grande (a forma di emisfero con tre sporgenze e un canale), che contiene tre molecole di RNA e una proteina, e una piccola (contenente una molecola di RNA e una proteina); le subunità sono legate dallo ione Mg+.

■ Funzione: sintesi di proteine ​​da amminoacidi.

❖ Centro cellulare- un organello della maggior parte delle cellule animali, alcuni funghi, alghe, muschi e felci, situato (in interfase) al centro della cellula vicino al nucleo e che funge da centro di inizio dell'assemblaggio microtubuli .

■ Struttura: Il centro cellulare è costituito da due centrioli e una centrosfera. Ogni centriolo (Fig. 1.12) ha la forma di un cilindro lungo 0,3-0,5 µm e con un diametro di 0,15 µm, le cui pareti sono formate da nove terzine di microtubuli e il centro è riempito con una sostanza omogenea. I centrioli si trovano perpendicolarmente l'uno all'altro e sono circondati da un denso strato di citoplasma con microtubuli radialmente divergenti che formano un centrosfera radiante. Durante la divisione cellulare, i centrioli divergono verso i poli.

■ Funzioni principali: formazione dei poli di divisione cellulare e dei filamenti acromatici del fuso di divisione (o fuso mitotico), che assicura un'equa distribuzione del materiale genetico tra le cellule figlie; in interfase dirige il movimento degli organelli nel citoplasma.

Cellule citoscilsiche è un sistema microfilamenti E microtubuli , penetrando nel citoplasma della cellula, associato alla membrana citoplasmatica esterna e alla membrana nucleare e mantenendo la forma della cellula.

■microfiamma- sottile, capace di contrarre fili dello spessore di 5-10 nm e costituito da proteine ​​( actina, miosina e così via.). Si trovano nel citoplasma di tutte le cellule e negli pseudopodi delle cellule mobili.

Funzioni: le microfiamme forniscono l'attività motoria dell'ialoplasma, sono direttamente coinvolte nel cambiamento della forma della cellula durante la diffusione e il movimento ameboide delle cellule protiste e sono coinvolte nella formazione della costrizione durante la divisione delle cellule animali; uno degli elementi principali del citoscheletro della cellula.

■ microtubuli- sottili cilindri cavi (25 nm di diametro), costituiti da molecole proteiche della tubulina, disposte a spirale o in file diritte nel citoplasma delle cellule eucariotiche.

Funzioni: i microtubuli formano fibre del fuso, fanno parte di centrioli, ciglia, flagelli, partecipano al trasporto intracellulare; uno degli elementi principali del citoscheletro della cellula.

Organelli di movimento — flagelli e ciglia , sono presenti in molte cellule, ma sono più comuni negli organismi unicellulari.

■ Ciglia- numerose escrescenze citoplasmatiche corte (5-20 micron di lunghezza) sulla superficie del plasmalemma. Sono presenti sulla superficie di vari tipi di cellule animali e di alcune piante.

■ Flagello- singole escrescenze citoplasmatiche sulla superficie cellulare di molti protisti, zoospore e spermatozoi; ~10 volte più lungo delle ciglia; servono per il trasporto.

■ Struttura: cilia e flagelli (Fig. 1.14) sono costituiti da essi microtubuli disposti in un sistema 9 × 2 + 2 (nove microtubuli doppi - i doppietti formano un muro, due microtubuli singoli si trovano nel mezzo). I doppietti sono in grado di scorrere l'uno rispetto all'altro, il che porta alla flessione del ciglio o del flagello. Alla base dei flagelli e delle ciglia ci sono corpi basali, identici nella struttura ai centrioli.

■ Funzioni: ciglia e flagelli assicurano il movimento delle cellule stesse o del fluido che le circonda e delle particelle in esso sospese.

Inclusioni

Inclusioni- componenti non permanenti (temporaneamente esistenti) del citoplasma della cellula, il cui contenuto varia a seconda dello stato funzionale della cellula. Sono presenti inclusioni trofiche, secretorie ed escretorie.

■ Inclusioni trofiche- si tratta di riserve di nutrienti (grani grassi, amidi e proteine, glicogeno).

■ Inclusioni secretorie- Questi sono i prodotti di scarto delle ghiandole della secrezione interna ed esterna (ormoni, enzimi).

■ inclusioni escretorie sono prodotti metabolici nella cellula che devono essere rimossi dalla cellula.

nucleo e cromosomi

Nucleo- il più grande organello è un componente essenziale di tutte le cellule eucariotiche (ad eccezione delle cellule del tubo cribroso del floema delle piante superiori e degli eritrociti maturi dei mammiferi). La maggior parte delle cellule ha un singolo nucleo, ma ci sono cellule binucleate e multinucleate. Ci sono due stati del nucleo: interfase e fissile

Nucleo interfasico comprende membrana nucleare(separando il contenuto interno del nucleo dal citoplasma), matrice nucleare (carioplasma), cromatina e nucleoli. La forma e le dimensioni del nucleo dipendono dal tipo di organismo, dal tipo, dall'età e dallo stato funzionale della cellula. Ha un alto contenuto di DNA (15-30%) e RNA (12%).

■ Funzioni del kernel: archiviazione e trasmissione di informazioni ereditarie sotto forma di una struttura del DNA invariata; regolazione (attraverso il sistema di sintesi proteica) di tutti i processi dell'attività vitale cellulare.

❖ membrana nucleare(o karyolemma) è costituito da membrane biologiche esterne ed interne, tra le quali è spazio perinucleare. Sulla membrana interna è presente una placca proteica che dà forma al nucleo. La membrana esterna è collegata all'ER e porta i ribosomi. La membrana è permeata di pori nucleari attraverso i quali avviene lo scambio di sostanze tra il nucleo e il citoplasma. Il numero di pori non è costante e dipende dalla dimensione del nucleo e dalla sua attività funzionale.

■ Funzioni dell'involucro nucleare: separa il nucleo dal citoplasma della cellula, regola il trasporto di sostanze dal nucleo al citoplasma (RNA, subunità ribosomali) e dal citoplasma al nucleo (proteine, grassi, carboidrati, ATP, acqua, ioni).

❖ Cromosoma- l'organello più importante del nucleo, contenente una molecola di DNA in combinazione con specifiche proteine, istoni e alcune altre sostanze, la maggior parte delle quali si trova sulla superficie del cromosoma.

A seconda della fase del ciclo di vita cellulare, i cromosomi possono essere presenti due stati — despiralizzato e spiralizzato.

» In uno stato despiralizzato, i cromosomi sono nel periodo interfase ciclo cellulare, formando fili invisibili al microscopio ottico, che ne costituiscono la base cromatina .

■ La spiralizzazione, accompagnata da accorciamento e compattazione (di 100-500 volte) dei filamenti di DNA, si verifica nel processo divisione cellulare ; mentre i cromosomi assumere una forma compatta. e diventano visibili al microscopio ottico.

Cromatina- uno dei componenti della materia nucleare durante il periodo di interfase, su cui si basa cromosomi srotolati sotto forma di una rete di lunghi filamenti sottili di molecole di DNA in combinazione con istoni e altre sostanze (RNA, DNA polimerasi, lipidi, minerali, ecc.); ben colorato con coloranti utilizzati nella pratica istologica.

■ Nella cromatina, sezioni della molecola di DNA si avvolgono attorno agli istoni, formando nucleosomi (sembrano perline).

cromatide- questo è un elemento strutturale del cromosoma, che è un filo di una molecola di DNA in un complesso con proteine, istoni e altre sostanze, ripetutamente piegato come un superavvolgimento e impacchettato sotto forma di un corpo a forma di bastoncino.

■ Durante la spiralizzazione e il confezionamento, le singole sezioni di DNA si adattano in modo regolare in modo che si formino bande trasversali alternate sui cromatidi.

❖ La struttura del cromosoma (Fig. 1.16). In uno stato a spirale, il cromosoma è una struttura a forma di bastoncino di circa 0,2-20 µm di dimensione, costituita da due cromatidi e divisa in due bracci da un restringimento primario chiamato centromero. I cromosomi possono avere una costrizione secondaria che separa una regione chiamata satellite. Alcuni cromosomi hanno una regione ( organizzatore nucleolare ), che codifica la struttura dell'RNA ribosomiale (rRNA).

Tipi cromosomici a seconda della loro forma: a braccia uguali , disparità (Il centromero è sfalsato rispetto al centro del cromosoma) a forma di bastoncino (il centromero è vicino alla fine del cromosoma).

Dopo l'anafase della mitosi e l'anafase della meiosi II, i cromosomi sono costituiti da un cromitide e, dopo la replicazione del DNA (raddoppio) allo stadio sintetico (S) dell'interfase, sono costituiti da due cromitidi fratelli collegati tra loro nella regione del centromero. Durante la divisione cellulare, i microtubuli del fuso si attaccano al centromero.

❖ Funzioni dei cromosomi:
■ contenere materiale genetico - molecole di DNA;
■ eseguire Sintesi del DNA (con raddoppio dei cromosomi nel periodo S del ciclo cellulare) e i-RNA;
■ regolare la sintesi proteica;
■ controllare l'attività cellulare.

cromosomi omologhi- cromosomi appartenenti alla stessa coppia, identici per forma, dimensione, posizione dei centromeri, portatori degli stessi geni e determinanti lo sviluppo degli stessi tratti. I cromosomi omologhi possono differire negli alleli dei geni che contengono e scambiare regioni durante la meiosi (crossing over).

autosomi cromosomi nelle cellule degli organismi dioici, gli stessi nei maschi e nelle femmine della stessa specie (questi sono tutti cromosomi di una cellula ad eccezione dei cromosomi sessuali).

cromosomi sessuali(O eterocromosomi ) sono cromosomi che portano i geni che determinano il sesso di un organismo vivente.

insieme diploide(indicato con 2n) - set cromosomico somatico cellule in cui ogni cromosoma ha il suo cromosoma omologo accoppiato . L'organismo riceve uno dei cromosomi del set diploide dal padre, l'altro dalla madre.

■ Insieme diploide umano è costituito da 46 cromosomi (di cui 22 coppie di cromosomi omologhi e due cromosomi sessuali: le donne hanno due cromosomi X, gli uomini hanno rispettivamente un cromosoma X e uno Y).

insieme aploide(indicato da 1l) - separare corredo cromosomico sessuale cellule ( gameti ), in cui i cromosomi non hanno cromosomi omologhi appaiati . L'insieme aploide si forma durante la formazione dei gameti a seguito della meiosi, quando solo uno di ciascuna coppia di cromosomi omologhi entra nel gamete.

Cariotipo- questo è un insieme di caratteristiche morfologiche quantitative e qualitative costanti caratteristiche dei cromosomi delle cellule somatiche di organismi di una data specie (il loro numero, dimensione e forma), mediante le quali è possibile identificare in modo univoco un insieme diploide di cromosomi.

nucleolo- arrotondato, fortemente compattato, non limitato

corpo della membrana con una dimensione di 1-2 micron. Il nucleo contiene uno o più nucleoli. Il nucleolo si forma attorno agli organizzatori nucleolari di diversi cromosomi attratti l'uno dall'altro. Durante la divisione nucleare, i nucleoli vengono distrutti e riformati alla fine della divisione.

■ Composizione: proteine ​​70-80%, RNA 10-15%, DNA 2-10%.
■ Funzioni: sintesi di r-RNA e t-RNA; assemblaggio di subunità ribosomali.

Carioplasma (O nucleoplasma, cariolifa, linfa nucleare ) è una massa senza struttura che riempie lo spazio tra le strutture del nucleo, in cui sono immersi cromatina, nucleoli e vari granuli intranucleari. Contiene acqua, nucleotidi, amminoacidi, ATP, RNA e proteine ​​enzimatiche.

Funzioni: fornisce interconnessioni di strutture nucleari; partecipa al trasporto di sostanze dal nucleo al citoplasma e dal citoplasma al nucleo; regola la sintesi del DNA durante la replicazione, la sintesi dell'i-RNA durante la trascrizione.

Caratteristiche comparative delle cellule eucariotiche

Caratteristiche della struttura delle cellule procariotiche ed eucariotiche

Trasporto di sostanze

Trasporto di sostanze- questo è il processo di trasferimento delle sostanze necessarie in tutto il corpo, alle cellule, all'interno della cellula e all'interno della cellula, nonché la rimozione delle sostanze di scarto dalla cellula e dal corpo.

Il trasporto intracellulare di sostanze è fornito dall'ialoplasma e (nelle cellule eucariotiche) dal reticolo endoplasmatico (ER), dal complesso del Golgi e dai microtubuli. Il trasporto di sostanze sarà descritto più avanti in questo sito.

Metodi di trasporto di sostanze attraverso membrane biologiche:

■ trasporto passivo (osmosi, diffusione, diffusione passiva),
■ trasporto attivo,
■ endocitosi,
■ esocitosi.

Trasporto passivo non richiede energia e si verifica lungo il gradiente concentrazione, densità o potenziale elettrochimico.

Osmosi- questa è la penetrazione dell'acqua (o di un altro solvente) attraverso una membrana semipermeabile da una soluzione meno concentrata a una più concentrata.

Diffusione- penetrazione sostanze attraverso la membrana lungo il gradiente concentrazione (da un'area con una maggiore concentrazione di una sostanza a un'area con una minore concentrazione).

Diffusione l'acqua e gli ioni vengono effettuati con la partecipazione di proteine ​​integrali di membrana con pori (canali), la diffusione di sostanze liposolubili avviene con la partecipazione della fase lipidica della membrana.

Diffusione facilitata attraverso la membrana avviene con l'aiuto di speciali proteine ​​portatrici di membrana, vedere l'immagine.

trasporto attivo richiede il dispendio di energia rilasciata durante la scomposizione dell'ATP e serve a trasportare sostanze (ioni, monosaccaridi, amminoacidi, nucleotidi) rispetto al gradiente loro concentrazione o potenziale elettrochimico. Effettuato da proteine ​​carrier specializzate permiasi avere canali ionici e formarsi pompe ioniche .

Endocitosi- cattura e avvolgimento da parte della membrana cellulare di macromolecole (proteine, acidi nucleici, ecc.) e particelle microscopiche di cibo solido ( fagocitosi ) o goccioline di liquido con sostanze disciolte in esso ( pinocitosi ) e racchiudendoli in un vacuolo di membrana, che viene aspirato "nella cellula. Il vacuolo poi si fonde con il lisosoma, i cui enzimi scompongono le molecole della sostanza intrappolata in monomeri.

Esocitosiè il processo inverso dell'endocitosi. Attraverso l'esocitosi, la cellula rimuove i prodotti intracellulari o i residui non digeriti racchiusi in vacuoli o vescicole.

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Piano

1. Cellula, sua struttura e funzioni

2. L'acqua nella vita della cellula

3. Metabolismo ed energia nella cellula

4. Nutrizione della cellula. Fotosintesi e chemiosintesi

5. Codice genetico. Sintesi delle proteine ​​nella cellula

6. Regolazione della trascrizione e traduzione nella cellula e nell'organismo

Bibliografia

1. Cellula, sua struttura e funzioni

Le cellule si trovano nella sostanza intercellulare, che fornisce la loro resistenza meccanica, nutrizione e respirazione. Le parti principali di ogni cellula sono il citoplasma e il nucleo.

La cellula è ricoperta da una membrana costituita da diversi strati di molecole, che forniscono permeabilità selettiva delle sostanze. Le strutture più piccole - gli organelli - si trovano nel citoplasma. Gli organelli cellulari includono: reticolo endoplasmatico, ribosomi, mitocondri, lisosomi, complesso di Golgi, centro cellulare.

La cellula è composta da: apparato di superficie, citoplasma, nucleo.

La struttura di una cellula animale

Membrana esterna o plasmatica- delimita il contenuto della cellula dall'ambiente (altre cellule, sostanza intercellulare), è costituito da molecole lipidiche e proteiche, fornisce la comunicazione tra le cellule, il trasporto di sostanze all'interno della cellula (pinocitosi, fagocitosi) e fuori dalla cellula.

Citoplasma- l'ambiente semiliquido interno della cellula, che fornisce la comunicazione tra il nucleo e gli organelli situati in esso. I principali processi di attività vitale avvengono nel citoplasma.

Organelli cellulari:

1) reticolo endoplasmatico (ER)- un sistema di tubuli ramificati, coinvolti nella sintesi di proteine, lipidi e carboidrati, nel trasporto di sostanze, nella cellula;

2) ribosomi- i corpi contenenti rRNA si trovano nell'ER e nel citoplasma e sono coinvolti nella sintesi proteica. EPS e ribosomi sono un unico apparato per la sintesi e il trasporto delle proteine;

3) mitocondri- "centrali elettriche" della cellula, delimitate dal citoplasma da due membrane. Quello interno forma creste (pieghe) che ne aumentano la superficie. Gli enzimi sulle creste accelerano le reazioni di ossidazione delle sostanze organiche e la sintesi di molecole di ATP ricche di energia;

4) complesso di Golgi- un gruppo di cavità delimitate da una membrana del citoplasma, piene di proteine, grassi e carboidrati, che vengono utilizzati nei processi vitali o rimossi dalla cellula. Le membrane del complesso svolgono la sintesi di grassi e carboidrati;

5) lisosomi- i corpi pieni di enzimi accelerano le reazioni di scissione delle proteine ​​in amminoacidi, dei lipidi in glicerolo e degli acidi grassi, dei polisaccaridi in monosaccaridi. Nei lisosomi, le parti morte della cellula, le cellule intere e le cellule vengono distrutte.

Inclusioni cellulari- Accumuli di nutrienti di riserva: proteine, grassi e carboidrati.

Nucleo- la parte più importante della cellula.

È ricoperto da una membrana a due membrane con pori attraverso i quali alcune sostanze penetrano nel nucleo, mentre altre entrano nel citoplasma.

I cromosomi sono le strutture principali del nucleo, portatori di informazioni ereditarie sulle caratteristiche di un organismo. Viene trasmesso nel processo di divisione della cellula madre alle cellule figlie e, con le cellule germinali, agli organismi figlie.

Il nucleo è il sito della sintesi di DNA, mRNA, rRNA.

La composizione chimica della cellula

La cellula è l'unità elementare della vita sulla Terra. Ha tutte le caratteristiche di un organismo vivente: cresce, si riproduce, scambia sostanze ed energia con l'ambiente, reagisce agli stimoli esterni. L'inizio dell'evoluzione biologica è associato alla comparsa di forme di vita cellulare sulla Terra. Gli organismi unicellulari sono cellule che esistono separatamente l'una dall'altra. Il corpo di tutti gli organismi multicellulari - animali e piante - è costituito da più o meno cellule, che sono una sorta di elementi costitutivi che compongono un organismo complesso. Indipendentemente dal fatto che la cellula sia un sistema vivente integrale - un organismo separato o ne sia solo una parte, è dotata di un insieme di caratteristiche e proprietà comuni a tutte le cellule.

Nelle cellule sono stati trovati circa 60 elementi del sistema periodico di Mendeleev, che si trovano anche in natura inanimata. Questa è una delle prove della comunanza di natura animata e inanimata. Idrogeno, ossigeno, carbonio e azoto sono i più comuni negli organismi viventi, che costituiscono circa il 98% della massa delle cellule. Ciò è dovuto alle peculiarità delle proprietà chimiche di idrogeno, ossigeno, carbonio e azoto, per cui si sono rivelate le più adatte alla formazione di molecole che svolgono funzioni biologiche. Questi quattro elementi sono in grado di formare legami covalenti molto forti attraverso l'accoppiamento di elettroni appartenenti a due atomi. Gli atomi di carbonio legati in modo covalente possono formare la spina dorsale di innumerevoli molecole organiche diverse. Poiché gli atomi di carbonio formano facilmente legami covalenti con ossigeno, idrogeno, azoto e anche con zolfo, le molecole organiche raggiungono un'eccezionale complessità e varietà di struttura.

Oltre ai quattro elementi principali, la cellula contiene ferro, potassio, sodio, calcio, magnesio, cloro, fosforo e zolfo in quantità notevoli (10 e 100 frazioni di punto percentuale). Tutti gli altri elementi (zinco, rame, iodio, fluoro, cobalto, manganese, ecc.) si trovano nella cellula in piccolissime quantità e sono quindi chiamati microelementi.

Gli elementi chimici fanno parte di composti inorganici e organici. I composti inorganici includono acqua, sali minerali, anidride carbonica, acidi e basi. I composti organici sono proteine, acidi nucleici, carboidrati, grassi (lipidi) e lipidi. Oltre all'ossigeno, all'idrogeno, al carbonio e all'azoto, altri elementi possono essere inclusi nella loro composizione. Alcune proteine ​​contengono zolfo. Il fosforo è un costituente degli acidi nucleici. La molecola dell'emoglobina include il ferro, il magnesio è coinvolto nella costruzione della molecola della clorofilla. Gli oligoelementi, nonostante il loro contenuto estremamente basso negli organismi viventi, svolgono un ruolo importante nei processi vitali. Lo iodio fa parte dell'ormone tiroideo - tiroxina, cobalto - nella composizione dell'ormone vitamina B 12 della parte insulare del pancreas - insulina - contiene zinco.

La materia organica della cellula

Scoiattoli.

Tra le sostanze organiche della cellula, le proteine ​​sono al primo posto sia in quantità (10-12% della massa cellulare totale) che in valore. Le proteine ​​sono polimeri ad alto peso molecolare (con un peso molecolare da 6.000 a 1 milione o più) i cui monomeri sono amminoacidi. Gli organismi viventi utilizzano 20 aminoacidi, anche se ce ne sono molti di più. Ogni amminoacido contiene un gruppo amminico (-NH2), che ha proprietà basiche, e un gruppo carbossilico (-COOH), che ha proprietà acide. Due aminoacidi sono combinati in una molecola stabilendo un legame HN-CO con il rilascio di una molecola d'acqua. Il legame tra il gruppo amminico di un amminoacido e il gruppo carbossilico di un altro è chiamato legame peptidico.

Le proteine ​​sono polipeptidi contenenti decine o centinaia di amminoacidi. Le molecole di varie proteine ​​​​differiscono l'una dall'altra per peso molecolare, numero, composizione di amminoacidi e loro sequenza nella catena polipeptidica. È chiaro, quindi, che le proteine ​​\u200b\u200bsono di grande diversità, il loro numero in tutti i tipi di organismi viventi è stimato in 1010 - 1012.

Una catena di unità di amminoacidi collegate da legami peptidici covalenti in una certa sequenza è chiamata struttura primaria di una proteina.

Nelle cellule, le proteine ​​hanno la forma di fibre o palline intrecciate elicoidalmente (globuli). Ciò è spiegato dal fatto che in una proteina naturale la catena polipeptidica è ripiegata in modo strettamente definito, a seconda della struttura chimica dei suoi amminoacidi costituenti.

Innanzitutto, la catena polipeptidica si avvolge in un'elica. L'attrazione sorge tra gli atomi delle spire adiacenti e si formano legami idrogeno, in particolare, tra i gruppi NH e CO situati sulle spire adiacenti. Una catena di amminoacidi, attorcigliata a forma di spirale, forma la struttura secondaria di una proteina. Come risultato di un ulteriore ripiegamento dell'elica, si forma una configurazione specifica per ciascuna proteina, chiamata struttura terziaria. La struttura terziaria è dovuta all'azione delle forze di adesione tra i radicali idrofobici presenti in alcuni amminoacidi e dei legami covalenti tra i gruppi SH dell'amminoacido cisteina (legami S-S). Il numero di aminoacidi radicali idrofobici e cisteina, nonché l'ordine della loro disposizione nella catena polipeptidica, è specifico per ciascuna proteina. Di conseguenza, le caratteristiche della struttura terziaria di una proteina sono determinate dalla sua struttura primaria. La proteina esibisce attività biologica solo sotto forma di una struttura terziaria. Pertanto, la sostituzione anche di un solo amminoacido nella catena polipeptidica può portare ad un cambiamento nella configurazione della proteina e ad una diminuzione o perdita della sua attività biologica.

In alcuni casi, le molecole proteiche si combinano tra loro e possono svolgere la loro funzione solo sotto forma di complessi. Quindi l'emoglobina è un complesso di quattro molecole e solo in questa forma è in grado di legare e trasportare ossigeno, aggregati che rappresentano la struttura quaternaria della proteina. Secondo la loro composizione, le proteine ​​​​sono divise in due classi principali: semplici e complesse. Le proteine ​​semplici sono costituite solo da aminoacidi, acidi nucleici (nucleotidi), lipidi (lipoproteine), Me (proteine ​​metalliche), P (fosfoproteine).

Le funzioni delle proteine ​​nella cellula sono estremamente diverse..

Una delle più importanti è la funzione di costruzione: le proteine ​​sono coinvolte nella formazione di tutte le membrane cellulari e degli organelli cellulari, nonché delle strutture intracellulari. Di eccezionale importanza è il ruolo enzimatico (catalitico) delle proteine. Gli enzimi accelerano le reazioni chimiche che avvengono nella cellula di 10 o 100 milioni di volte. La funzione motoria è fornita da speciali proteine ​​contrattili. Queste proteine ​​sono coinvolte in tutti i tipi di movimenti di cui sono capaci le cellule e gli organismi: lo sfarfallio delle ciglia e il battito dei flagelli nei protozoi, la contrazione muscolare negli animali, il movimento delle foglie nelle piante, ecc.

La funzione di trasporto delle proteine ​​è quella di attaccare elementi chimici (ad esempio, l'emoglobina attacca O) o sostanze biologicamente attive (ormoni) e trasferirle ai tessuti e agli organi del corpo. La funzione protettiva si esprime sotto forma di produzione di speciali proteine, chiamate anticorpi, in risposta alla penetrazione di proteine ​​o cellule estranee nel corpo. Gli anticorpi legano e neutralizzano le sostanze estranee. Le proteine ​​svolgono un ruolo importante come fonti di energia. Con scissione completa di 1 g. le proteine ​​vengono rilasciate 17,6 kJ (~ 4,2 kcal). cromosoma della membrana cellulare

Carboidrati.

I carboidrati, o saccaridi, sono sostanze organiche con formula generale (CH 2O) n. La maggior parte dei carboidrati ha il doppio del numero di atomi di H rispetto agli atomi di O, come nelle molecole d'acqua. Pertanto, queste sostanze erano chiamate carboidrati. In una cellula vivente, i carboidrati si trovano in quantità non superiori all'1-2, a volte al 5% (nel fegato, nei muscoli). Le cellule vegetali sono le più ricche di carboidrati, dove il loro contenuto in alcuni casi raggiunge il 90% della massa di sostanza secca (semi, tuberi di patata, ecc.).

I carboidrati sono semplici e complessi.

I carboidrati semplici sono chiamati monosaccaridi. A seconda del numero di atomi di carboidrati nella molecola, i monosaccaridi sono chiamati triosi, tetrosi, pentosi o esosi. Dei sei monosaccaridi di carbonio, esosi, glucosio, fruttosio e galattosio sono i più importanti. Il glucosio è contenuto nel sangue (0,1-0,12%). I pentosi ribosio e desossiribosio fanno parte degli acidi nucleici e dell'ATP. Se due monosaccaridi si combinano in una molecola, tale composto è chiamato disaccaride. Lo zucchero dietetico, ottenuto dalla canna o dalla barbabietola da zucchero, è costituito da una molecola di glucosio e una molecola di fruttosio, zucchero del latte - di glucosio e galattosio.

I carboidrati complessi formati da molti monosaccaridi sono chiamati polisaccaridi. Il monomero di tali polisaccaridi come l'amido, il glicogeno, la cellulosa è il glucosio. I carboidrati svolgono due funzioni principali: costruzione ed energia. La cellulosa forma le pareti delle cellule vegetali. Il complesso polisaccaride chitina è il principale componente strutturale dell'esoscheletro degli artropodi. La chitina svolge anche una funzione costruttiva nei funghi.

I carboidrati svolgono il ruolo della principale fonte di energia nella cellula. Nel processo di ossidazione di 1 g di carboidrati vengono rilasciati 17,6 kJ (~ 4,2 kcal). L'amido nelle piante e il glicogeno negli animali sono immagazzinati nelle cellule e fungono da riserva energetica.

Acidi nucleici.

Il valore degli acidi nucleici nella cellula è molto alto. Le peculiarità della loro struttura chimica offrono la possibilità di immagazzinare, trasferire e trasmettere informazioni sulla struttura delle molecole proteiche alle cellule figlie, che vengono sintetizzate in ciascun tessuto in un certo stadio dello sviluppo individuale.

Poiché la maggior parte delle proprietà e delle caratteristiche delle cellule sono dovute alle proteine, è chiaro che la stabilità degli acidi nucleici è la condizione più importante per il normale funzionamento delle cellule e di interi organismi. Eventuali cambiamenti nella struttura delle cellule o nell'attività dei processi fisiologici in esse, influenzando così la vita. Lo studio della struttura degli acidi nucleici è estremamente importante per comprendere l'ereditarietà dei tratti negli organismi e i modelli di funzionamento sia delle singole cellule che dei sistemi cellulari - tessuti e organi.

Esistono 2 tipi di acidi nucleici: DNA e RNA.

Il DNA è un polimero costituito da due eliche nucleotidiche, racchiuse in modo da formare una doppia elica. I monomeri delle molecole di DNA sono nucleotidi costituiti da una base azotata (adenina, timina, guanina o citosina), un carboidrato (desossiribosio) e un residuo di acido fosforico. Le basi azotate nella molecola del DNA sono interconnesse da un numero disuguale di legami H e sono disposte a coppie: l'adenina (A) è sempre contro la timina (T), la guanina (G) contro la citosina (C). Schematicamente, la disposizione dei nucleotidi in una molecola di DNA può essere rappresentata come segue:

Fig. 1. Disposizione dei nucleotidi in una molecola di DNA

Dalla Fig.1. Si può vedere che i nucleotidi sono collegati tra loro non in modo casuale, ma in modo selettivo. La capacità di interazione selettiva dell'adenina con la timina e della guanina con la citosina è chiamata complementarità. L'interazione complementare di alcuni nucleotidi è spiegata dalle peculiarità della disposizione spaziale degli atomi nelle loro molecole, che consentono loro di avvicinarsi l'un l'altro e formare legami H.

In una catena polinucleotidica, i nucleotidi adiacenti sono collegati tra loro attraverso uno zucchero (desossiribosio) e un residuo di acido fosforico. L'RNA, come il DNA, è un polimero i cui monomeri sono nucleotidi.

Le basi azotate dei tre nucleotidi sono le stesse che compongono il DNA (A, G, C); il quarto - uracile (U) - è presente nella molecola di RNA al posto della timina. I nucleotidi dell'RNA differiscono dai nucleotidi del DNA nella struttura del loro carboidrato (ribosio invece di desossiribosio).

In una catena di RNA, i nucleotidi sono uniti dalla formazione di legami covalenti tra il ribosio di un nucleotide e il residuo di acido fosforico di un altro. Gli RNA a due filamenti differiscono nella struttura. Gli RNA a doppio filamento sono i custodi delle informazioni genetiche in un certo numero di virus, ad es. svolgere le funzioni dei cromosomi. Gli RNA a filamento singolo effettuano il trasferimento di informazioni sulla struttura delle proteine ​​dal cromosoma al sito della loro sintesi e partecipano alla sintesi proteica.

Esistono diversi tipi di RNA a singolo filamento. I loro nomi sono dovuti alla loro funzione o posizione nella cella. La maggior parte dell'RNA citoplasmatico (fino all'80-90%) è RNA ribosomiale (rRNA) contenuto nei ribosomi. Le molecole di rRNA sono relativamente piccole e consistono in media di 10 nucleotidi.

Un altro tipo di RNA (mRNA) che trasporta informazioni sulla sequenza degli aminoacidi nelle proteine ​​da sintetizzare nei ribosomi. La dimensione di questi RNA dipende dalla lunghezza del segmento di DNA da cui sono stati sintetizzati.

Gli RNA di trasferimento svolgono diverse funzioni. Portano amminoacidi nel sito di sintesi proteica, "riconoscono" (secondo il principio di complementarità) la tripletta e l'RNA corrispondenti all'amminoacido trasferito, ed effettuano l'esatto orientamento dell'amminoacido sul ribosoma.

Grassi e lipidi.

I grassi sono composti di acidi grassi macromolecolari e il glicerolo alcol triidrico. I grassi non si dissolvono in acqua: sono idrofobici.

Ci sono sempre altre sostanze idrofobe complesse simili ai grassi nella cellula, chiamate lipoidi. Una delle funzioni principali dei grassi è l'energia. Durante la scomposizione di 1 g di grasso in CO 2 e H 2 O, viene rilasciata una grande quantità di energia: 38,9 kJ (~ 9,3 kcal).

La funzione principale dei grassi nel mondo animale (e in parte vegetale) è la conservazione.

I grassi e i lipidi svolgono anche una funzione costruttiva: fanno parte delle membrane cellulari. A causa della scarsa conduttività termica, il grasso è in grado di svolgere una funzione protettiva. In alcuni animali (foche, balene) si deposita nel tessuto adiposo sottocutaneo, formando uno strato spesso fino a 1 M. La formazione di alcuni lipidi precede la sintesi di alcuni ormoni. Di conseguenza, queste sostanze hanno anche la funzione di regolare i processi metabolici.

2. L'acqua nella vita della cellula

Sostanze chimiche che compongono la cellula: inorganiche (acqua, sali minerali)

Garantire l'elasticità cellulare.

Le conseguenze della perdita di acqua da parte della cellula sono l'avvizzimento delle foglie, l'essiccazione dei frutti.

Accelerazione delle reazioni chimiche dovute alla dissoluzione di sostanze in acqua.

Garantire il movimento delle sostanze: l'ingresso della maggior parte delle sostanze nella cellula e la loro rimozione dalla cellula sotto forma di soluzioni.

Garantire la dissoluzione di molte sostanze chimiche (un numero di sali, zuccheri).

Partecipazione a una serie di reazioni chimiche.

Partecipazione al processo di termoregolazione grazie alla capacità di rallentare il riscaldamento e rallentare il raffreddamento.

Acqua. H 2DI - il composto più comune negli organismi viventi. Il suo contenuto in diverse celle varia entro limiti abbastanza ampi.

Il ruolo eccezionalmente importante dell'acqua nel fornire processi vitali è dovuto alle sue proprietà fisico-chimiche.

La polarità delle molecole e la capacità di formare legami idrogeno rendono l'acqua un buon solvente per un numero enorme di sostanze. La maggior parte delle reazioni chimiche che avvengono in una cellula possono avvenire solo in una soluzione acquosa.

L'acqua è anche coinvolta in molte trasformazioni chimiche.

Il numero totale di legami idrogeno tra le molecole d'acqua varia a seconda di t °. A t ° lo scioglimento del ghiaccio distrugge circa il 15% dei legami idrogeno, a t ° 40 ° C - metà. Al passaggio allo stato gassoso, tutti i legami idrogeno vengono distrutti. Questo spiega l'elevata capacità termica specifica dell'acqua. Al variare della t° dell'ambiente esterno, l'acqua assorbe o cede calore a causa della rottura o della nuova formazione di legami idrogeno.

In questo modo le fluttuazioni di t° all'interno della cella risultano essere minori che nell'ambiente. L'elevato calore di evaporazione è alla base dell'efficiente meccanismo di trasferimento del calore nelle piante e negli animali.

L'acqua come solvente partecipa ai fenomeni di osmosi, che svolge un ruolo importante nell'attività vitale delle cellule del corpo. L'osmosi si riferisce alla penetrazione di molecole di solvente attraverso una membrana semipermeabile in una soluzione di una sostanza.

Le membrane semipermeabili sono membrane che consentono il passaggio delle molecole del solvente, ma non il passaggio delle molecole (o degli ioni) del soluto. Pertanto, l'osmosi è una diffusione unidirezionale delle molecole d'acqua nella direzione di una soluzione.

sali minerali.

La maggior parte delle cellule inorganiche sono sotto forma di sali allo stato dissociato o solido.

La concentrazione di cationi e anioni nella cellula e nel suo ambiente non è la stessa. La pressione osmotica nella cellula e le sue proprietà tampone dipendono in gran parte dalla concentrazione di sali.

Il buffering è la capacità di una cellula di mantenere una reazione leggermente alcalina del suo contenuto a un livello costante. Il contenuto di sali minerali nella cellula sotto forma di cationi (K+, Na+, Ca2+, Mg2+) e anioni (--HPO | ~, - H 2RS> 4, - SG, - HCC * s). L'equilibrio del contenuto di cationi e anioni nella cellula, garantendo la costanza dell'ambiente interno del corpo. Esempi: l'ambiente nella cellula è leggermente alcalino, all'interno della cellula c'è un'alta concentrazione di ioni K + e nell'ambiente che circonda la cellula - ioni Na +. Partecipazione dei sali minerali al metabolismo.

3 . DIscambio di sostanze ed energia nella cellula

Metabolismo energetico nella cellula

Adenosina trifosfato (abbr. ATP, Inglese aprile) - nucleotide, svolge un ruolo estremamente importante nello scambio di energia e sostanze negli organismi; Innanzitutto, il composto è noto come fonte universale di energia per tutti i processi biochimici che avvengono nei sistemi viventi.

L'ATP fornisce energia per tutte le funzioni cellulari: lavoro meccanico, biosintesi di sostanze, divisione, ecc. In media, il contenuto di ATP in una cellula è circa lo 0,05% della sua massa, ma in quelle cellule in cui i costi dell'ATP sono elevati (ad esempio, in cellule del fegato, muscoli striati trasversalmente), il suo contenuto può arrivare fino allo 0,5%. La sintesi di ATP nelle cellule avviene principalmente nei mitocondri. Come ricordi (vedi 1.7), ci vogliono 40 kJ per sintetizzare 1 mole di ATP dall'ADP.

Il metabolismo energetico nella cellula è diviso in tre fasi.

La prima fase è preparatoria.

Durante esso, le grandi molecole di polimero alimentare si scompongono in frammenti più piccoli. I polisaccaridi si scompongono in di- e monosaccaridi, proteine ​​- in aminoacidi, grassi - in glicerolo e acidi grassi. Durante queste trasformazioni viene rilasciata poca energia, questa viene dissipata sotto forma di calore e non si forma ATP.

Il secondo stadio è incompleto, senza ossigeno, scissione di sostanze.

In questa fase, le sostanze formate durante la fase preparatoria vengono decomposte dagli enzimi in assenza di ossigeno.

Analizziamo questa fase usando l'esempio della glicolisi, la scomposizione enzimatica del glucosio. La glicolisi si verifica nelle cellule animali e in alcuni microrganismi. In sintesi, questo processo può essere rappresentato dalla seguente equazione:

C 6H 12O 6 + 2H 3P 04 + 2ADP > 2C 3H 603 + 2ATP + 2H 2O

Pertanto, durante la glicolisi, due molecole si formano da una molecola di glucosio, acido piruvico a tre atomi di carbonio (C 3H 4O 3), che in molte cellule, ad esempio cellule muscolari, si trasforma in acido lattico (C 3H 6O 3) e il energia rilasciata durante questo sufficiente per convertire due molecole di ADP in due molecole di ATP.

Nonostante la sua apparente semplicità, la glicolisi è un processo a più stadi con più di dieci stadi catalizzati da vari enzimi. Solo il 40% dell'energia rilasciata viene immagazzinata dalla cellula sotto forma di ATP e il restante 60% viene dissipato sotto forma di calore. A causa delle numerose fasi della glicolisi, le piccole porzioni di calore rilasciate non hanno il tempo di riscaldare la cellula a un livello pericoloso.

La glicolisi si verifica nel citoplasma delle cellule.

Nella maggior parte delle cellule vegetali e in alcuni funghi, il secondo stadio del metabolismo energetico è rappresentato dalla fermentazione alcolica:

C 6H 12O 6 + 2H 3RO 4 + 2ADP> 2C 2H 5OH + 2C 02 + 2ATP + 2H2O

I prodotti iniziali della fermentazione alcolica sono gli stessi della glicolisi, ma il risultato è alcol etilico, anidride carbonica, acqua e due molecole di ATP. Esistono microrganismi che decompongono il glucosio in acetone, acido acetico e altre sostanze, ma in ogni caso il "profitto energetico" della cellula sono due molecole di ATP.

La terza fase del metabolismo energetico è la scissione completa dell'ossigeno, o respirazione cellulare.

In questo caso, le sostanze formate nella seconda fase vengono distrutte nei prodotti finali: CO 2 e H 2O. Questa fase può essere rappresentata come segue:

2C 3H 6O 3 + 6O 2 + 36H 3PO 4 + 36 ADP > 6CO 2 + 42 H 2O + 36ATP.

Pertanto, l'ossidazione di due molecole di tre acido carbonico, formata durante la scomposizione enzimatica del glucosio in CO 2 e H 2 O, porta al rilascio di una grande quantità di energia, sufficiente per formare 36 molecole di ATP.

La respirazione cellulare si verifica sulle creste dei mitocondri. L'efficienza di questo processo è superiore a quella della glicolisi ed è di circa il 55%. Come risultato della rottura completa di una molecola di glucosio, si formano 38 molecole di ATP.

Per ottenere energia nelle cellule, oltre al glucosio, possono essere utilizzate altre sostanze: lipidi, proteine. Tuttavia, il ruolo principale nel metabolismo energetico nella maggior parte degli organismi appartiene agli zuccheri.

4 . Pmangiarecellule. Fotosintesi e chemiosintesi

La nutrizione cellulare avviene a seguito di una serie di complesse reazioni chimiche, durante le quali le sostanze che entrano nella cellula dall'ambiente esterno (anidride carbonica, sali minerali, acqua) entrano nel corpo della cellula stessa sotto forma di proteine, zuccheri, grassi , oli, composti di azoto e fosforo.

Tutti gli organismi viventi che vivono sulla Terra possono essere divisi in due gruppi a seconda di come ottengono le sostanze organiche di cui hanno bisogno.

Primo gruppo - autotrofi, che in greco significa "autoalimentazione". Sono in grado di creare autonomamente tutte le sostanze organiche di cui hanno bisogno per costruire cellule e processi vitali da sostanze inorganiche: acqua, anidride carbonica e altre. Ricevono energia per trasformazioni così complesse o dalla luce solare e sono chiamati fototrofi, o dall'energia delle trasformazioni chimiche dei composti minerali, nel qual caso sono chiamati chemotrofi. Ma sia gli organismi fototrofici che quelli chemiotrofici non hanno bisogno che la materia organica provenga dall'esterno. Gli autotrofi includono tutte le piante verdi e molti batteri.

Un modo fondamentalmente diverso per ottenere i composti organici necessari negli eterotrofi. Gli eterotrofi non possono sintetizzare in modo indipendente tali sostanze da composti inorganici e necessitano di un assorbimento costante di sostanze organiche già pronte dall'esterno. Quindi "riorganizzano" le molecole ricevute dall'esterno per i propri bisogni.

organismi eterotrofi dipendono direttamente dai prodotti della fotosintesi prodotti dalle piante verdi. Ad esempio, mangiando cavoli o patate, otteniamo sostanze sintetizzate nelle cellule vegetali a causa dell'energia della luce solare. Se mangiamo carne di animali domestici, dobbiamo ricordare che questi animali mangiano cibi vegetali: erba, grano, ecc. Pertanto, la loro carne è costituita da molecole ottenute da alimenti vegetali.

Gli eterotrofi includono funghi, animali e molti batteri. Alcune cellule di una pianta verde sono anche eterotrofe: cellule del cambio, radice. Il fatto è che le cellule di queste parti della pianta non sono in grado di fotosintesi e si nutrono di sostanze organiche sintetizzate dalle parti verdi della pianta.

Nutrizione cellulare: lisosomi e digestione intracellulare

I lisosomi, il cui numero in una cella raggiunge diverse centinaia, formano uno spazio tipico.

Esistono lisosomi di varie forme e dimensioni; la loro struttura interna differisce in una varietà speciale. Questa diversità si riflette nella terminologia morfologica. Ci sono molti termini per le particelle che ora conosciamo come lisosomi. Tra questi: corpi densi, corpi residui, citosomi, citosegresomi e molti altri.

Dal punto di vista della chimica, digerire il cibo significa sottoporlo a idrolisi, cioè a utilizzando l'acqua per abbattere vari legami attraverso i quali sono collegati gli elementi costitutivi delle macromolecole naturali naturali. Ad esempio, i legami peptidici che collegano gli amminoacidi nelle proteine, i legami di glicolisi che collegano gli zuccheri nei polisaccaridi e i legami estere tra acidi e alcoli. Per la maggior parte, questi legami sono molto stabili, rompendosi solo in condizioni severe di temperatura e valori di pH (ambiente acido o alcalino).

Gli organismi viventi non sono in grado di creare o resistere a tali condizioni, eppure digeriscono il cibo senza difficoltà. E lo fanno con l'aiuto di speciali catalizzatori: enzimi idrolitici o idrolasi, che vengono secreti nel sistema digestivo. Le idrolasi sono catalizzatori specifici. Ognuno di loro divide solo un tipo strettamente definito di legame chimico. Poiché il cibo di solito è costituito da molti componenti con una varietà di legami chimici, la digestione richiede la partecipazione simultanea coordinata o sequenziale di vari enzimi. Infatti, i succhi digestivi secreti nel tratto gastrointestinale contengono un gran numero di idrolasi diverse, che consentono al corpo umano di assorbire molti prodotti alimentari complessi di origine vegetale e animale. Tuttavia, questa capacità è limitata e il corpo umano non è in grado di digerire la cellulosa.

Queste disposizioni di base si applicano, in sostanza, ai lisosomi. In ogni lisosoma troviamo un'intera collezione di diverse idrolasi - ne sono state identificate più di 50 specie - che insieme sono in grado di digerire completamente o quasi molte delle sostanze naturali di base, tra cui proteine, polisaccaridi, acidi nucleici, loro combinazioni e derivati. Tuttavia, come il tratto gastrointestinale umano, i lisosomi sono caratterizzati da alcune limitazioni nella loro capacità di digestione.

Nell'intestino, i prodotti finali della digestione (digeriti) vengono "ripuliti" dall'assorbimento intestinale: vengono rimossi dalle cellule della mucosa, solitamente da pompe attive, ed entrano nel flusso sanguigno. Qualcosa di simile accade nei lisosomi.

Varie piccole molecole formate durante la digestione vengono trasportate attraverso la membrana lisosomiale al citoplasma, dove vengono utilizzate dai sistemi metabolici della cellula.

Ma a volte la digestione non avviene o è incompleta e non raggiunge lo stadio in cui i suoi prodotti possono essere purificati. Nella maggior parte dei protozoi e degli invertebrati inferiori, tali situazioni non causano conseguenze particolari, perché le loro cellule hanno la capacità di liberarsi del contenuto dei loro vecchi lisosomi, semplicemente gettandolo nell'ambiente.

Negli animali superiori, molte cellule non sono in grado di svuotare i loro lisosomi in questo modo. Sono in uno stato di "stitichezza" cronica. È questa grave carenza che è alla base di numerose condizioni patologiche associate al sovraccarico dei lisosomi. Dispepsia, iperacidità, costipazione e altri disturbi digestivi.

Nutrizione autotrofa

La vita sulla Terra dipende da organismi autotrofi. Quasi tutta la materia organica necessaria alle cellule viventi è prodotta dalla fotosintesi.

Fotosintesi(da foto greche - luce e sintesi - connessione, combinazione) - la trasformazione di sostanze inorganiche (acqua e anidride carbonica) in sostanze organiche da parte di piante verdi e microrganismi fotosintetici a causa dell'energia solare, che viene convertita nell'energia dei legami chimici nel molecole di sostanze organiche.

Fasi della fotosintesi.

Nel processo di fotosintesi, l'acqua povera di energia e l'anidride carbonica vengono convertite in materia organica ad alta intensità energetica: il glucosio. In questo caso, l'energia solare si accumula nei legami chimici di questa sostanza. Inoltre, durante la fotosintesi, l'ossigeno viene rilasciato nell'atmosfera, che viene utilizzato dagli organismi per la respirazione.

È stato ora stabilito che la fotosintesi procede in due fasi: luce e oscurità.

Nella fase luminosa, grazie all'energia solare, le molecole di clorofilla vengono eccitate e viene sintetizzato l'ATP.

Contemporaneamente a questa reazione, sotto l'azione della luce, l'acqua (H 20) si decompone con rilascio di ossigeno libero (02). Questo processo era chiamato fotolisi (dal greco photos - luce e lisi - dissoluzione). Gli ioni idrogeno risultanti si legano a una sostanza speciale, il portatore di ioni idrogeno (NADP) e vengono utilizzati nella fase successiva.

La presenza di luce non è necessaria perché procedano le reazioni della fase di temperatura. Le molecole di ATP sintetizzate nella fase luminosa servono qui come fonte di energia. Nella fase temp, l'anidride carbonica viene assimilata dall'aria, viene ridotta dagli ioni idrogeno e il glucosio si forma a causa dell'uso dell'energia ATP.

Influenza delle condizioni ambientali sulla fotosintesi.

La fotosintesi utilizza solo l'1% dell'energia solare che cade sulla foglia. La fotosintesi dipende da una serie di condizioni ambientali. Innanzitutto, questo processo procede più intensamente sotto l'influenza dei raggi rossi dello spettro solare (figura 58). Il grado di intensità della fotosintesi è determinato dalla quantità di ossigeno rilasciato, che sposta l'acqua dal cilindro. Il tasso di fotosintesi dipende anche dal grado di illuminazione della pianta. Un aumento della durata delle ore diurne porta ad un aumento della produttività della fotosintesi, cioè della quantità di sostanze organiche formate dalla pianta.

Il significato della fotosintesi.

Vengono utilizzati i prodotti della fotosintesi:

organismi come nutrienti, fonte di energia e ossigeno per i processi vitali;

nella produzione alimentare umana

come materiale da costruzione per costruzioni abitative, nella produzione di mobili, ecc.

L'umanità deve la sua esistenza alla fotosintesi.

Tutte le riserve di carburante sulla Terra sono prodotti formati come risultato della fotosintesi. Usando carbone e legno, otteniamo l'energia che è stata immagazzinata nella materia organica durante la fotosintesi. Allo stesso tempo, l'ossigeno viene rilasciato nell'atmosfera.

Secondo gli scienziati, senza la fotosintesi, l'intera fornitura di ossigeno verrebbe esaurita in 3000 anni.

Chemiosintesi.

Oltre alla fotosintesi, è noto un altro metodo per ottenere energia e sintetizzare sostanze organiche da quelle inorganiche. Alcuni batteri sono in grado di estrarre energia ossidando varie sostanze inorganiche. Non hanno bisogno di luce per creare sostanze organiche. Il processo di sintesi di sostanze organiche da sostanze inorganiche, che avviene a causa dell'energia di ossidazione delle sostanze inorganiche, è chiamato chemiosintesi (dal latino chemia - chimica e sintesi greca - connessione, combinazione).

I batteri chemiosintetici furono scoperti dallo scienziato russo S.N. Vinogradsky. I batteri del ferro chemiosintetico, i batteri dello zolfo e gli azotobatteri si distinguono a seconda dell'ossidazione di quale sostanza rilascia energia.

5 . Geneticacodice segnale. Sintesi delle proteine ​​nella cellula

Codice genetico- un sistema unificato per la registrazione delle informazioni ereditarie nelle molecole di acido nucleico sotto forma di una sequenza di nucleotidi. Il codice genetico si basa sull'uso di un alfabeto formato da sole quattro lettere nucleotidiche che si differenziano per basi azotate: A, T, G, C.

Le principali proprietà del codice genetico sono le seguenti:

1. Il codice genetico è tripletto. Una tripletta (codone) è una sequenza di tre nucleotidi che codifica per un amminoacido. Poiché le proteine ​​contengono 20 amminoacidi, è ovvio che ciascuno di essi non può essere codificato da un nucleotide (poiché ci sono solo quattro tipi di nucleotidi nel DNA, in questo caso 16 amminoacidi rimangono non codificati). Anche due nucleotidi per codificare gli amminoacidi non sono sufficienti, poiché in questo caso possono essere codificati solo 16 amminoacidi. Ciò significa che il numero minimo di nucleotidi che codificano per un amminoacido è tre. (In questo caso, il numero di possibili triplette nucleotidiche è 43 = 64).

2. La ridondanza (degenerazione) del codice è una conseguenza della sua natura tripletta e significa che un amminoacido può essere codificato da più triplette (poiché ci sono 20 amminoacidi e 64 triplette). Le eccezioni sono la metionina e il triptofano, che sono codificati da una sola tripletta. Inoltre, alcune terzine svolgono funzioni specifiche.

Quindi, in una molecola di mRNA, tre di loro - UAA, UAG, UGA - terminano codoni, cioè segnali di arresto che interrompono la sintesi della catena polipeptidica. La tripletta corrispondente alla metionina (AUG), che si trova all'inizio della catena del DNA, non codifica un amminoacido, ma svolge la funzione di iniziare la lettura (eccitante).

3. Contemporaneamente alla ridondanza, il codice ha la proprietà dell'univocità, il che significa che ogni codone corrisponde a un solo amminoacido specifico.

4. Il codice è collineare, cioè La sequenza dei nucleotidi in un gene corrisponde esattamente alla sequenza degli amminoacidi in una proteina.

5. Il codice genetico è non sovrapposto e compatto, cioè non contiene "segni di punteggiatura". Ciò significa che il processo di lettura non consente la possibilità di colonne sovrapposte (triplette) e, a partire da un certo codone, la lettura va continuamente tripla per tripletta fino ai segnali di arresto (codoni di terminazione). Ad esempio, nell'mRNA, la seguente sequenza di basi azotate AUGGUGCUUAAAUGUG verrà letta solo in terzine come questa: AUG, GUG, CUU, AAU, GUG, e non AUG, UGG, GGU, GUG, ecc. o AUG, GGU, UGC , CUU, ecc. o in qualche altro modo (ad esempio, codone AUG, segno di punteggiatura G, codone UHC, segno di punteggiatura U, ecc.).

6. Il codice genetico è universale, cioè i geni nucleari di tutti gli organismi codificano allo stesso modo le informazioni sulle proteine, indipendentemente dal livello di organizzazione e dalla posizione sistematica di questi organismi.

Sintesi delle proteine ​​nella cellula

La biosintesi delle proteine ​​avviene in ogni cellula vivente. È più attivo nelle cellule giovani in crescita, dove vengono sintetizzate le proteine ​​per la costruzione dei loro organelli, così come nelle cellule secretorie, dove vengono sintetizzate le proteine ​​enzimatiche e le proteine ​​ormonali.

Il ruolo principale nel determinare la struttura delle proteine ​​appartiene al DNA. Un pezzo di DNA contenente informazioni sulla struttura di una singola proteina è chiamato gene. Una molecola di DNA contiene diverse centinaia di geni. Una molecola di DNA contiene un codice per la sequenza di amminoacidi in una proteina sotto forma di nucleotidi definitivamente combinati. Il codice del DNA è stato decifrato quasi completamente. La sua essenza è la seguente. Ogni amminoacido corrisponde a una sezione della catena del DNA di tre nucleotidi adiacenti.

Ad esempio, la sezione T--T--T corrisponde all'amminoacido lisina, il segmento A--C--A alla cistina, C--A--A alla valina, ecc. Esistono 20 diversi amminoacidi, il numero di possibili combinazioni di 4 nucleotidi 3 è uguale a 64. Pertanto, ci sono triplette più che sufficienti per codificare tutti gli amminoacidi.

La sintesi proteica è un complesso processo a più stadi che rappresenta una catena di reazioni sintetiche che procedono secondo il principio della sintesi della matrice.

Poiché il DNA si trova nel nucleo cellulare e la sintesi proteica avviene nel citoplasma, esiste un intermediario che trasmette le informazioni dal DNA ai ribosomi. Tale intermediario è l'mRNA. :

Nella biosintesi proteica vengono determinate le seguenti fasi, che si svolgono in diverse parti della cellula:

1. Il primo stadio: la sintesi dell'i-RNA avviene nel nucleo, durante la quale l'informazione contenuta nel gene del DNA viene riscritta nell'i-RNA. Questo processo è chiamato trascrizione (dal latino "trascrizione" - riscrittura).

2. Nella seconda fase, gli amminoacidi sono collegati alle molecole di tRNA, che consistono in sequenza di tre nucleotidi - anticodoni, con l'aiuto dei quali viene determinato il loro codone tripletto.

3. Il terzo stadio è il processo di sintesi diretta dei legami polipeptidici, chiamato traduzione. Si verifica nei ribosomi.

4. Al quarto stadio avviene la formazione della struttura secondaria e terziaria della proteina, cioè la formazione della struttura finale della proteina.

Pertanto, nel processo di biosintesi proteica, si formano nuove molecole proteiche in accordo con le informazioni esatte incorporate nel DNA. Questo processo assicura il rinnovamento delle proteine, i processi metabolici, la crescita e lo sviluppo delle cellule, cioè tutti i processi dell'attività vitale cellulare.

Cromosomi (dal greco "cromo" - colore, "soma" - corpo) - strutture molto importanti del nucleo cellulare. Svolgono un ruolo importante nel processo di divisione cellulare, garantendo il trasferimento di informazioni ereditarie da una generazione all'altra. Sono sottili filamenti di DNA attaccati alle proteine. I thread sono chiamati cromatidi , costituito da DNA, proteine ​​basiche (istoni) e proteine ​​acide.

In una cellula non in divisione, i cromosomi riempiono l'intero volume del nucleo e non sono visibili al microscopio. Prima che inizi la divisione, si verifica la spirale del DNA e ogni cromosoma diventa visibile al microscopio.

Durante la spirale, i cromosomi si riducono decine di migliaia di volte. In questo stato, i cromosomi sembrano due fili identici (cromatidi) che giacciono fianco a fianco, collegati da un sito comune: il centromero.

Ogni organismo è caratterizzato da un numero e una struttura costanti di cromosomi. Nelle cellule somatiche i cromosomi sono sempre accoppiati, cioè nel nucleo ci sono due cromosomi identici che formano una coppia. Tali cromosomi sono chiamati omologhi e gruppi accoppiati di cromosomi nelle cellule somatiche sono chiamati diploidi.

Quindi, l'insieme diploide dei cromosomi nell'uomo è composto da 46 cromosomi, formando 23 coppie. Ogni coppia è composta da due cromosomi identici (omologhi).

Le caratteristiche strutturali dei cromosomi consentono di distinguere i loro 7 gruppi, che sono indicati dalle lettere latine A, B, C, D, E, F, G. Tutte le coppie di cromosomi hanno numeri di serie.

Uomini e donne hanno 22 coppie di cromosomi identici. Si chiamano autosomi. Uomini e donne differiscono in una coppia di cromosomi, che sono chiamati cromosomi sessuali. Sono designati da lettere: X grande (gruppo C) e Y piccola (gruppo C,). Il corpo femminile ha 22 coppie di autosomi e una coppia (XX) di cromosomi sessuali. I maschi hanno 22 coppie di autosomi e una coppia (XY) di cromosomi sessuali.

A differenza delle cellule somatiche, le cellule germinali contengono metà del set di cromosomi, cioè contengono un cromosoma di ogni coppia! Un tale insieme è detto aploide. L'insieme aploide dei cromosomi nasce nel processo di maturazione cellulare.

6 . Rregolazione della trascrizione e traduzione nella cellula ecorpo

Operone e repressore.

È noto che l'insieme dei cromosomi, cioè l'insieme delle molecole di DNA, è lo stesso in tutte le cellule di un organismo.

Pertanto, ogni cellula del corpo è in grado di sintetizzare qualsiasi quantità di ogni proteina presente in quell'organismo. Fortunatamente ciò non accade mai, poiché le cellule di un particolare tessuto devono disporre di un certo insieme di proteine ​​​​necessarie per svolgere la loro funzione in un organismo multicellulare, e in nessun caso devono sintetizzare proteine ​​\u200b\u200b"estranee" caratteristiche delle cellule di altri tessuti.

Quindi, ad esempio, nelle cellule della radice è necessario sintetizzare gli ormoni delle piante e nelle cellule delle foglie - gli enzimi per garantire la fotosintesi. Perché, allora, in una cellula, tutte le proteine, le cui informazioni sono disponibili nei suoi cromosomi, non vengono sintetizzate contemporaneamente?

Tali meccanismi sono meglio compresi nelle cellule procariotiche. Nonostante i procarioti siano organismi unicellulari, anche la loro trascrizione e traduzione sono regolate, poiché in un momento una cellula può aver bisogno di una proteina e in un altro momento la stessa proteina può diventare dannosa per essa.

L'unità genetica del meccanismo di regolazione della sintesi proteica dovrebbe essere considerata un operone, che include uno o più geni strutturali, cioè geni che trasportano informazioni sulla struttura dell'mRNA, che, a sua volta, trasporta informazioni sulla struttura della proteina . Di fronte a questi geni, all'inizio dell'operone, c'è un promotore - una "pista di atterraggio" per l'enzima RNA polimerasi. Tra il promotore ei geni strutturali nell'operone c'è un pezzo di DNA chiamato operatore. Se una proteina speciale, un repressore, è associata all'operatore, l'RNA polimerasi non può avviare la sintesi dell'mRNA.

Il meccanismo di regolazione della sintesi proteica negli eucarioti.

La regolazione del lavoro dei geni negli eucarioti, specialmente quando si tratta di un organismo multicellulare, è molto più complicata. Innanzitutto, le proteine ​​necessarie per fornire qualsiasi funzione possono essere codificate nei geni di diversi cromosomi (ricordiamo che nei procarioti, il DNA in una cellula è rappresentato da una singola molecola). In secondo luogo, negli eucarioti, i geni stessi sono più complessi che nei procarioti; hanno regioni "silenti" da cui non viene letto l'mRNA, ma che sono in grado di regolare il lavoro delle regioni del DNA vicine. In terzo luogo, in un organismo multicellulare, è necessario regolare e coordinare con precisione il lavoro dei geni nelle cellule di diversi tessuti.

Questo coordinamento viene effettuato a livello dell'intero organismo e principalmente con l'aiuto degli ormoni. Vengono prodotti sia nelle cellule delle ghiandole endocrine che nelle cellule di molti altri tessuti, come quello nervoso. Questi ormoni si legano a speciali recettori situati sulla membrana cellulare o all'interno della cellula. Come risultato dell'interazione del recettore con l'ormone nella cellula, alcuni geni vengono attivati ​​o, al contrario, repressi e la sintesi delle proteine ​​​​in questa cellula cambia il suo carattere. Ad esempio, l'ormone surrenale adrenalina attiva la scomposizione del glicogeno in glucosio nelle cellule muscolari, il che porta a un miglioramento della fornitura di energia a queste cellule. Un altro ormone, l'insulina, secreto dal pancreas, al contrario, favorisce la formazione di glicogeno a partire dal glucosio e la sua conservazione nelle cellule del fegato.

Va inoltre tenuto presente che il 99,9% del DNA in tutte le persone è lo stesso e solo il restante 0,1% determina l'individualità unica di ogni persona: aspetto, tratti caratteriali, metabolismo, suscettibilità a determinate malattie, risposta individuale ai farmaci e molto altro di più. .

Si potrebbe presumere che parte dei geni "non funzionanti" in alcune cellule sia persa, distrutta. Tuttavia, numerosi esperimenti hanno dimostrato che non è così. Una rana intera può essere coltivata da una cellula intestinale di girino in determinate condizioni, il che è possibile solo se tutte le informazioni genetiche sono conservate nel nucleo di questa cellula, sebbene alcune di esse non fossero espresse sotto forma di proteine ​​mentre la cellula faceva parte della parete intestinale. Di conseguenza, in ogni cellula di un organismo multicellulare, viene utilizzata solo una parte dell'informazione genetica contenuta nel suo DNA, il che significa che devono esserci meccanismi che "accendono" o "spengono" il lavoro di un particolare gene in cellule diverse .

La lunghezza totale delle molecole di DNA contenute in 46 cromosomi umani è di quasi 2 metri. Se le lettere dell'alfabeto fossero codificate geneticamente con un codice tripletto, allora il DNA di una cellula umana sarebbe sufficiente per crittografare 1000 spessi volumi di testo!

Tutti gli organismi sulla Terra sono costituiti da cellule. Esistono organismi unicellulari e pluricellulari.

Gli organismi senza nucleo sono chiamati procarioti e quelli con nuclei nelle loro cellule sono chiamati eucarioti. All'esterno, ogni cellula è ricoperta da una membrana biologica. All'interno della cellula si trova il citoplasma, in cui si trovano il nucleo (negli eucarioti) e altri organelli. Il nucleo è pieno di carioplasma, che contiene cromatina e nucleoli. La cromatina è il DNA associato alle proteine, da cui si formano i cromosomi durante la divisione cellulare.

L'insieme cromosomico di una cellula è chiamato cariotipo.

Il citoscheletro si trova nel citoplasma delle cellule eucariotiche, un sistema complesso che svolge funzioni di supporto, motore e trasporto. I più importanti organelli cellulari: nucleo, reticolo endoplasmatico, complesso di Golgi, ribosomi, mitocondri, lisosomi, plastidi. Alcune cellule hanno organelli di movimento: flagelli, ciglia.

Esistono differenze strutturali significative tra cellule procariotiche ed eucariotiche.

I virus sono forme di vita non cellulari.

Per il normale funzionamento della cellula e dell'intero organismo multicellulare è necessaria la costanza dell'ambiente interno, chiamata omeostasi.

L'omeostasi è mantenuta dalle reazioni metaboliche, che si dividono in assimilazione (anabolismo) e dissimilazione (catabolismo). Tutte le reazioni metaboliche avvengono con la partecipazione di catalizzatori biologici - enzimi. Ogni enzima è specifico, cioè partecipa alla regolazione di processi vitali rigorosamente definiti. Pertanto, molti enzimi "lavorano" in ogni cellula.

Tutti i costi energetici di qualsiasi cellula sono forniti dalla sostanza energetica universale - ATP. L'ATP si forma a causa dell'energia rilasciata durante l'ossidazione delle sostanze organiche. Questo processo è a più stadi e la scissione dell'ossigeno più efficace avviene nei mitocondri.

Secondo il metodo per ottenere le sostanze organiche necessarie alla vita, tutte le cellule sono divise in autotrofi ed eterotrofi. Gli autotrofi sono divisi in fotosintetici e chemiosintetici e tutti sono in grado di sintetizzare autonomamente le sostanze organiche di cui hanno bisogno. Gli eterotrofi ricevono la maggior parte dei composti organici dall'esterno.

La fotosintesi è il processo più importante alla base dell'emergere e dell'esistenza della stragrande maggioranza degli organismi sulla Terra. Come risultato della fotosintesi, la sintesi di composti organici complessi avviene a causa dell'energia della radiazione solare. Ad eccezione dei chemiosintetici, tutti gli organismi sulla Terra dipendono direttamente o indirettamente dai fotosintetici.

Il processo più importante che si verifica in tutte le cellule (ad eccezione delle cellule che hanno perso il DNA durante lo sviluppo) è la sintesi proteica. Le informazioni sulla sequenza degli amminoacidi che costituiscono la struttura primaria di una proteina sono contenute nella sequenza delle combinazioni triplette dei nucleotidi del DNA. Un gene è una sezione di DNA che codifica informazioni sulla struttura di una singola proteina. La trascrizione è il processo di sintesi dell'mRNA che codifica la sequenza amminoacidica di una proteina. L'mRNA lascia il nucleo (negli eucarioti) nel citoplasma, dove si forma la catena di amminoacidi della proteina nei ribosomi. Questo processo è chiamato traduzione. Ogni cellula contiene molti geni, ma la cellula utilizza solo una parte strettamente definita dell'informazione genetica, che è assicurata dalla presenza nei geni di speciali meccanismi che attivano o disattivano la sintesi di una particolare proteina nella cellula.

Bibliografia

1. Darevsky, IS; Orlov, N.L. Animali rari e in via di estinzione. Anfibi e rettili; M.: Scuola superiore, 1988. - 463 p.

2. Linneo, Carlo Filosofia della botanica; M.: Nauka, 1989. - 456 p.

3. Oparin, A.I. Questione. Vita. Intelligenza; M.: Nauka, 1977. - 208 p.

5. Attenborough, David Pianeta vivente; M.: Mir, 1988. - 328 p.

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La cellula è composta da: apparato di superficie, citoplasma, nucleo.

Apparecchio di superficie ha: membrana, complesso sopramembranoso, complesso sottomembrana.

Secondo il modello del mosaico fluido membrana comprende doppio strato molecole lipidi in cui sono incorporate le molecole proteiche.

Complesso sopramembrana - il glicocalice contiene carboidrati e proteine.

complesso di sottomembrana rappresentato da microfibrille e microtubuli.

Nel citoplasma secernono: ialoplasma, organelli di uso generale, organelli di uso speciale, inclusioni.

Ialoplasmaè una soluzione colloidale con sistemi enzimatici.

Organellisono parti vitali della cellula. Sono costantemente presenti nella cellula, hanno una certa struttura e svolgono determinate funzioni.

Organelli di uso generale: reticolo endoplasmatico: liscio, ruvido; Complesso di Golgi, mitocondri, ribosomi, lisosomi (primari, secondari), centro cellulare, plastidi (cloroplasti, cromoplasti, leucoplasti);

Organelli per scopi speciali: flagelli, ciglia, miofibrille, neurofibrille; inclusione(componenti non permanenti della cellula): di riserva, secretorie, specifiche.

Nucleoè costituito da una membrana, nucleolo, carioplasma, strutture di cromatina.

Riso. 4.La struttura di una cellula animale e dei suoi componenti.

Scheda. 1.La struttura e le funzioni della cellula eucariotica

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Domande per l'autocontrollo

1. Cos'è una cella?

2. Cosa sono gli organelli cellulari?

3. Cosa sono le inclusioni?

4. Quali sono i componenti di una cellula?

5. In cosa consiste l'apparato di superficie della cellula?

6. Qual è la struttura della membrana cellulare?

7. Qual è la composizione del citoplasma?

8. Quali organelli di uso generale sono presenti nelle cellule vegetali e animali?

La cosa più preziosa che una persona ha è la sua stessa vita e quella dei suoi cari. La cosa più preziosa sulla Terra è la vita in generale. E la base della vita, la base di tutti gli organismi viventi sono le cellule. Possiamo dire che la vita sulla Terra ha una struttura cellulare. Ecco perché è così importante sapere come sono disposte le celle La struttura delle cellule è studiata dalla citologia, la scienza delle cellule. Ma il concetto di cellula è necessario per tutte le discipline biologiche.

Cos'è una cellula?

Definizione del concetto

Cellula è un'unità strutturale, funzionale e genetica di tutti gli esseri viventi, contenente informazioni ereditarie, costituita da una membrana membrana, citoplasma e organelli, in grado di mantenersi, scambiarsi, riprodursi e svilupparsi. © Sazonov V.F., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015..

Questa definizione di cellula, sebbene breve, è abbastanza completa. Riflette 3 aspetti dell'universalità cellulare: 1) strutturale, cioè come unità di struttura, 2) funzionale, cioè come unità di attività, 3) genetica, cioè come unità di eredità e ricambio generazionale. Una caratteristica importante di una cellula è la presenza in essa di informazioni ereditarie sotto forma di acido nucleico - DNA. La definizione riflette anche la caratteristica più importante della struttura cellulare: la presenza di una membrana esterna (plasmolemma), che delimita la cellula e il suo ambiente. E, infine, 4 segni vitali più importanti: 1) mantenimento dell'omeostasi, cioè la costanza dell'ambiente interno nelle condizioni del suo costante rinnovamento, 2) lo scambio di materia, energia e informazioni con l'ambiente esterno, 3) la capacità di riprodursi, cioè all'autoriproduzione, riproduzione, 4) la capacità di svilupparsi, ad es. alla crescita, alla differenziazione e alla formazione.

Una definizione più breve ma incompleta: Cellula è l'unità elementare (più piccola e più semplice) della vita.

Una definizione più completa di cella:

Cellula - è un sistema ordinato e strutturato di biopolimeri limitato da una membrana attiva che forma il citoplasma, il nucleo e gli organelli. Questo sistema biopolimero è coinvolto in un unico insieme di processi metabolici, energetici e informativi che mantengono e riproducono l'intero sistema nel suo insieme.

Tessile è un insieme di cellule simili per struttura, funzione e origine, che svolgono congiuntamente funzioni comuni. Nell'uomo, come parte dei quattro gruppi principali di tessuti (epiteliale, connettivo, muscolare e nervoso), ci sono circa 200 diversi tipi di cellule specializzate [D.M. Faler, D. Shields.Biologia cellulare molecolare: una guida per i medici. / Per. dall'inglese. - M.: BINOM-Press, 2004. - 272 p.].

I tessuti, a loro volta, formano organi e gli organi formano sistemi di organi.

Un organismo vivente parte da una cellula. Non c'è vita al di fuori della cellula, solo l'esistenza temporanea di molecole di vita, ad esempio sotto forma di virus, è possibile al di fuori della cellula. Ma per l'esistenza attiva e la riproduzione, anche i virus hanno bisogno di cellule, anche di estranei.

Struttura cellulare

La figura seguente mostra i diagrammi della struttura di 6 oggetti biologici. Analizza quali di esse possono essere considerate cellule e quali no, secondo due opzioni per definire il concetto di "cella". Presenta la tua risposta sotto forma di tabella:

La struttura della cellula al microscopio elettronico

Membrana

La struttura universale più importante della cellula è membrana cellulare (sinonimo: membrana plasmatica), coprendo la cella sotto forma di un film sottile. La membrana regola il rapporto tra la cellula e il suo ambiente, cioè: 1) separa parzialmente il contenuto della cellula dall'ambiente esterno, 2) collega il contenuto della cellula con l'ambiente esterno.

Nucleo

La seconda struttura cellulare più importante e universale è il nucleo. Non si trova in tutte le cellule, a differenza della membrana cellulare, motivo per cui lo mettiamo al secondo posto. Il nucleo contiene cromosomi contenenti doppi filamenti di DNA (acido desossiribonucleico). Le sezioni di DNA sono modelli per costruire l'RNA messaggero, che a sua volta serve come modelli per costruire tutte le proteine ​​cellulari nel citoplasma. Pertanto, il nucleo contiene, per così dire, "disegni" della struttura di tutte le proteine ​​​​cellulari.

Citoplasma

Questo è un ambiente interno semiliquido della cellula, diviso in compartimenti da membrane intracellulari. Di solito ha un citoscheletro per mantenere una certa forma ed è in costante movimento. Il citoplasma contiene organelli e inclusioni.

Al terzo posto si possono mettere tutte le altre strutture cellulari che possono avere una propria membrana e si chiamano organelli.

Gli organelli sono strutture cellulari permanenti, necessariamente presenti che svolgono funzioni specifiche e hanno una certa struttura. Per struttura, gli organelli possono essere divisi in due gruppi: membranosi, che includono necessariamente membrane e non membrana. A loro volta, gli organelli di membrana possono essere a membrana singola - se sono formati da una membrana e due membrane - se il guscio degli organelli è doppio ed è costituito da due membrane.

Inclusioni

Le inclusioni sono strutture cellulari non permanenti che compaiono in esso e scompaiono nel processo del metabolismo. Esistono 4 tipi di inclusioni: trofiche (con un apporto di sostanze nutritive), secretorie (contenenti un segreto), escretorie (contenenti sostanze "per il rilascio") e pigmento (contenenti pigmenti - sostanze coloranti).

Strutture cellulari, compresi gli organelli ( )

Inclusioni . Non sono organelli. Le inclusioni sono strutture cellulari non permanenti che compaiono in esso e scompaiono nel processo del metabolismo. Esistono 4 tipi di inclusioni: trofiche (con un apporto di sostanze nutritive), secretorie (contenenti un segreto), escretorie (contenenti sostanze "per il rilascio") e pigmento (contenenti pigmenti - sostanze coloranti).

1. (plasmolemma).
2. Nucleo con nucleolo .
3. Reticolo endoplasmatico : rugosa (granulare) e liscia (agranulare).
4. Complesso di Golgi (apparato) .
5. Mitocondri .
6. Ribosomi .
7. Lisosomi . I lisosomi (dal gr. lysis - "decomposizione, dissoluzione, decadimento" e soma - "corpo") sono vescicole con un diametro di 200-400 micron.
8. Perossisomi . I perossisomi sono microrganismi (vescicole) di 0,1-1,5 micron di diametro, circondati da una membrana.
9. Proteasomi . I proteasomi sono organelli specializzati per la scomposizione delle proteine.
10. fagosomi .
11. Microfilamenti . Ogni microfilamento è una doppia elica di molecole proteiche globulari di actina. Pertanto, il contenuto di actina anche nelle cellule non muscolari raggiunge il 10% di tutte le proteine.
12. Filamenti intermedi . Sono un componente del citoscheletro. Sono più spessi dei microfilamenti e hanno una natura tessuto-specifica:
13. microtubuli . I microtubuli formano una fitta rete nella cellula. La parete dei microtubuli è costituita da un singolo strato di subunità globulari della proteina tubulina. Una sezione trasversale mostra 13 di tali subunità che formano un anello.
14. Centro cellulare .
15. plastidi .
16. Vacuoli . I vacuoli sono organelli a membrana singola. Sono "serbatoi" a membrana, bolle riempite con soluzioni acquose di sostanze organiche e inorganiche.
17. Ciglia e flagelli (organelli speciali) . Sono costituiti da 2 parti: un corpo basale situato nel citoplasma e un assonema - una crescita sopra la superficie cellulare, che è ricoperta da una membrana all'esterno. Forniscono il movimento della cellula o il movimento del mezzo sopra la cellula.

In un organismo multicellulare, il contenuto della cellula è separato dall'ambiente esterno e dalle cellule vicine da una membrana plasmatica, o plasmalemma. L'intero contenuto della cellula, ad eccezione del nucleo, è chiamato citoplasma. Include un fluido viscoso - citosol (o ialoplasma), componenti di membrana e non di membrana. I componenti della membrana della cellula includono il nucleo, i mitocondri, i plastidi, il reticolo endoplasmatico, l'apparato di Golgi, i lisosomi, i vacuoli delle cellule vegetali. I componenti non di membrana includono cromosomi, ribosomi, centro cellulare e centrioli, organelli della locomozione (ciglia e flagelli). La membrana cellulare (plasmalemma) è costituita da lipidi e proteine. I lipidi nella membrana formano un doppio strato (acido) e le proteine ​​​​penetrano tutto il suo spessore o si trovano sulla superficie esterna o interna della membrana. I carboidrati sono attaccati ad alcune proteine ​​situate sulla superficie esterna. Proteine ​​e carboidrati sulla superficie delle membrane in cellule diverse non sono gli stessi e sono una sorta di indicatore del tipo di cellula. Grazie a ciò, le cellule appartenenti allo stesso tipo sono tenute insieme per formare i tessuti. Inoltre, le molecole proteiche forniscono il trasporto selettivo di zuccheri, amminoacidi, nucleotidi e altre sostanze all'interno e all'esterno della cellula. Pertanto, la membrana cellulare funziona come una barriera selettivamente permeabile che regola lo scambio tra la cellula e l'ambiente.

Il nucleo è l'organello più grande della cellula, racchiuso in un guscio di due membrane, permeato da numerosi pori. Attraverso di loro viene effettuato uno scambio attivo di sostanze tra il nucleo e il citoplasma. La cavità del nucleo è piena di succo nucleare.

Contiene il nucleolo (uno o più), i cromosomi, il DNA, l'RNA, le proteine, i carboidrati, i lipidi. Il nucleolo è formato da alcune sezioni dei cromosomi; in esso si formano i ribosomi. I cromosomi sono visibili solo nelle cellule in divisione. Nel nucleo interfasico (non in divisione), sono presenti sotto forma di sottili lunghi filamenti di cromatina (connessioni DNA-proteina). Il nucleo, per la presenza in esso di cromosomi contenenti informazioni ereditarie, svolge le funzioni di un centro che controlla tutta l'attività vitale e lo sviluppo della cellula.

Il reticolo endoplasmatico (ER) è un complesso sistema di canali e cavità costituito da membrane, che penetrano nell'intero citoplasma e formano un tutt'uno con la membrana cellulare esterna e l'involucro nucleare. L'EPS è di due tipi: granulare (ruvido) e liscio. Sulle membrane della rete granulare ci sono molti ribosomi, sulle membrane della rete liscia non lo sono. La funzione principale dell'EPS è la partecipazione alla sintesi, all'accumulo e al trasporto delle principali sostanze organiche prodotte dalla cellula. Le proteine ​​\u200b\u200bsono sintetizzate da granuli e carboidrati e grassi - da ER liscio.

I ribosomi sono organelli molto piccoli costituiti da due subparticelle. Sono composti da proteine ​​e RNA. La funzione principale dei ribosomi è la sintesi proteica.

I mitocondri sono limitati esternamente da una membrana esterna, che ha fondamentalmente la stessa struttura della membrana plasmatica. Sotto la membrana esterna si trova la membrana interna, che forma numerose pieghe - creste. Le creste contengono enzimi respiratori. Ribosomi, DNA, RNA si trovano nella cavità interna dei mitocondri. Nuovi mitocondri si formano quando quelli vecchi si dividono. La funzione principale dei mitocondri è la sintesi di ATP. Sintetizzano una piccola quantità di proteine ​​del DNA e dell'RNA.

I cloroplasti sono organelli che si trovano solo nelle cellule vegetali. Nella loro struttura, sono simili ai mitocondri. Dalla superficie, ogni cloroplasto è delimitato da due membrane: esterna e interna. All'interno del cloroplasto è pieno di stroma gelatinoso. Nello stroma ci sono speciali gusci di membrana (due membrane) - grana, collegati tra loro e al memopane interno del cloroplasto. Nelle membrane della gran-na-orofilla. Grazie alla clorofilla, l'energia della luce solare viene convertita nell'energia chimica dell'ATP. L'energia dell'ATP viene utilizzata nei cloroplasti per sintetizzare i carboidrati.

L'apparato di Golgi è costituito da 3-8 cavità a forma di disco impilate, appiattite e leggermente ricurve. Svolge varie funzioni nella cellula: partecipa al trasporto dei prodotti della biosintesi alla superficie cellulare e alla loro rimozione dalla cellula, alla formazione dei lisosomi, alla costruzione della membrana cellulare.

I lisosomi sono semplici sacche a membrana sferica (membrana singola) piene di enzimi digestivi che scompongono carboidrati, grassi, proteine, acidi nucleici. La loro funzione principale è digerire le particelle di cibo e rimuovere gli organelli morti.

Il centro cellulare prende parte alla divisione cellulare e si trova vicino al nucleo. Il centriolo fa parte del centro cellulare delle cellule animali e vegetali inferiori. centriolo - una formazione accoppiata, contiene due granuli allungati, costituiti da microtubuli e centrioli situati perpendicolarmente l'uno all'altro

Gli organelli del movimento - flagelli e ciglia - sono escrescenze della cellula e hanno la stessa struttura negli animali e nelle piante. Il movimento degli animali multicellulari è fornito dalle contrazioni muscolari. L'unità strutturale principale di una cellula muscolare sono le miofibriole, sottili filamenti situati in fasci lungo la fibra muscolare.

Il grande vacuolo centrale si trova nelle cellule vegetali ed è una sacca formata da un'unica membrana. (I vacuoli più piccoli, ad esempio, digestivi e contrattili, si trovano sia nelle cellule vegetali che in quelle animali.) Il vacuolo contiene linfa cellulare, una soluzione concentrata di varie sostanze (sali minerali, zuccheri, acidi, pigmenti, enzimi) che vengono immagazzinate qui.

Le inclusioni cellulari - carboidrati, grassi e proteine ​​- sono componenti non permanenti della cellula. Vengono periodicamente sintetizzati, accumulati nel citoplasma come sostanze di riserva e utilizzati nel corso della vita dell'organismo.