Opis stanične membrane. Građa i funkcije bioloških membrana

Slika stanične membrane. Male plave i bijele kuglice odgovaraju hidrofilnim "glavama" lipida, a linije pričvršćene na njih odgovaraju hidrofobnim "repovima". Slika prikazuje samo integralne membranske proteine (crvene globule i žute spirale). Žute ovalne točkice unutar membrane - molekule kolesterola Žuto-zeleni lanci kuglica na vanjskoj strani membrane - oligosaharidni lanci koji tvore glikokaliks

Biološka membrana također uključuje različite proteine: integralne (prodiru kroz membranu), poluintegralne (uronjene jednim krajem u vanjski ili unutarnji lipidni sloj), površinske (nalaze se na vanjskoj ili uz unutarnju stranu membrane). Neki proteini su kontaktne točke stanične membrane s citoskeletom unutar stanice, i staničnom stijenkom (ako postoji) izvana. Neki od sastavnih proteina funkcioniraju kao ionski kanali, različiti transporteri i receptori.

Funkcije biomembrana

barijera - osigurava reguliran, selektivan, pasivan i aktivan metabolizam s okolinom. Na primjer, membrana peroksisoma štiti citoplazmu od peroksida opasnih za stanicu. Selektivna propusnost znači da propusnost membrane za različite atome ili molekule ovisi o njihovoj veličini, električnom naboju i kemijskim svojstvima. Selektivna propusnost osigurava odvajanje stanice i staničnih odjeljaka od okoline i opskrbu potrebnim tvarima.

transport – kroz membranu se odvija transport tvari u stanicu i iz stanice. Transport kroz membrane osigurava: dopremu hranjivih tvari, uklanjanje krajnjih produkata metabolizma, izlučivanje različitih tvari, stvaranje ionskih gradijenata, održavanje odgovarajućeg pH i koncentracije iona u stanici koji su potrebni za rad stanični enzimi.

Čestice koje iz nekog razloga ne mogu prijeći fosfolipidni dvosloj (primjerice, zbog hidrofilnih svojstava, jer je membrana iznutra hidrofobna i ne propušta hidrofilne tvari, ili zbog svoje velike veličine), ali su neophodne za stanica, može prodrijeti kroz membranu preko posebnih proteina nosača (transportera) i proteina kanala ili endocitozom.

U pasivnom transportu tvari prelaze lipidni dvosloj bez utroška energije, difuzijom. Varijanta ovog mehanizma je olakšana difuzija, u kojoj određena molekula pomaže tvari da prođe kroz membranu. Ova molekula može imati kanal koji dopušta prolaz samo jednoj vrsti tvari.

Aktivni transport zahtijeva energiju jer se odvija protiv koncentracijskog gradijenta. Na membrani postoje posebni proteini pumpe, uključujući ATPazu, koja aktivno pumpa ione kalija (K +) u stanicu i pumpa ione natrija (Na +) iz nje.

matrica - osigurava određeni relativni položaj i orijentaciju membranskih proteina, njihovu optimalnu interakciju;

mehanički - osigurava autonomiju stanice, njezine unutarstanične strukture, kao i povezanost s drugim stanicama (u tkivima). Važnu ulogu u osiguravanju mehaničke funkcije imaju stanične stijenke, a kod životinja međustanična tvar.

energija - tijekom fotosinteze u kloroplastima i staničnog disanja u mitohondrijima u njihovim membranama djeluju sustavi prijenosa energije u kojima sudjeluju i proteini;

receptor - neki proteini smješteni u membrani su receptori (molekule pomoću kojih stanica percipira određene signale).

Na primjer, hormoni koji cirkuliraju u krvi djeluju samo na ciljne stanice koje imaju receptore koji odgovaraju tim hormonima. Neurotransmiteri (kemikalije koje provode živčane impulse) također se vežu na specifične receptorske proteine na ciljnim stanicama.

enzimatski – membranski proteini su često enzimi. Na primjer, plazma membrane crijevnih epitelnih stanica sadrže probavne enzime.

provedba stvaranja i provođenja biopotencijala.

Uz pomoć membrane održava se stalna koncentracija iona u stanici: koncentracija iona K + unutar stanice mnogo je veća nego izvana, a koncentracija Na + znatno niža, što je vrlo važno, jer ovo održava razliku potencijala preko membrane i stvara živčani impuls.

označavanje stanica – na membrani se nalaze antigeni koji djeluju kao markeri – „oznake“ koje omogućuju prepoznavanje stanice. To su glikoproteini (odnosno proteini na koje su pričvršćeni razgranati oligosaharidni bočni lanci) koji imaju ulogu "antena". Zbog mnoštva konfiguracija bočnog lanca, moguće je izraditi specifičan marker za svaki tip stanice. Uz pomoć markera, stanice mogu prepoznati druge stanice i djelovati usklađeno s njima, na primjer, pri formiranju organa i tkiva. Također omogućuje imunološkom sustavu da prepozna strane antigene.

Građa i sastav biomembrana

Membrane se sastoje od tri klase lipida: fosfolipida, glikolipida i kolesterola. Fosfolipidi i glikolipidi (lipidi na koje su vezani ugljikohidrati) sastoje se od dva duga hidrofobna ugljikovodična "repa" koji su povezani s nabijenom hidrofilnom "glavom". Kolesterol učvršćuje membranu zauzimajući slobodni prostor između hidrofobnih lipidnih repova i sprječavajući njihovo savijanje. Stoga su membrane s niskim udjelom kolesterola fleksibilnije, a one s visokim udjelom kolesterola kruće i lomljivije. Kolesterol također služi kao "čep" koji sprječava kretanje polarnih molekula iz i u stanicu. Važan dio membrane čine proteini koji prodiru kroz nju i odgovorni su za različita svojstva membrane. Njihov sastav i orijentacija u različitim membranama se razlikuju.

Stanične membrane često su asimetrične, odnosno slojevi se razlikuju po lipidnom sastavu, prijelazu pojedine molekule iz jednog sloja u drugi (tzv. japanka) teško je.

Membranske organele

To su zatvoreni pojedinačni ili međusobno povezani dijelovi citoplazme, odvojeni od hijaloplazme membranama. Jednomembranske organele uključuju endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, lizosome, vakuole, peroksisome; do dvomembranskih - jezgra, mitohondriji, plastidi. Izvana je stanica ograničena takozvanom plazma membranom. Građa membrana različitih organela razlikuje se po sastavu lipida i membranskih proteina.

Selektivna propusnost

Stanične membrane imaju selektivnu propusnost: glukoza, aminokiseline, masne kiseline, glicerol i ioni polagano difundiraju kroz njih, a same membrane u određenoj mjeri aktivno reguliraju taj proces - neke tvari prolaze, a druge ne. Četiri su glavna mehanizma za ulazak tvari u stanicu ili njihovo uklanjanje iz stanice prema van: difuzija, osmoza, aktivni transport i egzo- ili endocitoza. Prva dva procesa su pasivne prirode, odnosno ne zahtijevaju energiju; posljednja dva su aktivni procesi povezani s potrošnjom energije.

Selektivna propusnost membrane tijekom pasivnog transporta je zbog posebnih kanala - integralnih proteina. Oni prodiru kroz membranu kroz i kroz, tvoreći neku vrstu prolaza. Elementi K, Na i Cl imaju svoje kanale. S obzirom na koncentracijski gradijent, molekule ovih elemenata ulaze i izlaze iz stanice. Kada se nadražuju, kanali natrijevih iona se otvaraju i dolazi do oštrog priljeva natrijevih iona u stanicu. To rezultira neravnotežom u membranskom potencijalu. Nakon toga dolazi do obnavljanja membranskog potencijala. Kalijevi kanali su uvijek otvoreni, kroz njih ioni kalija polako ulaze u stanicu.

Linkovi

Bruce Alberts, et al. Molekularna biologija stanice. - 5. izd. - New York: Garland Science, 2007. - ISBN 0-8153-3218-1 - udžbenik molekularne biologije na engleskom jeziku. Jezik

Rubin A.B. Biofizika, udžbenik u 2 sv. . - 3. izdanje, prerađeno i prošireno. - Moskva: Moscow University Press, 2004. - ISBN 5-211-06109-8

Gennis R. Biomembrane. Molekularna struktura i funkcije: prijevod s engleskog. = Biomembrane. Molekularna struktura i funkcija (Robert B. Gennis). - 1. izdanje. - Moskva: Mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0

Ivanov V.G., Berestovski T.N. lipidni dvosloj bioloških membrana. - Moskva: Nauka, 1982.

Antonov V.F., Smirnova E.N., Ševčenko E.V. Lipidne membrane tijekom faznih prijelaza. - Moskva: Nauka, 1994.

vidi također

Vladimirov Yu. A., Oštećenje komponenti bioloških membrana u patološkim procesima

Zaklada Wikimedia. 2010. godine.

Proučavanje građe organizama, kao i biljaka, životinja i ljudi je grana biologije koja se naziva citologija. Znanstvenici su otkrili da je sadržaj ćelije, koji se nalazi unutar nje, prilično složen. Okružen je takozvanim površinskim aparatom koji uključuje vanjsku staničnu membranu, nadmembranske strukture: glikokaliks i mikrofilamente, peikule i mikrotubule koji tvore njezin submembranski kompleks.

U ovom ćemo članku proučiti strukturu i funkcije vanjske stanične membrane, koja je dio površinskog aparata raznih vrsta stanica.

Koje su funkcije vanjske stanične membrane?

Kao što je ranije opisano, vanjska membrana je dio površinskog aparata svake stanice, koji uspješno odvaja njezin unutarnji sadržaj i štiti stanične organele od nepovoljnih uvjeta iz okoline. Druga funkcija je osigurati razmjenu tvari između sadržaja stanice i tkivne tekućine, stoga vanjska stanična membrana prenosi molekule i ione koji ulaze u citoplazmu, a također pomaže u uklanjanju toksina i viška toksičnih tvari iz stanice.

Građa stanične membrane

Membrane ili plazmaleme različitih tipova stanica međusobno se jako razlikuju. Uglavnom, kemijska struktura, kao i relativni sadržaj lipida, glikoproteina, proteina u njima i, sukladno tome, priroda receptora u njima. Vanjski koji je određen prvenstveno individualnim sastavom glikoproteina, sudjeluje u prepoznavanju podražaja iz okoline i u reakcijama same stanice na njihovo djelovanje. Neke vrste virusa mogu komunicirati s proteinima i glikolipidima staničnih membrana, zbog čega prodiru u stanicu. Virusi herpesa i gripe mogu koristiti za izgradnju svoje zaštitne ljuske.

A virusi i bakterije, takozvani bakteriofagi, pričvrste se na staničnu membranu i uz pomoć posebnog enzima otapaju je na mjestu dodira. Zatim molekula virusne DNA prolazi u formiranu rupu.

Značajke strukture plazma membrane eukariota

Podsjetimo, vanjska stanična membrana obavlja funkciju transporta, odnosno prijenosa tvari u i iz nje u vanjski okoliš. Za izvođenje takvog procesa potrebna je posebna struktura. Doista, plazmalema je stalni, univerzalni sustav površinskog aparata za sve. Ovo je tanak (2-10 Nm), ali prilično gust višeslojni film koji prekriva cijelu ćeliju. Njegovu su strukturu 1972. godine proučavali znanstvenici poput D. Singera i G. Nicholsona, koji su također stvorili fluidno-mozaični model stanične membrane.

Glavni kemijski spojevi koji ga tvore su uređene molekule proteina i određenih fosfolipida, koje su isprepletene u tekućem lipidnom okruženju i nalikuju mozaiku. Dakle, stanična membrana se sastoji od dva sloja lipida, čiji su nepolarni hidrofobni "repovi" smješteni unutar membrane, a polarne hidrofilne glave okrenute su prema citoplazmi stanice i međustaničnoj tekućini.

Kroz lipidni sloj prodiru velike proteinske molekule koje tvore hidrofilne pore. Kroz njih se transportiraju vodene otopine glukoze i mineralnih soli. Neke proteinske molekule nalaze se i na vanjskoj i na unutarnjoj površini plazmaleme. Tako se na vanjskoj staničnoj membrani u stanicama svih organizama s jezgrom nalaze molekule ugljikohidrata vezane kovalentnim vezama s glikolipidima i glikoproteinima. Sadržaj ugljikohidrata u staničnoj membrani kreće se od 2 do 10%.

Građa plazmaleme prokariotskih organizama

Vanjska stanična membrana u prokariota obavlja slične funkcije kao plazma membrane stanica jezgrinih organizama, a to su: percepcija i prijenos informacija koje dolaze iz vanjskog okoliša, transport iona i otopina u stanicu i iz nje te zaštita citoplazmu od stranih reagensa izvana. Može formirati mezosome - strukture koje nastaju kada plazmalema strši u stanicu. Mogu sadržavati enzime uključene u metaboličke reakcije prokariota, na primjer, u replikaciji DNA, sintezi proteina.

Mezosomi također sadrže redoks enzime, dok fotosintetici sadrže bakterioklorofil (kod bakterija) i fikobilin (kod cijanobakterija).

Uloga vanjskih membrana u međustaničnim kontaktima

Nastavljajući odgovoriti na pitanje koje funkcije obavlja vanjska stanična membrana, zadržimo se na njegovoj ulozi u biljnim stanicama.U biljnim stanicama pore se formiraju u zidovima vanjske stanične membrane, prolazeći u celulozni sloj. Kroz njih je moguć izlaz citoplazme stanice prema van; takvi tanki kanali nazivaju se plazmodezmi.

Zahvaljujući njima, veza između susjednih biljnih stanica je vrlo jaka. U ljudskim i životinjskim stanicama, mjesta kontakta između susjednih staničnih membrana nazivaju se dezmosomi. Karakteristični su za endotelne i epitelne stanice, a nalaze se i u kardiomiocitima.

Pomoćne tvorevine plazmaleme

Da bismo razumjeli kako se biljne stanice razlikuju od životinjskih, pomaže proučavanje strukturnih značajki njihovih plazma membrana, koje ovise o tome koje funkcije obavlja vanjska stanična membrana. Iznad njega u životinjskim stanicama nalazi se sloj glikokaliksa. Tvore ga polisaharidne molekule povezane s proteinima i lipidima vanjske stanične membrane. Zahvaljujući glikokaliksu dolazi do adhezije (lijepljenja) između stanica, što dovodi do stvaranja tkiva, stoga sudjeluje u signalnoj funkciji plazmaleme - prepoznavanju podražaja iz okoline.

Kako se odvija pasivni transport određenih tvari kroz stanične membrane

Kao što je ranije spomenuto, vanjska stanična membrana uključena je u proces prijenosa tvari između stanice i vanjskog okoliša. Postoje dvije vrste transporta kroz plazmalemu: pasivni (difuzijski) i aktivni transport. Prvi uključuje difuziju, olakšanu difuziju i osmozu. Kretanje tvari po koncentracijskom gradijentu prvenstveno ovisi o masi i veličini molekula koje prolaze kroz staničnu membranu. Na primjer, male nepolarne molekule lako se otapaju u srednjem lipidnom sloju plazmaleme, kreću se kroz njega i završavaju u citoplazmi.

Velike molekule organskih tvari prodiru u citoplazmu uz pomoć posebnih proteinskih nosača. Oni su specifični za vrstu i, kada se kombiniraju s česticom ili ionom, pasivno ih prenose kroz membranu duž koncentracijskog gradijenta (pasivni transport) bez trošenja energije. Ovaj proces je u osnovi takvog svojstva plazmaleme kao što je selektivna propusnost. Pritom se energija molekula ATP-a ne koristi, a stanica je čuva za druge metaboličke reakcije.

Aktivni transport kemijskih spojeva kroz plazmalemu

Budući da vanjska stanična membrana osigurava prijenos molekula i iona iz vanjskog okoliša u stanicu i natrag, postaje moguće ukloniti produkte disimilacije, a to su toksini, prema van, odnosno u međustaničnu tekućinu. događa se protiv gradijenta koncentracije i zahtijeva korištenje energije u obliku molekula ATP-a. Također uključuje proteine nosače koji se nazivaju ATPaze, a koji su također enzimi.

Primjer takvog transporta je natrij-kalijeva pumpa (ioni natrija prelaze iz citoplazme u vanjsku sredinu, a ioni kalija pumpaju se u citoplazmu). Za to su sposobne epitelne stanice crijeva i bubrega. Vrste ove metode prijenosa su procesi pinocitoze i fagocitoze. Dakle, proučavajući koje funkcije obavlja vanjska stanična membrana, može se utvrditi da su heterotrofni protisti, kao i stanice viših životinjskih organizama, na primjer, leukociti, sposobni za pino- i fagocitozu.

Bioelektrični procesi u staničnoj membrani

Utvrđeno je da postoji potencijalna razlika između vanjske površine plazmaleme (ona je pozitivno nabijena) i parijetalnog sloja citoplazme koji je negativno nabijen. Nazvan je potencijal mirovanja, a svojstven je svim živim stanicama. A živčano tkivo ima ne samo potencijal mirovanja, već je sposobno provoditi slabe biostruje, što se naziva procesom ekscitacije. Vanjske membrane živčanih stanica-neurona, primajući iritaciju od receptora, počinju mijenjati naboje: ioni natrija masovno ulaze u stanicu i površina plazmaleme postaje elektronegativna. A parijetalni sloj citoplazme, zbog viška kationa, dobiva pozitivan naboj. To objašnjava zašto se vanjska stanična membrana neurona ponovno puni, što uzrokuje provođenje živčanih impulsa koji su u osnovi procesa uzbude.

Velika većina organizama koji žive na Zemlji sastoji se od stanica koje su uvelike slične po svom kemijskom sastavu, strukturi i vitalnoj aktivnosti. U svakoj stanici odvija se metabolizam i pretvorba energije. Dioba stanica je temelj procesa rasta i razmnožavanja organizama. Dakle, stanica je jedinica građe, razvoja i razmnožavanja organizama.

Stanica može postojati samo kao cjelovit sustav, nedjeljiv na dijelove. Integritet stanice osiguravaju biološke membrane. Stanica je element sustava višeg ranga – organizma. Dijelovi i organele stanice, koji se sastoje od složenih molekula, cjeloviti su sustavi nižeg ranga.

Stanica je otvoreni sustav povezan s okolinom razmjenom tvari i energije. Ovo je funkcionalni sustav u kojem svaka molekula obavlja određene funkcije. Stanica ima stabilnost, sposobnost samoregulacije i samoreprodukcije.

Stanica je samoupravni sustav. Kontrolni genetski sustav stanice predstavljaju složene makromolekule – nukleinske kiseline (DNA i RNA).

Godine 1838.-1839. Njemački biolozi M. Schleiden i T. Schwann saželi su spoznaje o stanici i formulirali glavno stajalište stanične teorije, čija je bit da se svi organizmi, kako biljni tako i životinjski, sastoje od stanica.

Godine 1859. R. Virchow opisao je proces diobe stanica i formulirao jednu od najvažnijih odredbi stanične teorije: "Svaka stanica dolazi iz druge stanice." Nove stanice nastaju kao rezultat diobe matične stanice, a ne iz nestanične tvari, kako se dosad mislilo.

Otkriće ruskog znanstvenika K. Baera 1826. godine jajašca sisavaca dovelo je do zaključka da je stanica u osnovi razvoja višestaničnih organizama.

Moderna stanična teorija uključuje sljedeće odredbe:

1) stanica je jedinica strukture i razvoja svih organizama;

2) stanice organizama iz različitih kraljevstava divljih životinja slične su u strukturi, kemijskom sastavu, metabolizmu i glavnim manifestacijama vitalne aktivnosti;

3) nove stanice nastaju kao rezultat diobe matične stanice;

4) u višestaničnom organizmu stanice tvore tkiva;

5) Organi se sastoje od tkiva.

Uvođenjem suvremenih bioloških, fizikalnih i kemijskih istraživačkih metoda u biologiju, postalo je moguće proučavati strukturu i funkcioniranje različitih sastavnih dijelova stanice. Jedna od metoda za proučavanje stanica je mikroskopija. Moderni svjetlosni mikroskop povećava objekte 3000 puta i omogućuje vam da vidite najveće organele stanice, promatrate kretanje citoplazme i diobu stanice.

Izumljen u 40-ima. 20. stoljeće Elektronski mikroskop daje povećanje od desetaka i stotina tisuća puta. Elektronski mikroskop umjesto svjetlosti koristi struju elektrona, a umjesto leća elektromagnetska polja. Stoga elektronski mikroskop daje jasnu sliku pri mnogo većim uvećanjima. Uz pomoć takvog mikroskopa bilo je moguće proučavati strukturu staničnih organela.

Metodom se proučava struktura i sastav staničnih organela centrifugiranje. Usitnjena tkiva s uništenim staničnim membranama stavljaju se u epruvete i okreću u centrifugi velikom brzinom. Metoda se temelji na činjenici da različite stanične organele imaju različite mase i gustoće. Gušće organele talože se u epruveti pri niskim brzinama centrifugiranja, manje gusto - pri visokim. Ovi se slojevi proučavaju zasebno.

Široko upotrebljavan metoda kulture stanica i tkiva, koji se sastoji u tome da se iz jedne ili više stanica na posebnoj hranjivoj podlozi može dobiti skupina iste vrste životinjskih ili biljnih stanica pa čak i uzgojiti cijela biljka. Pomoću ove metode možete dobiti odgovor na pitanje kako iz jedne stanice nastaju različita tkiva i organi u tijelu.

Glavne odredbe stanične teorije prvi su formulirali M. Schleiden i T. Schwann. Stanica je jedinica građe, života, razmnožavanja i razvoja svih živih organizama. Za proučavanje stanica koriste se metode mikroskopije, centrifugiranja, kultura stanica i tkiva itd.

Stanice gljiva, biljaka i životinja imaju mnogo toga zajedničkog ne samo u kemijskom sastavu, već iu strukturi. Kada se stanica pregleda pod mikroskopom, u njoj se vide različite strukture - organele. Svaki organel obavlja specifične funkcije. U stanici postoje tri glavna dijela: plazma membrana, jezgra i citoplazma (slika 1).

plazma membrana odvaja stanicu i njezin sadržaj od okoline. Na slici 2 možete vidjeti: membranu čine dva sloja lipida, a proteinske molekule prodiru kroz debljinu membrane.

Glavna funkcija plazma membrane prijevoz. Osigurava opskrbu stanice hranjivim tvarima i uklanjanje metaboličkih produkata iz nje.

Važno svojstvo membrane je selektivna propusnost, ili polupropusnost, omogućuje stanici interakciju s okolinom: samo određene tvari ulaze i izlaze iz nje. Male molekule vode i nekih drugih tvari ulaze u stanicu difuzijom, dijelom kroz pore u membrani.

Šećeri, organske kiseline, soli otopljeni su u citoplazmi, staničnom soku vakuola biljnih stanica. Štoviše, njihova koncentracija u stanici mnogo je veća nego u okolišu. Što je veća koncentracija tih tvari u stanici, ona više apsorbira vodu. Poznato je da stanica stalno troši vodu, zbog čega se povećava koncentracija staničnog soka i voda ponovno ulazi u stanicu.

Ulazak većih molekula (glukoza, aminokiseline) u stanicu osiguravaju transportni proteini membrane, koji spajajući se s molekulama transportiranih tvari, nose ih kroz membranu. U tom procesu sudjeluju enzimi koji razgrađuju ATP.

Slika 1. Generalizirana shema strukture eukariotske stanice.
(kliknite na sliku za povećanje slike)

Slika 2. Građa plazma membrane.
1 - piercing vjeverice, 2 - potopljene vjeverice, 3 - vanjske vjeverice

Slika 3. Shema pinocitoze i fagocitoze.

Čak i veće molekule proteina i polisaharida ulaze u stanicu fagocitozom (od grč. fagosi- proždiranje i kitos- posuda, stanica), i kapi tekućine - pinocitozom (od grč. pinot- piti i kitos) (slika 3).

Životinjske stanice, za razliku od biljnih, obavijene su mekom i savitljivom "dlakom", koju čine uglavnom polisaharidne molekule, koje, pričvršćivanjem na neke membranske proteine i lipide, okružuju stanicu izvana. Sastav polisaharida specifičan je za različita tkiva, zbog čega se stanice međusobno "prepoznaju" i povezuju.

Biljne stanice nemaju takvu "dundu". Imaju membranu ispunjenu porama iznad plazma membrane. stanične stijenke sastavljen pretežno od celuloze. Niti citoplazme protežu se od stanice do stanice kroz pore, povezujući stanice jedne s drugima. Tako se ostvaruje veza među stanicama i postiže cjelovitost tijela.

Stanična membrana kod biljaka ima ulogu čvrstog kostura i štiti stanicu od oštećenja.

Većina bakterija i sve gljive imaju staničnu membranu, samo je njezin kemijski sastav različit. Kod gljiva se sastoji od tvari slične hitinu.

Stanice gljiva, biljaka i životinja imaju sličnu strukturu. U stanici postoje tri glavna dijela: jezgra, citoplazma i plazma membrana. Plazma membrana se sastoji od lipida i proteina. Osigurava ulazak tvari u stanicu i njihovo oslobađanje iz stanice. U stanicama biljaka, gljiva i većine bakterija iznad plazma membrane nalazi se stanična membrana. Obavlja zaštitnu funkciju i igra ulogu kostura. Kod biljaka stanična stijenka sastoji se od celuloze, dok je kod gljiva građena od tvari slične hitinu. Životinjske stanice prekrivene su polisaharidima koji osiguravaju kontakt između stanica istog tkiva.

Znate li da je glavnina ćelije citoplazma. Sastoji se od vode, aminokiselina, proteina, ugljikohidrata, ATP-a, iona neorganskih tvari. Citoplazma sadrži jezgru i organele stanice. U njemu se tvari kreću iz jednog dijela stanice u drugi. Citoplazma osigurava međudjelovanje svih organela. Ovdje se odvijaju kemijske reakcije.

Cijela citoplazma je prožeta tankim proteinskim mikrotubulima, stvarajući stanični citoskelet zbog čega zadržava svoj trajni oblik. Stanični citoskelet je fleksibilan, jer mikrotubule mogu mijenjati svoj položaj, pomicati se s jednog kraja i skraćivati s drugog. U stanicu ulaze razne tvari. Što se s njima događa u kavezu?

U lizosomima - malim zaobljenim membranskim mjehurićima (vidi sliku 1), molekule složenih organskih tvari razgrađuju se na jednostavnije molekule uz pomoć hidrolitičkih enzima. Na primjer, proteini se razgrađuju na aminokiseline, polisaharidi na monosaharide, masti na glicerol i masne kiseline. Zbog ove funkcije, lizosomi se često nazivaju "probavnim stanicama" stanice.

Ako je membrana lizosoma uništena, tada enzimi sadržani u njima mogu probaviti samu stanicu. Stoga se ponekad lizosomi nazivaju "oruđem za ubijanje stanice".

Enzimska oksidacija malih molekula aminokiselina, monosaharida, masnih kiselina i alkohola nastalih u lizosomima u ugljični dioksid i vodu počinje u citoplazmi, a završava u drugim organelama - mitohondrije. Mitohondriji su štapićasti, nitasti ili sferni organeli, odvojeni od citoplazme dvjema membranama (slika 4). Vanjska membrana je glatka, dok unutarnja formira nabore - kriste koji povećavaju njegovu površinu. Na unutarnjoj membrani nalaze se enzimi koji sudjeluju u reakcijama oksidacije organskih tvari u ugljični dioksid i vodu. U tom se slučaju oslobađa energija koju stanica pohranjuje u molekulama ATP-a. Stoga se mitohondriji nazivaju "elektranama" stanice.

U stanici se organske tvari ne samo oksidiraju, već i sintetiziraju. Sinteza lipida i ugljikohidrata provodi se na endoplazmatskom retikulumu - EPS (slika 5), a proteina - na ribosomima. Što je EPS? Ovo je sustav tubula i cisterni, čiji su zidovi oblikovani membranom. Prožimaju cijelu citoplazmu. Kroz ER kanale tvari se kreću u različite dijelove stanice.

Postoji glatki i hrapavi EPS. Ugljikohidrati i lipidi se sintetiziraju na površini glatkog EPS-a uz sudjelovanje enzima. Hrapavost EPS-a daju mala zaobljena tijela koja se nalaze na njemu - ribosomi(vidi sliku 1), koji su uključeni u sintezu proteina.

Sinteza organskih tvari događa se u plastide nalaze samo u biljnim stanicama.

Riža. 4. Shema strukture mitohondrija.
1.- vanjska membrana; 2.- unutarnja membrana; 3.- nabori unutarnje membrane – kriste.

Riža. 5. Shema strukture grubog EPS-a.

Riža. 6. Shema građe kloroplasta.
1.- vanjska membrana; 2.- unutarnja membrana; 3.- unutarnji sadržaj kloroplasta; 4. - nabori unutarnje membrane, skupljeni u "hrpe" i tvore granu.

U bezbojnim plastidima - leukoplasti(od grčkog. leukos- bijela i plastos- stvoren) nakuplja se škrob. Gomolji krumpira su vrlo bogati leukoplastima. Žuta, narančasta, crvena boja daje se voću i cvijeću kromoplasti(od grčkog. krom- boja i plastos). Oni sintetiziraju pigmente uključene u fotosintezu, - karotenoidi. U biljnom životu, važnost kloroplasti(od grčkog. kloros- zelenkasto i plastos) - zeleni plastidi. Na slici 6 možete vidjeti da su kloroplasti prekriveni s dvije membrane: vanjskom i unutarnjom. Unutarnja membrana tvori nabore; između nabora su mjehurići naslagani u hrpe - žitarica. Zrna sadrže molekule klorofila koje sudjeluju u fotosintezi. Svaki kloroplast sadrži oko 50 zrnaca raspoređenih u šahovskom uzorku. Ovakav raspored osigurava maksimalno osvjetljenje svakog zrna.

U citoplazmi se proteini, lipidi, ugljikohidrati mogu akumulirati u obliku zrnaca, kristala, kapljica. ove uključenje, Ubrajanje- rezervne hranjive tvari koje stanica troši prema potrebi.

U biljnim stanicama, dio rezervnih hranjivih tvari, kao i produkti raspadanja, akumuliraju se u staničnom soku vakuola (vidi sliku 1). Oni mogu činiti i do 90% volumena biljne stanice. Životinjske stanice imaju privremene vakuole koje ne zauzimaju više od 5% njihovog volumena.

Riža. 7. Shema strukture Golgijevog kompleksa.

Na slici 7 vidite sustav šupljina okruženih membranom. to golgijev kompleks, koji obavlja različite funkcije u stanici: sudjeluje u nakupljanju i transportu tvari, njihovom uklanjanju iz stanice, stvaranju lizosoma, stanične membrane. Na primjer, molekule celuloze ulaze u šupljinu Golgijevog kompleksa, koji se uz pomoć mjehurića pomiču na površinu stanice i uključuju se u staničnu membranu.

Većina stanica razmnožava se diobom. Ovaj proces uključuje stanično središte. Sastoji se od dva centriola okružena gustom citoplazmom (vidi sliku 1). Na početku diobe centrioli divergiraju prema polovima stanice. Od njih se odvajaju proteinski filamenti koji su povezani s kromosomima i osiguravaju njihovu ravnomjernu raspodjelu između dviju stanica kćeri.

Sve organele stanice su međusobno usko povezane. Na primjer, proteinske molekule se sintetiziraju u ribosomima, prenose se kroz EPS kanale u različite dijelove stanice, a proteini se uništavaju u lizosomima. Novosintetizirane molekule koriste se za izgradnju staničnih struktura ili se nakupljaju u citoplazmi i vakuolama kao rezervne hranjive tvari.

Stanica je ispunjena citoplazmom. Citoplazma sadrži jezgru i različite organele: lizosome, mitohondrije, plastide, vakuole, ER, stanično središte, Golgijev kompleks. Razlikuju se po strukturi i funkcijama. Sve organele citoplazme međusobno djeluju, osiguravajući normalno funkcioniranje stanice.

Tablica 1. GRAĐA STANICE

ORGANELE	GRAĐA I SVOJSTVA	FUNKCIJE
ljuska	Sastoji se od celuloze. Okružuje biljne stanice. Ima pore	Daje snagu stanici, održava određeni oblik, štiti. Je kostur biljaka
vanjska stanična membrana	Stanična struktura s dvostrukom membranom. Sastoji se od bilipidnog sloja i mozaično razbacanih proteina, ugljikohidrati se nalaze izvana. Polupropusna	Ograničava životni sadržaj stanica svih organizama. Pruža selektivnu propusnost, štiti, regulira ravnotežu vode i soli, razmjenu s vanjskim okolišem.
Endoplazmatski retikulum (ER)	struktura jedne membrane. Sustav tubula, tubula, cisterne. Prodire u cijelu citoplazmu stanice. Glatki ER i granularni ER s ribosomima	Dijeli stanicu u zasebne odjeljke u kojima se odvijaju kemijski procesi. Osigurava komunikaciju i transport tvari u stanici. Sinteza proteina odvija se na granularnom endoplazmatskom retikulumu. Na glatkoj - sinteza lipida
Golgijev aparat	struktura jedne membrane. Sustav mjehurića, spremnika, u kojima se nalaze proizvodi sinteze i raspada	Omogućuje pakiranje i uklanjanje tvari iz stanice, formira primarne lizosome
Lizosomi	Jednomembranske sferne stanične strukture. Sadrži hidrolitičke enzime	Osigurava razgradnju makromolekularnih tvari, unutarstaničnu probavu
Ribosomi	Nemembranske strukture u obliku gljive. Sastoji se od male i velike podjedinice	Nalazi se u jezgri, citoplazmi i na granularnom endoplazmatskom retikulumu. Sudjeluje u biosintezi proteina.
Mitohondriji	Dvomembranske duguljaste organele. Vanjska membrana je glatka, unutarnja tvori kriste. ispunjen matricom. Postoje mitohondrijska DNA, RNA, ribosomi. Poluautonomna struktura	One su energetske stanice stanica. Oni osiguravaju respiratorni proces - oksidaciju organskih tvari kisikom. Sinteza ATP-a u tijeku
Plastidi Kloroplasti	svojstven biljnim stanicama. Dvomembranske, poluautonomne duguljaste organele. Iznutra su ispunjeni stromom u kojoj se nalaze grane. Grane nastaju od membranskih struktura – tilakoida. Ima DNA, RNA, ribosome	Odvija se fotosinteza. Na membranama tilakoida odvijaju se reakcije svijetle faze, u stromi - tamne faze. Sinteza ugljikohidrata
Kromoplasti	Dvomembranske kuglaste organele. Sadrži pigmente: crveni, narančasti, žuti. Nastao od kloroplasta	Dajte boju cvijeću i voću. Nastaju u jesen od kloroplasta, daju lišću žutu boju
Leukoplasti	Dvomembranski neobojeni kuglasti plastidi. Na svjetlu se mogu transformirati u kloroplaste	Pohranjuje hranjive tvari u obliku škrobnih zrnaca
Stanični centar	nemambranske strukture. Sastoji se od dva centriola i centrosfere	Formira vreteno stanične diobe, sudjeluje u diobi. Stanice se udvostruče nakon diobe
Vakuola	karakterističan za biljnu stanicu. Membranska šupljina ispunjena staničnim sokom	Regulira osmotski tlak stanice. Akumulira hranjive tvari i otpadne proizvode stanice
Jezgra	Glavna komponenta ćelije. Okružen dvoslojnom poroznom nuklearnom membranom. ispunjen karioplazmom. Sadrži DNA u obliku kromosoma (kromatin)	Regulira sve procese u stanici. Omogućuje prijenos nasljednih informacija. Broj kromosoma je konstantan za svaku vrstu. Podržava replikaciju DNK i sintezu RNK
jezgrica	Tamna tvorba u jezgri, koja nije odvojena od karioplazme	Mjesto stvaranja ribosoma
Organele kretanja. Cilija. Bičevi	Izdanci citoplazme obavijeni membranom	Osigurati kretanje stanica, uklanjanje čestica prašine (trepetljikavi epitel)

Najvažniju ulogu u vitalnoj aktivnosti i diobi stanica gljiva, biljaka i životinja ima jezgra i kromosomi smješteni u njoj. Većina stanica ovih organizama ima jednu jezgru, ali postoje i višejezgrene stanice, poput mišićnih stanica. Jezgra se nalazi u citoplazmi i ima okrugli ili ovalni oblik. Prekriven je ljuskom koja se sastoji od dvije membrane. Jezgrina membrana ima pore kroz koje se odvija izmjena tvari između jezgre i citoplazme. Jezgra je ispunjena jezgrinim sokom koji sadrži jezgrice i kromosome.

Jezgrice su "radionice za proizvodnju" ribosoma, koji nastaju iz ribosomske RNA nastale u jezgri i proteina sintetiziranih u citoplazmi.

Glavna funkcija jezgre - pohranjivanje i prijenos nasljednih informacija - povezana je s kromosoma. Svaka vrsta organizma ima svoj set kromosoma: određeni broj, oblik i veličinu.

Sve tjelesne stanice osim spolnih nazivaju se somatski(od grčkog. som- tijelo). Stanice organizma iste vrste sadrže isti skup kromosoma. Na primjer, kod ljudi svaka stanica tijela sadrži 46 kromosoma, kod voćne mušice Drosophila - 8 kromosoma.

Somatske stanice obično imaju dvostruki set kromosoma. To se zove diploidan i označeno 2 n. Dakle, osoba ima 23 para kromosoma, odnosno 2 n= 46. Spolne stanice sadrže upola manje kromosoma. Je li samac ili haploidan, komplet. Osoba 1 n = 23.

Svi su kromosomi u somatskim stanicama, za razliku od kromosoma u spolnim stanicama, upareni. Kromosomi koji čine jedan par međusobno su identični. Upareni kromosomi nazivaju se homologni. Kromosomi koji pripadaju različitim parovima i razlikuju se po obliku i veličini nazivaju se nehomologni(slika 8).

Kod nekih vrsta broj kromosoma može biti isti. Na primjer, u crvenoj djetelini i grašku 2 n= 14. Međutim, njihovi se kromosomi razlikuju po obliku, veličini, nukleotidnom sastavu molekula DNA.

Riža. 8. Skup kromosoma u stanicama Drosophile.

Riža. 9. Građa kromosoma.

Za razumijevanje uloge kromosoma u prijenosu nasljednih informacija potrebno je upoznati njihovu građu i kemijski sastav.

Kromosomi stanice koja se ne dijeli izgledaju poput dugih tankih niti. Svaki se kromosom prije diobe stanice sastoji od dvije identične niti - kromatide, koji su spojeni između steznih rebara - (slika 9).

Kromosomi se sastoje od DNK i proteina. Budući da se nukleotidni sastav DNA razlikuje od vrste do vrste, sastav kromosoma je jedinstven za svaku vrstu.

Svaka stanica osim bakterija ima jezgru koja sadrži jezgrice i kromosome. Svaku vrstu karakterizira specifičan skup kromosoma: broj, oblik i veličina. U somatskim stanicama većine organizama skup kromosoma je diploidan, u spolnim stanicama je haploidan. Upareni kromosomi nazivaju se homologni. Kromosomi se sastoje od DNK i proteina. Molekule DNA omogućuju pohranjivanje i prijenos nasljednih informacija od stanice do stanice i od organizma do organizma.

Nakon što ste obradili ove teme, trebali biste moći:

Recite u kojim slučajevima je potrebno koristiti svjetlosni mikroskop (struktura), prijenosni elektronski mikroskop.
Opišite građu stanične membrane i objasnite odnos između građe membrane i njezine sposobnosti izmjene tvari između stanice i okoliša.
Definirajte procese: difuziju, olakšanu difuziju, aktivni transport, endocitozu, egzocitozu i osmozu. Ukažite na razlike između ovih procesa.
Navedite funkcije struktura i označite u kojim se stanicama (biljnoj, životinjskoj ili prokariotskoj) nalaze: jezgra, jezgrina membrana, nukleoplazma, kromosomi, plazma membrana, ribosom, mitohondrij, stanična stijenka, kloroplast, vakuola, lizosom, glatki endoplazmatski retikulum ( agranularni) i hrapavi (granularni), stanično središte, golgijev aparat, cilija, flagelum, mezosom, pili ili fimbrije.
Navedi barem tri znaka po kojima se biljna stanica može razlikovati od životinjske.
Navedite glavne razlike između prokariotskih i eukariotskih stanica.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Opća biologija". Moskva, "Prosvjetljenje", 2000

Tema 1. "Plazma membrana." §1, §8 str. 5;20
Tema 2. "Kavez". § 8-10 str. 20-30
Tema 3. "Prokariotska stanica. Virusi." §11 str. 31-34

Stanična membrana je struktura koja prekriva vanjsku stranu stanice. Također se naziva citolema ili plazmolema.

Ova tvorevina je građena od bilipidnog sloja (dvosloja) u koji su ugrađene bjelančevine. Ugljikohidrati koji čine plazmalemu su u vezanom stanju.

Raspodjela glavnih komponenti plazmaleme je sljedeća: više od polovice kemijskog sastava otpada na proteine, četvrtinu zauzimaju fosfolipidi, a desetina je kolesterol.

Stanična membrana i njezine vrste

Stanična membrana je tanki film koji se temelji na slojevima lipoproteina i proteina.

Lokalizacijom se razlikuju membranske organele koje imaju neke značajke u biljnim i životinjskim stanicama:

mitohondriji;
jezgra;
endoplazmatski retikulum;
Golgijev kompleks;
lizosomi;
kloroplasti (u biljnim stanicama).

Također postoji unutarnja i vanjska (plazmolema) stanična membrana.

Građa stanične membrane

Stanična membrana sadrži ugljikohidrate koji je prekrivaju u obliku glikokaliksa. Ovo je supra-membranska struktura koja obavlja funkciju barijere. Proteini koji se ovdje nalaze su u slobodnom stanju. Nevezani proteini uključeni su u enzimske reakcije, osiguravajući izvanstaničnu razgradnju tvari.

Proteini citoplazmatske membrane predstavljeni su glikoproteinima. Prema kemijskom sastavu izdvajaju se proteini koji su potpuno uključeni u lipidni sloj (cijelom) – integralni proteini. Također periferno, ne doseže jednu od površina plazmaleme.

Prvi funkcioniraju kao receptori, vežu se za neurotransmitere, hormone i druge tvari. Insercijski proteini su neophodni za izgradnju ionskih kanala kroz koje se transportiraju ioni i hidrofilni supstrati. Potonji su enzimi koji kataliziraju unutarstanične reakcije.

Osnovna svojstva plazma membrane

Lipidni dvosloj sprječava prodor vode. Lipidi su hidrofobni spojevi prisutni u stanici kao fosfolipidi. Fosfatna skupina je okrenuta prema van i sastoji se od dva sloja: vanjskog, usmjerenog prema izvanstaničnom okruženju, i unutarnjeg, koji omeđuje unutarstanični sadržaj.

Područja topljiva u vodi nazivaju se hidrofilne glave. Mjesta masnih kiselina usmjerena su unutar stanice, u obliku hidrofobnih repova. Hidrofobni dio stupa u interakciju sa susjednim lipidima, što osigurava njihovo međusobno vezanje. Dvostruki sloj ima selektivnu propusnost u različitim područjima.

Dakle, u sredini, membrana je nepropusna za glukozu i ureu, ovdje slobodno prolaze hidrofobne tvari: ugljični dioksid, kisik, alkohol. Kolesterol je važan, sadržaj potonjeg određuje viskoznost plazma membrane.

Funkcije vanjske membrane stanice

Karakteristike funkcija ukratko su navedene u tablici:

Funkcija membrane	Opis
ulogu barijere	Plazmalema obavlja zaštitnu funkciju, štiteći sadržaj stanice od učinaka stranih agenasa. Zbog posebne organizacije proteina, lipida, ugljikohidrata, osigurana je polupropusnost plazma membrane.
Funkcija receptora	Kroz staničnu membranu aktiviraju se biološki aktivne tvari u procesu vezanja na receptore. Dakle, imunološke reakcije posredovane su prepoznavanjem stranih agenasa pomoću receptorskog aparata stanica lokaliziranih na staničnoj membrani.
transportna funkcija	Prisutnost pora u plazmalemi omogućuje reguliranje protoka tvari u stanicu. Proces prijenosa odvija se pasivno (bez utroška energije) za spojeve niske molekularne težine. Aktivni prijenos povezan je s utroškom energije koja se oslobađa tijekom razgradnje adenozin trifosfata (ATP). Ova metoda se koristi za prijenos organskih spojeva.
Sudjelovanje u procesima probave	Tvari se talože na staničnoj membrani (sorpcija). Receptori se vežu za supstrat, pomičući ga unutar stanice. Formira se vezikula koja slobodno leži unutar stanice. Spajajući se, takve vezikule tvore lizosome s hidrolitičkim enzimima.
Enzimska funkcija	Enzimi, neophodni sastojci unutarstanične probave. Reakcije koje zahtijevaju sudjelovanje katalizatora odvijaju se uz sudjelovanje enzima.

Koja je važnost stanične membrane

Stanična membrana je uključena u održavanje homeostaze zbog visoke selektivnosti tvari koje ulaze i izlaze iz stanice (u biologiji se to naziva selektivna propusnost).

Izdanci plazmoleme dijele stanicu na odjeljke (odjeljke) odgovorne za obavljanje određenih funkcija. Specifično raspoređene membrane, koje odgovaraju fluidno-mozaičnoj shemi, osiguravaju cjelovitost stanice.

razgraničenje ( prepreka) - odvojiti stanični sadržaj od vanjske sredine;

Regulirati razmjenu između stanice i okoline;

Podijelite stanice u odjeljke, ili odjeljke, dizajnirane za određene specijalizirane metaboličke putove ( dijeljenje);

Mjesto je nekih kemijskih reakcija (svjetlosne reakcije fotosinteze u kloroplastima, oksidativna fosforilacija tijekom disanja u mitohondrijima);

Osigurati komunikaciju između stanica u tkivima višestaničnih organizama;

Prijevoz- provodi transmembranski transport.

Receptor- mjesto su lokalizacije receptorskih mjesta koja prepoznaju vanjske podražaje.

Transport tvari kroz membranu je jedna od vodećih funkcija membrane, koja osigurava izmjenu tvari između stanice i vanjskog okoliša. Ovisno o troškovima energije za prijenos tvari, postoje:

pasivni transport, ili olakšana difuzija;

aktivni (selektivni) transport uz sudjelovanje ATP-a i enzima.

transport u membranskoj ambalaži. Postoje endocitoza (u stanicu) i egzocitoza (iz stanice) – mehanizmi koji prenose velike čestice i makromolekule kroz membranu. Tijekom endocitoze, plazma membrana formira invaginaciju, njeni rubovi se spajaju, a vezikula je upletena u citoplazmu. Vezikula je od citoplazme odvojena jednom membranom, koja je dio vanjske citoplazmatske membrane. Razlikovati fagocitozu i pinocitozu. Fagocitoza je apsorpcija velikih čestica, prilično čvrstih. Na primjer, fagocitoza limfocita, protozoa itd. Pinocitoza je proces hvatanja i upijanja kapljica tekućine s tvarima otopljenim u njoj.

Egzocitoza je proces uklanjanja različitih tvari iz stanice. Tijekom egzocitoze, membrana vezikule ili vakuole spaja se s vanjskom citoplazmatskom membranom. Sadržaj vezikule uklanja se s površine stanice, a membrana se uključuje u vanjsku citoplazmatsku membranu.

U srži pasivno transport nenabijenih molekula je razlika između koncentracija vodika i naboja, tj. elektrokemijski gradijent. Tvari će se kretati iz područja s većim gradijentom u područje s nižim. Brzina transporta ovisi o razlici nagiba.

Jednostavna difuzija je prijenos tvari izravno kroz lipidni dvosloj. Karakteristično za plinove, nepolarne ili male nenabijene polarne molekule, topive u mastima. Voda brzo prodire kroz dvosloj, jer. njegova je molekula mala i električki neutralna. Difuzija vode kroz membrane naziva se osmoza.

Difuzija kroz membranske kanale je transport nabijenih molekula i iona (Na, K, Ca, Cl) koji prodiru kroz membranu zbog prisutnosti u njoj posebnih proteina koji tvore kanale koji tvore vodene pore.

Olakšana difuzija je transport tvari uz pomoć posebnih transportnih proteina. Svaki protein odgovoran je za strogo definiranu molekulu ili skupinu srodnih molekula, s njom je u interakciji i kreće se kroz membranu. Na primjer, šećeri, aminokiseline, nukleotidi i druge polarne molekule.

aktivni transport provode proteini – prijenosnici (ATPaza) protiv elektrokemijskog gradijenta, uz utrošak energije. Njegov izvor su ATP molekule. Na primjer, natrij-kalijeva pumpa.

Koncentracija kalija unutar stanice znatno je veća nego izvan nje, a natrija - obrnuto. Stoga kationi kalija i natrija pasivno difundiraju duž koncentracijskog gradijenta kroz vodene pore membrane. To je zbog činjenice da je propusnost membrane za ione kalija veća nego za ione natrija. Prema tome, kalij brže difundira iz stanice nego natrij u stanicu. No za normalno funkcioniranje stanice nužan je određeni omjer 3 iona kalija i 2 iona natrija. Dakle, u membrani postoji natrij-kalijeva pumpa koja aktivno pumpa natrij iz stanice, a kalij u stanicu. Ova pumpa je transmembranski membranski protein sposoban za konformacijske preraspodjele. Stoga može na sebe vezati i ione kalija i ione natrija (antiport). Proces je energetski intenzivan:

Ioni natrija i molekula ATP-a ulaze u protein pumpe s unutarnje strane membrane, a ioni kalija s vanjske strane.

Natrijevi ioni spajaju se s proteinskom molekulom, a protein dobiva aktivnost ATPaze, tj. sposobnost izazivanja hidrolize ATP-a, što je popraćeno oslobađanjem energije koja pokreće pumpu.

Fosfat koji se oslobađa tijekom hidrolize ATP-a veže se za protein, tj. fosforilira protein.

Fosforilacija uzrokuje konformacijsku promjenu proteina, on nije u stanju zadržati natrijeve ione. Pušte se i izlaze izvan ćelije.

Nova konformacija proteina potiče dodavanje iona kalija u njega.

Dodatak iona kalija uzrokuje defosforilaciju proteina. On opet mijenja svoj oblik.

Promjena konformacije proteina dovodi do oslobađanja iona kalija unutar stanice.

Protein je ponovno spreman vezati natrijeve ione na sebe.

U jednom ciklusu rada pumpa pumpa 3 iona natrija iz ćelije i pumpa 2 iona kalija.

Citoplazma- obvezna komponenta stanice, zatvorena između površinskog aparata stanice i jezgre. To je složeni heterogeni strukturni kompleks koji se sastoji od:

hijaloplazma

organele (stalne komponente citoplazme)

inkluzije - privremene komponente citoplazme.

citoplazmatski matriks(hyaloplasm) je unutarnji sadržaj stanice – bezbojna, gusta i prozirna koloidna otopina. Komponente citoplazmatskog matriksa provode procese biosinteze u stanici, sadrže enzime potrebne za stvaranje energije, uglavnom zbog anaerobne glikolize.

Osnovna svojstva citoplazmatskog matriksa.

Određuje koloidna svojstva stanice. Zajedno s unutarstaničnim membranama vakuolarnog sustava, može se smatrati vrlo heterogenim ili višefaznim koloidnim sustavom.

Omogućuje promjenu viskoznosti citoplazme, prijelaz iz gela (debljeg) u sol (više tekućine), što se događa pod utjecajem vanjskih i unutarnjih čimbenika.

Osigurava ciklozu, kretanje ameboida, diobu stanica i kretanje pigmenta u kromatoforima.

Određuje polaritet položaja unutarstaničnih komponenti.

Osigurava mehanička svojstva stanica - elastičnost, sposobnost spajanja, krutost.

Organele- stalne stanične strukture koje osiguravaju obavljanje određenih funkcija stanice. Ovisno o karakteristikama strukture, postoje:

membranske organele – imaju strukturu membrane. Mogu biti jednomembranske (ER, Golgijev aparat, lizosomi, vakuole biljnih stanica). Dvostruka membrana (mitohondriji, plastidi, jezgra).

Nemembranske organele – nemaju strukturu membrane (kromosomi, ribosomi, stanični centar, citoskelet).

Organele opće namjene – karakteristične za sve stanice: jezgra, mitohondriji, stanični centar, Golgijev aparat, ribosomi, ER, lizosomi. Ako su organele karakteristične za pojedine vrste stanica, nazivaju se posebne organele (npr. miofibrile koje kontrahiraju mišićno vlakno).

Endoplazmatski retikulum- jedna kontinuirana struktura, čija membrana tvori mnoge invaginacije i nabore koji izgledaju poput tubula, mikrovakuola i velikih cisterni. EPS membrane su s jedne strane povezane sa staničnom citoplazmatskom membranom, a s druge strane s vanjskom ovojnicom jezgrene membrane.

Postoje dvije vrste EPS-a - hrapavi i glatki.

U grubom ili zrnatom ER-u, cisterne i tubuli povezani su s ribosomima. je vanjska strana membrane.U glatkom ili agranularnom EPS nema veze s ribosomima. Ovo je unutrašnjost membrane.