Celinsluitingen: structuur en functies, medische en biologische betekenis. Cytoplasma en zijn structurele componenten

Eukaryoten omvatten de koninkrijken van planten, dieren en schimmels.

De belangrijkste kenmerken van eukaryoten.

De cel is verdeeld in cytoplasma en kern.
Het meeste DNA is geconcentreerd in de kern. Het is nucleair DNA dat verantwoordelijk is voor de meeste levensprocessen van de cel en voor de overdracht van erfelijkheid naar dochtercellen.
Nucleair DNA wordt ontleed in strengen die niet in ringen zijn gesloten.
DNA-strengen zijn lineair langwerpig in de chromosomen, duidelijk zichtbaar tijdens mitose. De set chromosomen in de kernen van somatische cellen is diploïde.
Het systeem van externe en interne membranen wordt ontwikkeld. Intern verdeel de cel in afzonderlijke compartimenten - compartimenten. Ze nemen deel aan de vorming van celorganellen.
Er zijn veel organellen. Sommige organellen zijn omgeven door een dubbel membraan: kern, mitochondriën, chloroplasten. In de kern worden, samen met het membraan en het kernsap, de nucleolus en chromosomen gevonden. Het cytoplasma wordt weergegeven door de hoofdsubstantie (matrix, hyaloplasma) waarin insluitsels en organellen worden verdeeld.
Een groot aantal organellen is beperkt tot een enkel membraan (lysosomen, vacuolen, enz.)
In een eukaryote cel worden organellen van algemene en speciale betekenis onderscheiden. Bijvoorbeeld: algemene betekenis - kern, mitochondriën, ER, enz.; van speciaal belang - microvilli van het zuigoppervlak van de epitheelcellen van de darm, trilharen van het epitheel van de luchtpijp en bronchiën.
Mitose is een kenmerkend reproductiemechanisme in generaties van genetisch vergelijkbare cellen.
Kenmerkend is het seksuele proces. Echte geslachtscellen worden gevormd - gameten.
Niet in staat om vrije stikstof te fixeren.
Aerobe ademhaling vindt plaats in mitochondriën.
Fotosynthese vindt plaats in chloroplasten die membranen bevatten, die meestal in grana zijn gerangschikt.
Eukaryoten worden vertegenwoordigd door eencellige, filamenteuze en echt meercellige vormen.

De belangrijkste structurele componenten van een eukaryote cel

organellen

Kern. Structuur en functies.

De cel heeft een kern en cytoplasma. celkern bestaat uit een membraan, nucleair sap, nucleolus en chromatine. Functionele rol nucleaire envelop bestaat uit de scheiding van het genetische materiaal (chromosomen) van de eukaryote cel van het cytoplasma met zijn talrijke metabolische reacties, evenals de regulering van bilaterale interacties tussen de kern en het cytoplasma. De nucleaire envelop bestaat uit twee membranen gescheiden door een perinucleaire (perinucleaire) ruimte. Deze laatste kan communiceren met de tubuli van het cytoplasmatisch reticulum.

De nucleaire envelop wordt doorboord door een dorpel met een diameter van 80-90nm. Het poriegebied of poriecomplex met een diameter van ongeveer 120 nm heeft een bepaalde structuur, wat wijst op een complex mechanisme voor de regulering van nucleair-cytoplasmatische bewegingen van stoffen en structuren. Het aantal poriën hangt af van de functionele toestand van de cel. Hoe hoger de synthetische activiteit in de cel, hoe groter hun aantal. Er wordt geschat dat in lagere gewervelde dieren in erytroblasten, waar hemoglobine intensief wordt gevormd en geaccumuleerd, er ongeveer 30 poriën per 1 μm 2 van het kernmembraan zijn. In rijpe erytrocyten van deze dieren die kernen behouden, blijven tot vijf poriën per 1 μg van het membraan over, d.w.z. 6 keer minder.

In het gebied van het verencomplex, de zogenaamde dichte plaat - een eiwitlaag die ten grondslag ligt aan de gehele lengte van het binnenmembraan van de nucleaire envelop. Deze structuur vervult voornamelijk een ondersteunende functie, omdat in zijn aanwezigheid de vorm van de kern behouden blijft, zelfs als beide membranen van de nucleaire envelop worden vernietigd. Er wordt ook aangenomen dat de regelmatige verbinding met de substantie van de dichte plaat bijdraagt aan de geordende rangschikking van chromosomen in de interfase-kern.

basis nucleair sap, of Matrix, eiwitten maken. Kernsap vormt de interne omgeving van de kern en speelt daarom een belangrijke rol bij het verzekeren van de normale werking van het genetische materiaal. De samenstelling van nucleair sap bevat: draadvormig, of fibrillair, eiwitten, waarmee de uitvoering van de ondersteunende functie is geassocieerd: de matrix bevat ook de primaire producten van transcriptie van genetische informatie - heteronucleair RNA (hnRNA), die hier worden verwerkt en veranderen in mRNA (zie 3.4.3.2).

nucleolus is de structuur waarin vorming en rijping plaatsvinden ribosomaal RNA (rRNA). rRNA-genen bezetten bepaalde gebieden (afhankelijk van het type dier) van een of meer chromosomen (bij mensen 13-15 en 21-22 paren) - nucleolaire organisatoren, in het gebied waar de nucleoli worden gevormd. Dergelijke gebieden in metafasechromosomen zien eruit als vernauwingen en worden secundaire strekkingen. Met Met behulp van een elektronenmicroscoop worden filamenteuze en korrelige componenten onthuld in de nucleolus. De filamenteuze (fibrillaire) component wordt vertegenwoordigd door complexen van eiwitten en gigantische RNA-precursormoleculen, waaruit vervolgens kleinere moleculen van rijp rRNA worden gevormd. Tijdens het rijpingsproces worden fibrillen omgezet in ribonucleoproteïnekorrels (korrels), die de korrelige component vertegenwoordigen.

Chromatinestructuren in de vorm van klontjes, verspreid in het nucleoplasma, zijn een interfasevorm van het bestaan van celchromosomen

cytoplasma

BIJ cytoplasma onderscheid te maken tussen de hoofdsubstantie (matrix, hyaloplasma), insluitsels en organellen. De belangrijkste stof van het cytoplasma vult de ruimte tussen het plasmalemma, kernmembraan en andere intracellulaire structuren. Een gewone elektronenmicroscoop onthult daarin geen interne organisatie. De eiwitsamenstelling van het hyaloplasma is divers. De belangrijkste eiwitten worden vertegenwoordigd door enzymen van haicolyse, metabolisme van suikers, stikstofbasen, aminozuren en lipiden. Een aantal hyaloplasmatische eiwitten dienen als subeenheden waaruit structuren zoals microtubuli worden samengesteld.

De hoofdsubstantie van het cytoplasma vormt de ware interne omgeving van de cel, die alle intracellulaire structuren verenigt en zorgt voor hun interactie met elkaar. De vervulling van de verenigende en steigerfuncties door de matrix kan worden geassocieerd met het microtrabeculaire netwerk dat wordt gedetecteerd met behulp van een superkrachtige elektronenmicroscoop, gevormd door dunne fibrillen van 2-3 nm dik en doordringend in het hele cytoplasma. Door het hyaloplasma wordt een aanzienlijke hoeveelheid intracellulaire bewegingen van stoffen en structuren uitgevoerd. De hoofdsubstantie van het cytoplasma moet op dezelfde manier worden beschouwd als een complex colloïdaal systeem dat in staat is om van een sol-achtige (vloeibare) toestand naar een gelachtige toestand te gaan. In het proces van dergelijke transities wordt er gewerkt. Voor de functionele betekenis van dergelijke overgangen, zie Sec. 2.3.8.

insluitsels(Fig. 2.5) worden relatief onstabiele componenten van het cytoplasma genoemd, die dienen als reservevoedingsstoffen (vet, glycogeen), producten die uit de cel moeten worden verwijderd (geheime korrels), ballaststoffen (sommige pigmenten).

organellen - Dit zijn permanente structuren van het cytoplasma die vitale functies in de cel vervullen.

Isoleer organellen algemene betekenis en speciaal. Deze laatste zijn in aanzienlijke hoeveelheden aanwezig in cellen die gespecialiseerd zijn om een bepaalde functie uit te voeren, maar in een kleine hoeveelheid kunnen ze ook in andere celtypes worden gevonden. Deze omvatten bijvoorbeeld microvilli van het zuigoppervlak van de darmepitheelcel, trilhaartjes van het epitheel van de luchtpijp en de bronchiën, synaptische blaasjes die stoffen transporteren die zenuwprikkeling van de ene zenuwcel naar de andere vervoeren of een cel van het werkende orgaan, myofibrillen, waarvan de spiercontractie afhankelijk is. Een gedetailleerde beschouwing van speciale organellen is opgenomen in de taak van de histologie.

Organellen van algemeen belang omvatten elementen van het buisvormige en vacuolaire systeem in de vorm van een ruw en glad cytoplasmatisch reticulum, een lamellair complex, mitochondriën, ribosomen en polysomen, lysosomen, peroxisomen, microfibrillen en microtubuli, centriolen van het celcentrum. Chloroplasten worden ook geïsoleerd in plantencellen, waarin fotosynthese plaatsvindt.

buisvormig en vacuolair systeem gevormd door communicerende of afzonderlijke buisvormige of afgeplatte (reservoir) holtes, begrensd door membranen en verspreid door het cytoplasma van de cel. Vaak hebben tanks bubbelachtige verlengingen. In dit systeem zijn er ruw en glad cytoplasmatisch reticulum(zie figuur 2.3.) Een kenmerk van de structuur van een ruw netwerk is dat polysomen aan zijn membranen zijn gehecht. Hierdoor vervult het de functie van het synthetiseren van een bepaalde categorie eiwitten die voornamelijk uit de cel worden verwijderd, bijvoorbeeld uitgescheiden door kliercellen. Op het gebied van het ruwe netwerk, de vorming van eiwitten en lipiden van cytoplasmatische membranen, evenals hun assemblage. Dicht opeengepakt in een gelaagde structuur, reservoirs van een ruw netwerk zijn de plaatsen van de meest actieve eiwitsynthese en worden genoemd ergastoplasma.

De membranen van het gladde cytoplasmatisch reticulum zijn verstoken van polysomen. Functioneel wordt dit netwerk geassocieerd met het metabolisme van koolhydraten, vetten en andere niet-eiwitstoffen, zoals steroïde hormonen (in de geslachtsklieren, bijnierschors). Door de buisjes en reservoirs verplaatsen stoffen, met name het materiaal dat door de glandulaire cel wordt uitgescheiden, van de plaats van synthese naar het verpakkingsgebied in korrels. In gebieden van levercellen die rijk zijn aan gladde netwerkstructuren, worden schadelijke giftige stoffen en sommige medicijnen (barbituraten) vernietigd en onschadelijk gemaakt. In de blaasjes en buisjes van het gladde netwerk van dwarsgestreepte spieren worden calciumionen opgeslagen (afgezet), die een belangrijke rol spelen bij het samentrekkingsproces.

ribosoom - het is een afgerond ribonucleoproteïnedeeltje met een diameter van 20-30nm. Het bestaat uit kleine en grote subeenheden, waarvan de combinatie plaatsvindt in aanwezigheid van messenger (messenger) RNA (mRNA). Eén mRNA-molecuul combineert meestal verschillende ribosomen zoals een kralenketting. Zo'n structuur heet polysoom. Polysomen bevinden zich vrij in de grondsubstantie van het cytoplasma of zijn bevestigd aan de membranen van het ruwe cytoplasmatisch reticulum. In beide gevallen dienen ze als een plaats voor actieve eiwitsynthese. Vergelijking van de verhouding van het aantal vrije en membraangebonden polysomen in embryonale ongedifferentieerde en tumorcellen enerzijds en in gespecialiseerde cellen van een volwassen organisme anderzijds leidde tot de conclusie dat eiwitten worden gevormd op hyaloplasmatische polysomen voor hun eigen behoeften (voor "thuisgebruik") van deze cel, terwijl op de polysomen van het granulaire netwerk eiwitten worden gesynthetiseerd die uit de cel worden verwijderd en worden gebruikt voor de behoeften van het lichaam (bijvoorbeeld spijsverteringsenzymen, moedermelk eiwitten).

Golgi lamellair complex gevormd door een verzameling dictyosomen variërend van enkele tientallen (meestal ongeveer 20) tot enkele honderden en zelfs duizenden per cel.

Dictyosome(Afb. 2.6, MAAR) wordt weergegeven door een stapel van 3-12 afgeplatte schijfvormige reservoirs, van de randen waarvan blaasjes (blaasjes) worden afgekant. Beperkt tot een bepaald gebied (plaatselijke) expansie van tanks geeft grotere bellen (vacuolen). In gedifferentieerde cellen van gewervelde dieren en mensen worden dictyosomen gewoonlijk geassembleerd in de perinucleaire zone van het cytoplasma. In het lamellaire complex worden secretoire blaasjes of vacuolen gevormd, waarvan de inhoud eiwitten en andere verbindingen zijn die uit de cel moeten worden verwijderd. Tegelijkertijd ondergaat de voorloper van het geheim (prosecret), dat het dictyosoom binnenkomt vanuit de synthesezone, enkele chemische transformaties daarin. Het scheidt (segregeert) ook in de vorm van "porties", die hier zijn gekleed in een membraanomhulsel. Lysosomen worden gevormd in het lamellaire complex. In dictyosomen worden polysachariden gesynthetiseerd, evenals hun complexen met eiwitten (glycoproteïnen) en vetten (glycolipiden), die dan terug te vinden zijn in de glycocalyx van het celmembraan.

De schil van mitochondriën bestaat uit twee membranen die verschillen in chemische samenstelling, een reeks enzymen en functies. Het binnenmembraan vormt invaginaties van bladvormige (cristae) of buisvormige (tubuli) vorm. De ruimte begrensd door het binnenmembraan is Matrix organellen. Met behulp van een elektronenmicroscoop worden daarin korrels met een diameter van 20-40 nm gedetecteerd. Ze accumuleren calcium- en magnesiumionen, evenals polysachariden, zoals glycogeen.

De matrix bevat zijn eigen organel-eiwitbiosynthese-apparaat. Het wordt weergegeven door 2 kopieën van een circulair en histonvrij (zoals in prokaryoten) DNA-molecuul, ribosomen, een set transport-RNA (tRNA), enzymen voor DNA-replicatie, transcriptie en translatie van erfelijke informatie. Wat betreft zijn belangrijkste eigenschappen: de grootte en structuur van ribosomen, de organisatie van zijn eigen erfelijk materiaal, dit apparaat is vergelijkbaar met dat van prokaryoten en verschilt van het apparaat van eiwitbiosynthese in het cytoplasma van een eukaryote cel (wat de symbiotische hypothese van de oorsprong van mitochondriën, zie § 1.5) Genen van hun eigen DNA coderen voor nucleotidesequenties mitochondriaal rRNA en tRNA, evenals de aminozuursequenties van sommige eiwitten van het organel, voornamelijk het binnenmembraan. De aminozuursequenties (primaire structuur) van de meeste mitochondriale eiwitten worden gecodeerd in het DNA van de celkern en worden gevormd buiten het organel in het cytoplasma.

De belangrijkste functie van mitochondriën is om enzymatisch energie te extraheren uit bepaalde chemicaliën (door ze te oxideren) en om energie op te slaan in een biologisch bruikbare vorm (door adenosinetrifosfaat-ATP-moleculen te synthetiseren). In het algemeen wordt dit proces genoemd oxidatief(ontbinding. De componenten van de matrix en het binnenmembraan zijn actief betrokken bij de energiefunctie van mitochondriën. Met dit membraan zijn de elektronentransportketen (oxidatie) en ATP-synthetase verbonden, wat de oxidatiegerelateerde fosforylering van ADP tot ATP katalyseert. Onder de nevenfuncties van mitochondriën kan men de deelname aan de synthese van steroïde hormonen en sommige aminozuren (glutamine) noemen.

lysosomen(Afb. 2.6, BIJ) zijn bellen met een diameter van gewoonlijk 0,2-0,4 m, die een reeks zure hydrolase-enzymen bevatten die de hydrolytische (in een waterig medium) splitsing van nucleïnezuren, eiwitten, vetten, polysachariden bij lage pH-waarden katalyseren. Hun schil wordt gevormd door een enkel membraan, soms aan de buitenkant bedekt met een vezelachtige eiwitlaag (op de elektronendiffractiepatronen "begrensde" blaasjes). De functie van lysosomen is de intracellulaire vertering van verschillende chemische verbindingen en structuren.

primaire lysosomen(diameter 100 nm) worden inactieve organellen genoemd, ondergeschikt - organellen waarin de spijsvertering plaatsvindt. Secundaire lysosomen worden gevormd uit primaire. Ze zijn onderverdeeld in heterolysosomen(fagolysosomen) en autolysosomen(cytolysosomen). In de eerste (Fig. 2.6, G) het materiaal dat van buitenaf de cel binnenkomt, wordt verteerd door pinocytose en fagocytose, ten tweede worden de eigen structuren van de cel die hun functie hebben voltooid vernietigd. Secundaire lysosomen, waarin het verteringsproces is voltooid, worden genoemd resterende lichamen(telolisosomen). Ze missen hydrolasen en bevatten onverteerd materiaal.

Microlichamen vormen een groep organellen. Dit zijn blaasjes met een diameter van 0,1-1,5 m begrensd door één membraan met een fijnkorrelige matrix en vaak kristalloïde of amorfe eiwitinsluitsels. Deze groep omvat met name peroxisomen. Ze bevatten oxidase-enzymen die de vorming van waterstofperoxide katalyseren, dat, omdat het giftig is, vervolgens wordt vernietigd door de werking van het peroxidase-enzym. Deze reacties zijn betrokken bij verschillende metabole cycli, bijvoorbeeld bij de uitwisseling van urinezuur in de cellen van de lever en de nieren. In de levercel bereikt het aantal peroxisomen 70-100.

Organellen van algemeen belang omvatten ook enkele permanente structuren van het cytoplasma, verstoken van membranen. microtubuli(afb.2.6, D) - buisvormige formaties van verschillende lengtes met een buitendiameter van 24 nm, een lumenbreedte van 15 nm en een wanddikte van ongeveer 5 nm. Ze worden in de vrije staat aangetroffen in het cytoplasma van cellen of als structurele elementen van flagella, trilharen, mitotische spoel, centriolen. Vrije microtubuli en microtubuli van cilia, flagella en centriolen hebben verschillende weerstand tegen schadelijke effecten, zoals chemische (colchicine). Microtubuli worden door polymerisatie opgebouwd uit stereotiepe eiwitsubeenheden. In een levende cel verlopen polymerisatieprocessen gelijktijdig met depolymerisatieprocessen. De verhouding van deze processen bepaalt het aantal microtubuli. In de vrije toestand vervullen microtubuli een ondersteunende functie, bepalen de vorm van cellen, en zijn ook factoren in de gerichte beweging van intracellulaire componenten.

Microfilamenten(Afb. 2.6, E) worden lange, dunne formaties genoemd, die soms bundels vormen en overal in het cytoplasma worden aangetroffen. Er zijn verschillende soorten microfilamenten. actine microfilamenten vanwege de aanwezigheid van contractiele eiwitten (actine) daarin, worden ze beschouwd als structuren die cellulaire bewegingsvormen bieden, bijvoorbeeld amoeboïden. Ze worden ook gecrediteerd met een kaderrol en deelname aan de organisatie van intracellulaire bewegingen van organellen en secties van hyaloplasma.

Langs de periferie van cellen onder het plasmalemma, evenals in de perinucleaire zone, worden bundels microfilamenten van 10 nm dik gevonden - tussenfilters. In epitheliale, zenuw-, gliale, spiercellen, fibroblasten zijn ze opgebouwd uit verschillende eiwitten. Intermediaire filamenten vervullen blijkbaar een mechanische, framefunctie.

Actine-microfibrillen en intermediaire filamenten, zoals microtubuli, zijn opgebouwd uit subeenheden. Hierdoor hangt hun aantal af van de verhouding van polymerisatie- en depolymerisatieprocessen.

Voor dierlijke cellen, delen van plantencellen, schimmels en algen, cel centrum, die centriolen bevat. centriool(onder de elektronenmicroscoop) ziet eruit als een "holle" cilinder met een diameter van ongeveer 150 nm en een lengte van 300-500 nm. De wand wordt gevormd door 27 microtubuli, gegroepeerd in 9 tripletten. De functie van centriolen is de vorming van mitotische spoelfilamenten, die ook worden gevormd door microtubuli. Centriolen polariseren het proces van celdeling en zorgen voor de scheiding van zusterchromatiden (chromosomen) in de anafase van mitose.

De eukaryote cel heeft een cellulair skelet (cytoskelet) van intracellulaire vezels (Koltsov) - aan het begin van de 20e eeuw werd het eind 1970 herontdekt. Door deze structuur kan de cel zijn vorm hebben en soms veranderen. Het cytoplasma is in beweging. Het cytoskelet is betrokken bij het proces van overdracht van organellen, is betrokken bij celregeneratie.

Mitochondriën zijn complexe formaties met een dubbel membraan (0,2-0,7 micron) en verschillende vormen. Het binnenmembraan heeft cristae. Het buitenmembraan is doorlaatbaar voor bijna alle chemicaliën, terwijl het binnenmembraan alleen doorlaatbaar is voor actief transport. Tussen de membranen bevindt zich de matrix. Mitochondriën bevinden zich waar energie nodig is. Mitochondriën hebben een systeem van ribosomen, een DNA-molecuul. Er kunnen mutaties optreden (meer dan 66 ziekten). In de regel worden ze geassocieerd met onvoldoende ATP-energie, vaak geassocieerd met cardiovasculaire insufficiëntie, pathologieën. Het aantal mitochondriën is anders (in een trypanosoomcel - 1 mitochondriën). De hoeveelheid is afhankelijk van leeftijd, functie, weefselactiviteit (lever - meer dan 1000).

Lysosomen zijn lichamen omgeven door een elementair membraan. Bevat 60 enzymen (40 lysosomaal, hydrolytisch). In het lysosoom bevindt zich een neutrale omgeving. Ze worden geactiveerd door lage pH-waarden en verlaten het cytoplasma (zelfvertering). Lysosoommembranen beschermen het cytoplasma en de cellen tegen vernietiging. Ze worden gevormd in het Golgi-complex (intracellulaire maag, ze kunnen cellen verwerken die hun structuren hebben uitgewerkt). Er zijn 4 soorten. 1-primair, 2-4 - secundair. Stof komt de cel binnen via endocytose. Het primaire lysosoom (opslagkorrel) met een reeks enzymen absorbeert de stof en er wordt een spijsverteringsvacuole gevormd (bij volledige vertering gaat de splitsing naar verbindingen met een laag molecuulgewicht). In de restlichamen blijven onverteerde resten achter, die zich kunnen ophopen (lysosomale stapelingsziekten). Restlichamen die zich ophopen in de embryonale periode leiden tot gargaleïsme, misvormingen en mucopolysaccharidosen. Autofagische lysosomen vernietigen de eigen structuren van de cel (onnodige structuren). Kan mitochondriën bevatten, delen van het Golgi-complex. Vaak gevormd tijdens hongersnood. Kan optreden bij blootstelling aan andere cellen (erytrocyten).

Het cytoplasma is de interne inhoud van de cel en bestaat uit de hoofdsubstantie, of hyaloplasma, en verschillende intracellulaire structuren die zich daarin bevinden.

Hyaloplasma (matrix) is een waterige oplossing van anorganische en organische stoffen die de viscositeit kan veranderen en constant in beweging is. Het vermogen om te bewegen of het cytoplasma te laten stromen, wordt cyclose genoemd. De matrix is een actief medium waarin veel chemische en fysiologische processen plaatsvinden en dat alle componenten van de cel verenigt tot één systeem.

De cytoplasmatische structuren van de cel worden weergegeven door insluitsels en organellen.

Organellen zijn permanente en onmisbare componenten van de meeste cellen, hebben een specifieke structuur en vervullen vitale functies. Organoïden hebben een algemeen doel en een speciaal doel.

Organellen van algemeen belang zijn aanwezig in alle cellen en zijn, afhankelijk van de structurele kenmerken, verdeeld in niet-membraan, enkelmembraan en tweemembraan.

Organellen van speciale betekenis zijn alleen aanwezig in de cellen van bepaalde weefsels; bijvoorbeeld myofibrillen in spierweefsel, neurofibrillen in zenuwweefsel.

niet-membraan organellen.

Deze groep omvat ribosomen, microtubuli en microfilamenten, evenals het celcentrum.

RIBOSOMEN.

ribosomen - zeer kleine organellen, aanwezig in alle celtypes. Ze hebben een ronde vorm, bestaan uit ongeveer gelijke massahoeveelheden rRNA en eiwit en worden weergegeven door twee subeenheden: groot en klein. Tussen de subeenheden is een ruimte waar het mRNA zich hecht.

In cellen zijn ribosomen vrij gelokaliseerd in het cytoplasma, op EPS-membranen, in de mitochondriale matrix, op het buitenmembraan van de kern en in planten in plastiden.

De functie van ribosomen is de assemblage van eiwitmoleculen.

Tijdens actieve eiwitsynthese worden polyribosomen gevormd. Polyribosomen- een complex van ribosomen (van 5 tot 70 ribosomen). Er is een verband tussen individuele ribosomen, die wordt uitgevoerd met behulp van mRNA-moleculen.

Rijst. 5. De structuur van het ribosoom (schema)

1- kleine subeenheid; 2 - i-RNA; 3 - grote subeenheid van 4-rRNA

MICROBUIZEN EN MICROFILAMENTEN

Microtubuli en microfilamenten filamenteuze structuren bestaande uit verschillende contractiele eiwitten. Microtubuli zien eruit als lange holle cilinders, waarvan de wanden zijn samengesteld uit eiwitten - tubulines. Microfilamenten zijn zeer dunne, lange, filamenteuze structuren bestaande uit actine en myosine. Microtubuli en microfilamenten dringen het hele cytoplasma van de cel binnen, vormen het cytoskelet, veroorzaken cyclose, intracellulaire bewegingen van organellen, chromosoomsegregatie tijdens de deling van nucleair materiaal. Naast vrije microtubuli die het cytoplasma binnendringen, hebben cellen op een bepaalde manier georganiseerde microtubuli die de centriolen van het celcentrum, basale lichamen, trilharen en flagella vormen.

CEL CENTRUM

Celcentrum of centrosoom- meestal in de buurt van de kern, bestaat uit twee centriolen die loodrecht op elkaar staan. Elke centriol heeft de vorm van een holle cilinder, waarvan de wand wordt gevormd door 9 tripletten van microtubuli. Er zijn geen microtubuli in het midden. Daarom kan het centriole-microtubulisysteem worden beschreven met de formule (9 × 3) + 0.

Tijdens de voorbereiding van de cel voor deling vindt verdubbeling plaats - duplicatie centriolen: moeder en dochter divergeren naar de polen van de cel, waarbij de richting van toekomstige deling wordt geschetst, nabij elk wordt een nieuwe centriol gevormd uit microtubuli van het cytoplasma. De belangrijkste functies van het celcentrum zijn:

1) deelname aan de processen van celdeling, de divergentie van centriolen bepaalt de oriëntatie van de delingsspoel en de beweging van chromosomen;

2) de structuur en functie van cilia en flagella (basale lichamen) is geassocieerd met deze organoïde; dus centriolen worden geassocieerd met de bewegingsprocessen in de cel.

Organellen met enkel membraan

Deze omvatten het endoplasmatisch reticulum, het Golgi-apparaat, lysosomen en peroxisomen.

5.2.1 Endoplasmatisch reticulum (ER).

Het is een netwerk in de binnenste lagen van het cytoplasma (endoplasma) - een endoplasmatisch reticulum, dat een complex systeem is tubuli, tubuli en stortbakken begrensd door membranen.

Er zijn EPS (EPR):

Glad (agranulair) (bevat geen ribosomen op membranen)	Ruw (korrelig) (op membranen - ribosomen)
1. Synthese van glycogeen en lipiden (talgklieren, lever). 2. Accumulatie van syntheseproducten. 3. Geheim vervoer.	1. Eiwitsynthese (eiwitkliercellen). 2. Deelname aan secretoire processen, secretietransport. 3. Accumulatie van syntheseproducten.
	4. Zorgt voor communicatie met celorganellen. 5. Zorgt voor transport van geheimen naar celorganellen. 6. Zorgt voor communicatie tussen de kern en cellulaire organellen en het cytoplasmatische membraan. 7. Zorgt voor circulatie van verschillende stoffen door het cytoplasma. 8. Deelname aan pinocytose (transport van verschillende stoffen die van buitenaf de cel binnenkomen).

De grootste ontwikkeling van EPS is kenmerkend voor secretoire cellen. EPS is zwak ontwikkeld in spermatozoa.

De vorming van EPS vindt plaats tijdens celdeling vanuit de gezwellen van het buitenste cytoplasmatische membraan en kernmembraan, wordt tijdens celdeling van cel naar cel overgedragen.

GOLGI COMPLEX

Golgi complex geopend in 1898 door Golgi.

De vorm van het complex kan de vorm hebben van een netwerk rond de kern, in de vorm van een dop of riem rond de kern, in de vorm van individuele elementen - ronde, sikkelvormige lichamen die dictyosomen worden genoemd.

Het Golgi-complex bestaat uit drie elementen die in elkaar over kunnen gaan en met elkaar verbonden zijn:

1) een systeem van platte tanks, gerangschikt in verpakkingen van vijf tot acht, in de vorm van een stapel munten en strak naast elkaar;

2) een systeem van buisjes die zich vanuit de tanks uitstrekken, met elkaar anastomoseren en een netwerk vormen;

3) grote en kleine blaasjes die de eindsecties van de tubuli afsluiten.

Deze organoïde is het best ontwikkeld in glandulaire cellen, bijvoorbeeld in leukocyten en eicellen, maar ook in andere cellen die eiwitproducten, polysachariden en lipiden produceren.

Zwakke ontwikkeling van het Golgi-complex wordt waargenomen in ongedifferentieerde en tumorcellen.

Samenstelling: fosfolipiden, eiwitten, enzymen voor de synthese van polysachariden en lipiden.

1) deelname aan de secretoire activiteit van de cel;

2) de opeenstapeling van afgewerkte of bijna afgewerkte producten;

3) transport van secretieproducten door de cel door een systeem van buisjes en blaasjes;

4) condensatie van secretoire korrels (osmotische verwijdering van water);

5) isolatie en ophoping van voor cellen toxische stoffen van buitenaf (toxines, verdovingsmiddelen), die vervolgens uit de cel worden verwijderd;

6) vorming van dooierkorrels in eicellen;

7) vorming van celpartities (in plantencellen).

Het Golgi-complex wordt tijdens de celdeling overgedragen van de moeder op de dochter.

LYSOSOME

Ze vervullen de functie van intracellulaire vertering van voedselmacromoleculen en vreemde componenten die de cel binnenkomen tijdens fago- en pinocytose, waardoor de cel extra grondstoffen krijgt voor chemische en energieprocessen. Om deze functies uit te voeren, bevatten lysosomen ongeveer 40 hydrolytische enzymen - hydrolasen die eiwitten, nucleïnezuren, lipiden, koolhydraten vernietigen bij zure pH (proteïnasen, nucleasen, fosfatasen, lipasen). Er zijn primaire lysosomen, secundaire lysosomen (fagolysosomen en autofagosomen) en restlichamen. Primaire lysosomen zijn microvesikels die zijn losgemaakt van de holtes van het Golgi-apparaat, omgeven door een enkel membraan en een reeks enzymen bevatten. Na de fusie van primaire lysosomen met een te splitsen substraat, worden verschillende secundaire lysosomen gevormd. Een voorbeeld van secundaire lysosomen zijn de spijsverteringsvacuolen van protozoa. Dergelijke lysosomen worden fagolysosomen of heterofagosomen genoemd. Als de fusie plaatsvindt met de veranderde organellen van de cel zelf, worden autofagosomen gevormd. Lysosomen, in de holtes waarvan onverteerde producten zich ophopen, worden telolisosomen of restlichamen genoemd.

EPS, het Golgi-apparaat en lysosomen zijn functioneel verwante intracellulaire structuren die door een enkel membraan van het cytoplasma zijn gescheiden. Ze vormen een enkel buisvormig-vacuolair systeem van de cel.

peroxisomen

Ze hebben een ovale vorm. Kristalachtige structuren bevinden zich in het centrale deel van de matrix. De matrix bevat enzymen voor de oxidatie van aminozuren, waarbij waterstofperoxide wordt gevormd. Ook is het enzym katalase aanwezig, dat peroxide afbreekt (kenmerk van lever- en niercellen)

Dubbele membraan organellen

mitochondriën

De vorm van de mitochondriën kan ovaal, staafvormig, filamenteus en sterk vertakt zijn. De vormen van mitochondriën kunnen van de ene naar de andere veranderen met veranderingen in pH, osmotische druk en temperatuur. De vorm kan verschillen in verschillende cellen en in verschillende delen van dezelfde cel.

Buiten worden mitochondriën begrensd door een glad buitenmembraan. Het binnenmembraan vormt talrijke uitwassen - cristae. De interne inhoud van mitochondriën wordt de matrix genoemd. Mitochondriën zijn semi-autonome organellen, omdat ze hun eigen apparaat voor eiwitbiosynthese bevatten (circulair DNA, RNA, ribosomen, aminozuren, enzymen).

Matrix- de stof is dichter dan het cytoplasma, homogeen.

Kristi veel in de levercellen, ze bevinden zich strak ten opzichte van elkaar; minder in spieren.

Afb.7. De structuur van de mitochondriën (schema)

1- glad buitenmembraan; 2 - binnenmembraan; 3 - crista; 4 - matrix (en het bevat een circulair DNA-molecuul, veel ribosomen, enzymen).

De grootte van mitochondriën varieert van 0,2 tot 20 micron.

Het aantal mitochondriën verschilt per celtype: van 5-7 tot 2500, afhankelijk van de functionele activiteit van de cellen. Een groot aantal mitochondriën in levercellen, werkende spieren (meer bij jonge dan bij oude).

De locatie van mitochondriën kan uniform zijn door het hele cytoplasma, zoals in epitheelcellen, zenuwcellen, protozoaire cellen, of ongelijk, bijvoorbeeld in het gebied van de meest actieve cellulaire activiteit. In secretoire cellen zijn dit de gebieden waar het geheim wordt geproduceerd, in de cellen van de hartspier en gameten (om de kern). Een structurele verbinding tussen mitochondriën en de celkern werd gevonden in de perioden voorafgaand aan de celdeling. Er wordt aangenomen dat tijdens deze periode de processen van metabolisme en energie actief plaatsvinden en dat het wordt uitgevoerd volgens structuren die op buizen lijken.

Chemische samenstelling: eiwitten - 70%, lipiden - 25%, nucleïnezuren (DNA, RNA - licht), vitamine A, B 12, B 6, K, E, enzymen.

Mitochondriën zijn de meest gevoelige organellen voor de effecten van verschillende factoren: medicijnen, koorts, vergiften leiden tot zwelling, een toename van het volume van mitochondriën, hun matrix wordt vloeibaar, het aantal cristae neemt af en er verschijnen plooien op het buitenmembraan. Deze processen leiden tot verstoring van de cellulaire ademhaling en kunnen bij frequente en extreme blootstelling onomkeerbaar worden.

In mitochondriën wordt ATP gesynthetiseerd als resultaat van de processen van oxidatie van organische substraten en ADP-fosforylering en de synthese van steroïde hormonen.

Tijdens het evolutieproces hebben verschillende cellen zich aangepast om in verschillende omstandigheden te leven en specifieke functies uit te voeren. Dit vereiste de aanwezigheid in hen van speciale organellen, die gespecialiseerd worden genoemd.

Dergelijke organellen zijn alleen aanwezig in de cellen van bepaalde weefsels, bijvoorbeeld myofibrillen - in spieren, neurofibrillen - in zenuwen, tonofibrillen, cilia en flagella - in epitheel.

INCLUSIES

In tegenstelling tot organellen, inclusie zijn tijdelijke structuren die in bepaalde perioden van het leven van de cel in de cel verschijnen. De belangrijkste plaats van lokalisatie van insluitsels is het cytoplasma, maar soms de kern.

Insluitsels zijn producten van cellulair metabolisme, ze kunnen de vorm aannemen van korrels, korrels, druppels, vacuolen en kristallen; worden naar behoefte door de cel zelf gebruikt of dienen voor het gehele macro-organisme.

insluitsels ingedeeld volgens hun chemische samenstelling:

vet:	koolhydraat:	eiwit:	gepigmenteerd:
1) in elke cel in de vorm van vetdruppels; 2) wit vet - gespecialiseerd vetweefsel van volwassenen; 3) bruin vet - gespecialiseerd vetweefsel van embryo's; 4) als gevolg van pathologische processen - vetdegeneratie van cellen (lever, hart); 5) in planten - zaden bevatten tot 70% insluitsels;	1) glycogeen - in skeletspiercellen, lever, neuronen; 2) in cellen van endoparasieten (anaëroob type ademhaling); 3) zetmeel - in plantencellen;	1) in eieren, levercellen, protozoa;	1) lipofuscine - verouderingspigment; 2) lipochromen - in de corticale substantie-venapdrenale en corpus luteum van de eierstok; 3) retinine - visueel paars van het oog; 4) melanine - in pigmentcellen; 5) hemoglobine - luchtwegen - in erytrocyten;
	secretoire: kunnen eiwitten, vetten, koolhydraten of gemengd zijn en bevinden zich in de cellen van de overeenkomstige klieren: 1) talgklier; 2) endocriene klieren; 3) klieren van het spijsverteringsstelsel; 4) borstklieren; 5) slijm in bekercellen; 6) essentiële oliën van planten.

CELKERN

De celkern is betrokken bij de differentiatie van cellen in vorm, aantal, locatie en grootte. De vorm van de kern is vaak gerelateerd aan de vorm van de cel, maar het kan ook helemaal verkeerd zijn. In bolvormige, kubische en veelvlakkige cellen is de kern meestal bolvormig; in cilindrisch, prismatisch en spoelvormig - de vorm van een ellips (gladde myocyt).

Afb. 8. Gladde myocyt

Een voorbeeld van een onregelmatig gevormde kern zijn de kernen van leukocyten (gesegmenteerde - gesegmenteerde neutrofiele leukocyten). Bloedmonocyten hebben een boonvormige kern.

Rijst. negen. bloed monocyt Rijst. tien gesegmenteerd

neutrofiele leukocyten

De meeste cellen hebben één kern. Maar er zijn tweekernige cellen: levercellen, hepatocyten en kraakbeenchondrocyten, en meerkernige cellen: osteoclasten van botweefsel en megakaryocyten van het rode beenmerg - tot 100 kernen. Kernen zijn vooral talrijk in symplasten en syncytia (gestreepte spiervezels en reticulair weefsel), maar deze formaties zijn eigenlijk geen cellen.

Afb.11. hepatocyt Rijst. 12 Megakariaciet

De rangschikking van kernen is individueel voor elk celtype. Gewoonlijk bevindt de kern zich in ongedifferentieerde cellen in het geometrische centrum van de cel. Met rijping, accumulatie van reservevoedingsstoffen en organellen, verschuift de kern naar de periferie. Er zijn cellen waarin de kern een sterk excentrische positie inneemt. Het meest opvallende voorbeeld hiervan zijn witte vetcellen, adipocyten, waarin bijna het hele volume van het cytoplasma wordt ingenomen door een druppel vet. Hoe dan ook, hoe de kern zich ook in de cel bevindt, deze is bijna altijd omgeven door een zone van ongedifferentieerd cytoplasma.

Rijst. 13Adipocyten

De grootte van de kern hangt af van het type cel en is meestal recht evenredig met het volume van het cytoplasma. De verhouding tussen het volume van de kern en het cytoplasma wordt meestal uitgedrukt door de zogenaamde nucleair-plasmatische (N-C) Hertwig-ratio: met een toename van het volume van het cytoplasma, neemt ook het volume van de kern toe. Het moment van aanvang van celdeling wordt blijkbaar bepaald door een verandering in de R-C-verhouding en is te wijten aan het feit dat slechts een bepaald volume van de kern een bepaald volume van het cytoplasma kan regelen. Meestal worden grotere kernen gevonden in jonge tumorcellen, cellen die zich voorbereiden op deling. Tegelijkertijd is het volume van de kern een kenmerk van elk weefsel. Er zijn weefsels waarvan de cellen een kleine kern hebben ten opzichte van het volume van het cytoplasma, dit zijn de zogenaamde cellen cytoplasma type. Deze omvatten de meeste cellen van het lichaam, bijvoorbeeld alle soorten epitheel.

Anderen - hebben een grote kern, die bijna de hele cel in beslag neemt en een dunne rand van het cytoplasma - cellen nucleair zoals bloedlymfocyten.

Afb.16 De structuur van de kern (diagram)

1- ribosomen op het buitenmembraan; 2 - kernporiën; 3 - buitenmembraan; 4 - binnenmembraan; 5 - nucleaire envelop; (karyolemma, nucleolemma); 6 - spleetachtige perinucleaire ruimte; 7 - nucleolus;

8 - nucleair sap (karyoplasma, nucleoplasma); 9 - heterochromatine;

10 - euchromatine.

nucleaire envelop gevormd door twee elementaire biologische membranen, waartussen een spleetachtige perinucleaire ruimte. De nucleaire envelop dient om de intranucleaire ruimte af te bakenen van het cytoplasma van de cel. Het is niet continu en heeft de kleinste gaatjes - poriën. De kernporie wordt gevormd door de fusie van kernmembranen en is een complex georganiseerde bolvormige-fibrillaire structuur die de perforatie in de nucleaire envelop vult. Deze zogenaamde nucleair poriecomplex. Langs de rand van het gat bevinden zich drie rijen korrels (acht in elk). De eerste rij grenst aan de intranucleaire ruimte, de tweede aan het cytoplasma en de derde bevindt zich daartussen. Fibrilaire processen vertrekken van de korrels, die in het midden met behulp van de korrel zijn verbonden en een septum vormen, diafragma over de porie. Het aantal poriën is niet constant en hangt af van de metabolische activiteit van de cel.

nucleair sap- een ongekleurde massa die de gehele interne ruimte van de kern tussen zijn componenten vult en een colloïdaal systeem is en turgor heeft.

nucleoli- een of meer steroïde lichaampjes, vaak vrij groot (in neurocyten en eicellen). Nucleoli - nucleoli- de meest dichte structuur van de kern, ze kleuren goed met basische kleurstoffen, omdat ze rijk zijn aan RNA. Het is heterogeen van structuur, heeft een fijnkorrelige of fijnvezelige structuur. Dient als een plaats van onderwijs ribosoom.

chromatine- zones met een dichte substantie, die goed worden waargenomen door kleurstoffen, zijn kenmerkend voor een niet-delende cel. Chromatine heeft een andere aggregatietoestand - tijdens celdeling verandert het door condensatie en spiralisatie in chromosomen. Elk chromosoom heeft centromeer- de plaats van bevestiging aan de draden van de delingsspoel tijdens de mitose van de centromeer verdeelt het chromosoom in twee armen.

Naast het centromeer (primaire vernauwing), kan het chromosoom: secundaire vernauwing en gescheiden door haar satelliet. Aan de buitenkant is elk chromosoom bedekt vliesje, waaronder een eiwit zit Matrix. In de matrix zijn chromatiden. Chromatiden zijn opgebouwd uit kreupelheid, en die van filamenten. De set chromosomen in elk organisme is chromosoom set.

Afb.17. Chromosoomstructuur (diagram)

1 - centromeer (primaire vernauwing); 2-schouders; 3 - secundaire vernauwing; 4-satelliet; 5 - huid; 6 - eiwitmatrix; 7 - chromatine

REPRODUCTIE VAN CELLEN.

Alle levende organismen zijn opgebouwd uit cellen. Tijdens het proces van vitale activiteit verslijt een deel van de lichaamscellen, veroudert en sterft af. De enige manier om cellen te vormen is de deling van de vorige. Celdeling is een essentieel proces voor alle organismen.

Levens(cel)cyclus.

Het leven van een cel vanaf het moment dat deze ontstaat als gevolg van de deling van de moedercel tot de eigen deling of dood wordt genoemd levens (cel) cyclus. Een essentieel onderdeel van de celcyclus is: mitotische cyclus, inclusief de periode van celvoorbereiding voor deling en deling zelf. Celvoorbereiding voor deling, of interfase, is een aanzienlijk deel van de tijd van de mitotische cyclus en bestaat uit perioden:

1. Presynthetische (postmitotische) G1 - vindt plaats onmiddellijk na celdeling. In de cellen vinden biosyntheseprocessen plaats, nieuwe organellen worden gevormd. De jonge cel groeit. Deze periode is het meest variabel in duur.

2. Synthetische S is de belangrijkste in de mitotische cyclus. Er vindt DNA-replicatie plaats. Elk chromosoom wordt dubbelstrengs, dat wil zeggen, het bestaat uit twee chromatiden - identieke DNA-moleculen. Bovendien blijft de cel RNA en eiwitten synthetiseren. Bij delende zoogdiercellen duurt het ongeveer 6-10 uur.

3. Postsynthetisch (premitotisch) G2 is relatief kort, in zoogdiercellen is het ongeveer 2-5 uur. Op dit moment verdubbelt het aantal centriolen en mitochondriën, vinden actieve metabolische processen plaats, worden eiwitten en energie verzameld voor de komende divisie. De cel begint zich te delen.

7.2 CELVERDELING.

Er zijn drie methoden voor eukaryote celdeling beschreven:

1) amitose (directe deling),

2) mitose (indirecte deling).

3) meiose (reductiedeling).

7.2.1 Amitose- celdeling zonder spiralisatie van chromosomen, ontstond eerder dan mitose. Op deze manier reproduceren ze prokaryoten, zeer gespecialiseerd en vernederend cellen. Tegelijkertijd verdwijnen het kernmembraan en de nucleoli niet, de chromosomen blijven spiraalvormig.

Soorten amitose:

1) vetersluiting(kenmerk van bacteriën)

2) fragmentatie(megakaryoblast, megakaryocyt)

3)ontluikend(bloedplaatjesknoppen van megakaryocyten)

door distributie genetisch materiaal

Bestraling, weefseldegeneratie en de werking van verschillende middelen die de toegang van cellen tot mitose verstoren, leiden tot deling zonder een mitotisch apparaat.

mitose

Het wordt gekenmerkt door de vernietiging van het kernmembraan en nucleoli, de spiralisering van chromosomen. Bij mitose zijn er profase, metafase, anafase en telofase.

Afb.18. Diagram van mitose

L. profase:

1) De vorm van de cel wordt rond, de inhoud wordt stroperiger, de chromosomen nemen de vorm aan van lange dunne draden die in de kern zijn gedraaid. Elk chromosoom is opgebouwd uit twee chromatiden.

2) Chromatiden worden geleidelijk korter en naderen het kernmembraan, wat een teken is van het begin van de vernietiging van het karyolemma.

3) De spil ontwikkelt zich: de centriolen divergeren naar de polen en verdubbelen, tussen hen worden de draden van de delingsspil gevormd.

4) De vernietiging van het kernmembraan vindt plaats, in het midden van de cel wordt een zone van vloeibaar cytoplasma gevormd, waar de chromosomen haasten.

late metafase

Chromosomen stellen zich op in het equatoriale vlak en vormen metafysaire plaat. Spindeldraden zijn bevestigd aan de centromeren van chromosomen.

Er zijn twee soorten spilvezels: sommige zijn geassocieerd met chromosomen en worden chromosomaal, terwijl anderen zich van pool tot pool uitstrekken en worden genoemd continu.

moederlijk

IV. Telofase.

De migratie van twee dochtergroepen van chromosomen naar tegenovergestelde polen van de cel is voltooid. wederopbouw kernen en decondensatie chromosomen, ze despiralen, het karyolemma wordt hersteld, nucleoli verschijnen. Kernsplijting is voltooid.

begint cytokinese (cytotomie)- het proces van ligatie en deling van het cytoplasma met de vorming van vernauwing. Er is een "koken" van het celoppervlak vanwege de intensieve groei. Het cytoplasma verliest zijn viscositeit, de centriolen verliezen hun activiteit, de organellen worden ongeveer in tweeën gedeeld tussen de dochtercellen.

Fig.24 Cytokinese

Soorten mitose:

1) Elk weefsel is een zelfregulerend systeem, in verband hiermee wordt het aantal cellen dat in het weefsel stierf in evenwicht gehouden door het aantal gevormde cellen.

2) Bestaan dagvergoeding ritmes van mitotische activiteit. De grootste mitotische activiteit valt samen met perioden van weefselrust, en een toename van de weefselfunctie leidt tot remming van mitosen (bij nachtdieren - in de vroege ochtend en bij dieren die een levensstijl overdag leiden - 's nachts).

3) Het remmende effect op de mitotische activiteit wordt uitgeoefend door stresshormonen: adrenaline en noradrenaline, en het stimulerende effect wordt uitgeoefend door groeihormoon. Veranderingen in mitotische activiteit treden op als gevolg van veranderingen in de duur van de interfase. Elke cel heeft aanvankelijk het vermogen om te delen, maar onder bepaalde omstandigheden heeft dit vermogen geremd. Remming kan van verschillende gradaties zijn, tot onomkeerbaar.

cel levensduur kan worden gezien als een periode van de ene divisie naar de andere. In stabiele celpopulaties, waarin vrijwel geen celreproductie plaatsvindt, is hun levensduur maximaal (lever, zenuwstelsel).

Endoreproductie- in alle gevallen waarin chromosoomverdubbeling of DNA-replicatie optreedt, vindt geen celdeling plaats. Dit leidt tot polyplodia, een toename van het volume van de kern en cellen. Het kan optreden bij schendingen van het mitotische apparaat, het wordt zowel onder normale als pathologische omstandigheden waargenomen. Het is kenmerkend voor cellen van de lever, urinewegen.

endomitose gaat verder met een onverwoestbare nucleaire envelop. Chromosoomverdubbeling vindt plaats zoals bij normale deling, wat resulteert in de vorming van gigantische chromosomen. Alle figuren die kenmerkend zijn voor mitose worden waargenomen, maar ze komen voor in de kern. Zich onderscheiden endoprofase,endometriumfase,endoanafase,endotheliofase. Aangezien de kernelshell behouden blijft, is het resultaat: polyploïde cel. De betekenis van endomitose ligt in het feit dat de hoofdactiviteit van de cel tijdens het proces niet stopt.

Cytoplasma- een verplicht deel van de cel, ingesloten tussen het plasmamembraan en de kern en dat een complex heterogeen structureel complex van de cel vertegenwoordigt, bestaande uit:

De chemische samenstelling van het cytoplasma is divers. De basis is water (60-90% van de totale massa van het cytoplasma). Het cytoplasma is rijk aan eiwitten (10-20%, soms tot 70% of meer droog gewicht), die de basis vormen. Naast eiwitten kan het cytoplasma vetten en vetachtige stoffen (2-3%) bevatten, verschillende organische en anorganische verbindingen (elk 1,5%). Het cytoplasma is alkalisch

Een van de karakteristieke kenmerken van het cytoplasma is de constante beweging ( cyclose). Het wordt voornamelijk gedetecteerd door de beweging van celorganellen, zoals chloroplasten. Als de beweging van het cytoplasma stopt, sterft de cel, omdat hij alleen in constante beweging zijn functies kan vervullen.

De belangrijkste stof van het cytoplasma is: hyaloplasma(basisplasma, cytoplasmatische matrix) is een kleurloze, slijmerige, dikke en transparante colloïdale oplossing. Daarin vinden alle metabolische processen plaats, het zorgt voor de onderlinge verbinding van de kern en alle organellen. Het vloeibare deel van het hyaloplasma is een echte oplossing van ionen en kleine moleculen, waarin grote moleculen eiwitten en RNA in suspensie zijn. Afhankelijk van het overwicht van het vloeibare deel of grote moleculen in het hyaloplasma, worden twee vormen van hyaloplasma onderscheiden:

Daartussen zijn onderlinge overgangen mogelijk: de gel verandert gemakkelijk in een sol en vice versa.

organellen (organellen) - permanente cellulaire structuren die de uitvoering van specifieke functies door de cel verzekeren. Elk organel heeft een specifieke structuur en vervult specifieke functies. Afhankelijk van de kenmerken van de structuur zijn er:

¨ membraanorganellen - met een membraanstructuur, en ze kunnen zijn:

¨ enkelmembraan (endoplasmatisch reticulum, Golgi-apparaat, lysosomen, vacuolen van plantencellen);

¨ twee-membraan (mitochondriën, plastiden);

¨ niet-membraanorganellen - zonder een membraanstructuur (chromosomen, ribosomen, celcentrum en centriolen, trilharen en flagellen met basale lichamen, microtubuli, microfilamenten).

Er zijn organellen die kenmerkend zijn voor alle cellen - mitochondriën, celcentrum, Golgi-apparaat, ribosomen, endoplasmatisch reticulum, lysosomen. Ze worden genoemd organellen van algemeen belang. Er zijn organellen die alleen kenmerkend zijn voor bepaalde soorten cellen, gespecialiseerd om een bepaalde functie uit te voeren (bijvoorbeeld myofibrillen, die zorgen voor samentrekking van spiervezels). Ze worden genoemd speciale organellen.

Een organoïde met één membraan, een systeem van membranen die tanks en kanalen vormen, met elkaar verbonden en een enkele interne ruimte beperken - EPR-holte. Enerzijds zijn de membranen verbonden met het buitenste cytoplasmatische membraan, anderzijds met de buitenste schil van het kernmembraan. EPR bereikt zijn grootste ontwikkeling in cellen met een intensieve stofwisseling. Gemiddeld is dit 30 tot 50% van het totale celvolume.

Er zijn drie soorten EPD:

EPR-functies:

Lamellair complex, Golgi-complex (Fig. 284). Een organel met één membraan, meestal in de buurt van de celkern (in dierlijke cellen, vaak in de buurt van het celcentrum). Vertegenwoordigt een stapel afgeplatte stortbakken met geëxpandeerde randen, die wordt geassocieerd met een systeem van kleine blaasjes met één membraan (Golgi-blaasjes). Elke stapel bestaat meestal uit 4-6 tanks. Het aantal Golgi-stapels in een cel varieert van één tot enkele honderden.

Golgi-blaasjes zijn voornamelijk geconcentreerd aan de kant naast het ER en langs de periferie van de stapels. Er wordt aangenomen dat ze eiwitten en lipiden overbrengen naar het Golgi-apparaat, waarvan de moleculen, die van tank naar tank gaan, chemische modificatie ondergaan. De belangrijkste functie van het Golgi-complex is het verwijderen van verschillende geheimen (enzymen, hormonen) uit de cel, daarom is het goed ontwikkeld in secretoire cellen. Het Golgi-apparaat heeft twee verschillende kanten:

Het buitenste deel van het Golgi-apparaat wordt constant verbruikt als gevolg van het rijgen van de bellen, en het binnenste deel wordt geleidelijk gevormd door de activiteit van de EPR.

Functies van het Golgi-apparaat:

De kleinste celorganellen met enkelvoudig membraan, dit zijn blaasjes met een diameter van 0,2-0,8 micron, die ongeveer 40 hydrolytische enzymen bevatten (proteasen, lipasen, nucleasen, fosfatasen), actief in een licht zure omgeving (Fig. 285). De vorming van lysosomen vindt plaats in het Golgi-apparaat, waar de enzymen die erin worden gesynthetiseerd afkomstig zijn van het EPR. De afbraak van stoffen door enzymen heet lyse, vandaar de naam van de organoïde.

Zich onderscheiden:

vertering en lysis van stoffen die de cel binnenkomen (daarom worden ze vaak spijsverteringsvacuolen genoemd):

¨ Spijsverteringsproducten worden opgenomen door het cytoplasma van de cel, maar een deel van het materiaal blijft onverteerd. Het secundaire lysosoom dat dit onverteerde materiaal bevat, wordt genoemd overblijvend lichaam. Door exocytose worden onverteerde deeltjes uit de cel verwijderd.

¨ Het secundaire lysosoom, dat de afzonderlijke componenten van de cel verteert, wordt genoemd autofagische vacuole. De delen van de cel die moeten worden vernietigd, worden omgeven door een enkel membraan, meestal gescheiden van het gladde ER, en vervolgens versmelt de resulterende membraanzak met het primaire lysosoom, wat resulteert in de vorming van een autofagische vacuole.

Soms vindt zelfvernietiging van de cel plaats met de deelname van lysosomen. Dit proces heet autolyse. Dit gebeurt meestal tijdens sommige differentiatieprocessen (bijvoorbeeld de vervanging van kraakbeen door botweefsel, het verdwijnen van de staart in het kikkervisje).

Functies van lysosomen:

Organellen met twee membranen van een eukaryote cel die het lichaam van energie voorzien (Fig. 286). Ze zijn staafvormig, draadvormig, bolvormig, spiraalvormig, komvormig, enz. formulier. De lengte van de mitochondriën is 1,5-10 micron, de diameter is 0,25-1,00 micron.

Het aantal mitochondriën in een cel varieert sterk, van 1 tot 100 duizend, en hangt af van de metabolische activiteit. Het aantal mitochondriën kan toenemen door te delen, aangezien deze organellen hun eigen DNA hebben.

Het buitenmembraan van mitochondriën is glad, het binnenmembraan vormt talrijke invaginaties (ribbels) of buisvormige uitgroeiingen - cristae, die strikt specifieke permeabiliteit en actieve transportsystemen hebben. Het aantal cristae kan variëren van meerdere

cellen tot enkele honderden en zelfs duizenden, afhankelijk van de functies van de cel.

Ze vergroten het oppervlak van het binnenmembraan, dat multi-enzymsystemen herbergt die betrokken zijn bij de synthese van ATP-moleculen.

Het binnenmembraan bevat twee hoofdtypen eiwitten:

Het buitenmembraan is gescheiden van het binnenmembraan door een intermembraanruimte.

De binnenruimte van mitochondriën is gevuld met een homogene substantie - Matrix. De matrix bevat circulaire moleculen van mitochondriaal DNA, specifiek mRNA, tRNA en ribosomen (prokaryotisch type), die autonome biosynthese uitvoeren van enkele van de eiwitten die het binnenmembraan vormen. Maar de meeste mitochondriale genen zijn naar de kern verhuisd en de synthese van veel mitochondriale eiwitten vindt plaats in het cytoplasma. Daarnaast zijn er enzymen die ATP-moleculen vormen. Mitochondriën kunnen zich voortplanten door splijting of loslating van kleine fragmenten.

Mitochondriale functies:

Niet-membraanorganellen gevonden in de cellen van alle organismen. Dit zijn kleine organellen, weergegeven door bolvormige deeltjes met een diameter van ongeveer 20 nm (Fig. 287). Ribosomen bestaan uit twee subeenheden van ongelijke grootte - groot en klein, waarop ze

kan dissociëren. Ribosomen zijn opgebouwd uit eiwitten en ribosomaal RNA (rRNA). rRNA-moleculen vormen 50-63% van de massa van het ribosoom en vormen het structurele raamwerk. De meeste eiwitten zijn specifiek geassocieerd met bepaalde regio's van rRNA. Sommige eiwitten worden alleen tijdens de eiwitsynthese in ribosomen ingebouwd.

Er zijn twee hoofdtypen ribosomen: eukaryotisch (met sedimentatieconstanten van het hele ribosoom - 80S, kleine subeenheid - 40S, groot - 60S) en prokaryotisch (overeenkomend met

veneus 70S, 30S, 50S). Eukaryotische ribosomen omvatten 4 rRNA-moleculen en ongeveer 100 eiwitmoleculen, prokaryoten - 3 rRNA-moleculen en ongeveer 55 eiwitmoleculen.

Afhankelijk van de locatie in de cel zijn er:

© aangehechte ribosomen- ribosomen geassocieerd met grote subeenheden met het buitenoppervlak van de ER-membranen, die eiwitten synthetiseren die het Golgi-complex binnenkomen en vervolgens door de cel worden uitgescheiden.

Tijdens eiwitbiosynthese kunnen ribosomen afzonderlijk "werken" of combineren tot complexen - polyribosomen (polysomen). In dergelijke complexen zijn ze aan elkaar gekoppeld door een enkel mRNA-molecuul.

Eukaryote ribosomen worden geproduceerd in de nucleolus. Eerst worden rRNA's gesynthetiseerd op nucleolair DNA, dat vervolgens wordt bedekt met ribosomale eiwitten die uit het cytoplasma komen, tot de gewenste grootte worden gesplitst en ribosoomsubeenheden vormen. Er zijn geen volledig gevormde ribosomen in de kern. De associatie van subeenheden tot een geheel ribosoom vindt in het cytoplasma in de regel plaats tijdens eiwitbiosynthese.

Een van de onderscheidende kenmerken van een eukaryote cel is de aanwezigheid in zijn cytoplasma van skeletformaties in de vorm van microtubuli en bundels eiwitvezels. De elementen van het cytoskelet, nauw verbonden met het buitenste cytoplasmatische membraan en het kernmembraan, vormen complexe interliniëring in het cytoplasma.

Het cytoskelet wordt gevormd door het microtrabeculaire systeem, microtubuli en microfilamenten.

Het cytoskelet bepaalt de vorm van de cel, neemt deel aan de bewegingen van de cel, aan de deling en bewegingen van de cel zelf, aan het intracellulaire transport van organellen en individuele verbindingen. Microfilamenten vervullen ook de functie van celversterking.

Het microtrabeculaire systeem is een netwerk van dunne fibrillen - trabeculae (dwarsbalken), op de snijpunten of verbinding van de uiteinden waarvan ribosomen zich bevinden.

Het microtrabeculaire systeem is een dynamische structuur: onder veranderende omstandigheden kan het desintegreren en weer in elkaar zetten.

Functies van het microtrabeculaire raster:

De wand van microtubuli is voornamelijk opgebouwd uit spiraalvormig gestapelde tubuline-eiwitsubeenheden. Er wordt aangenomen dat centriolen, basale lichamen van flagella en cilia, en centromeren van chromosomen de rol kunnen spelen van een matrix (organisator van microtubuli).

Functies van microtubuli:

De centriole is een cilinder (0,3 m lang en 0,1 m in diameter), waarvan de wand wordt gevormd door negen groepen van drie gefuseerde microtubuli (9 tripletten) die op bepaalde intervallen met elkaar zijn verbonden door middel van verknopingen. Vaak zijn centriolen gepaard, waar ze haaks op elkaar staan. Als de centriol aan de basis van de cilium of flagellum ligt, wordt deze genoemd basaal lichaam.

Bijna alle dierlijke cellen hebben een paar centriolen, het middelste element centrosoom, of cel centrum(Afb. 288). Alvorens te delen, divergeren centriolen naar tegenovergestelde polen en in de buurt van elk van hen

een dochter centriol wordt gevormd. Uit centriolen die zich op verschillende polen van de cel bevinden, worden microtubuli gevormd die naar elkaar toe groeien. Ze vormen een mitotische spoel, die bijdraagt aan de uniforme verdeling van genetisch materiaal tussen dochtercellen, en zijn het centrum van de organisatie van het cytoskelet. Een deel van de spoeldraden zit vast aan de chromosomen. In de cellen van hogere planten heeft het celcentrum geen centriolen.

Centriolen zijn zelfreproducerende organellen van het cytoplasma. Ze ontstaan als gevolg van verdubbeling van bestaande. Dit gebeurt wanneer de centriolen divergeren. De onrijpe centriol bevat 9 enkele microtubuli; blijkbaar is elke microtubule een sjabloon voor de assemblage van tripletten die kenmerkend zijn voor een volwassen centriol.

Dit zijn haarachtige formaties van ongeveer 0,25 micron dik, opgebouwd uit microtubuli, bij eukaryoten zijn ze alleen in de lengte bedekt met trilhaartjes.

Cilia en flagella zijn de organellen van de beweging van vele soorten cellen. Meestal worden trilharen en flagella aangetroffen in bacteriën, sommige protozoa, zoösporen en spermatozoa. Bacteriële flagella hebben een andere structuur dan eukaryote flagella.

Cilia en flagella worden gevormd door negen dubbele microtubuli die de wand vormen van een cilinder bedekt met een membraan; in het midden zijn twee enkele microtubuli. Deze structuur van het type 9+2 is kenmerkend voor de trilhaartjes en flagellen van bijna alle eukaryote organismen, van protozoa tot mensen.

Cilia en flagella worden in het cytoplasma versterkt door basale lichamen die aan de basis van deze organellen liggen. Elk basaal lichaam bestaat uit negen drietal microtubuli; er zijn geen microtubuli in het midden.

Microfilamenten worden weergegeven door draden met een diameter van 6 nm, bestaande uit actine-eiwit, dichtbij spieractine. Actine maakt 10-15% uit van de totale hoeveelheid celeiwit. In de meeste dierlijke cellen vormt zich een dicht netwerk van actinefilamenten en de bijbehorende eiwitten onder het plasmamembraan zelf. Dit netwerk geeft de oppervlaktelaag van de cel mechanische sterkte en stelt de cel in staat om van vorm te veranderen en te bewegen.

Naast actine worden ook myosinefilamenten in de cel aangetroffen. Hun aantal is echter veel kleiner. Door de interactie van actine en myosine treedt spiercontractie op.

Microfilamenten worden geassocieerd met de beweging van de hele cel of de individuele structuren erin. In sommige gevallen wordt beweging alleen verschaft door actinefilamenten, in andere gevallen door actine samen met myosine.

Inclusies zijn tijdelijke componenten van het cytoplasma, die soms verschijnen, soms verdwijnen. In de regel bevinden ze zich in bepaalde stadia van de levenscyclus in cellen. De specificiteit van insluitsels hangt af van de specificiteit van de overeenkomstige cellen van weefsels en organen. Insluitsels komen voornamelijk voor in plantencellen. Ze kunnen voorkomen in het hyaloplasma, verschillende organellen, minder vaak in de celwand.

Functioneel zijn insluitsels:

Dit zijn de meest voorkomende insluitsels van plantencellen. Zetmeel wordt in planten uitsluitend opgeslagen in de vorm van zetmeelkorrels.

Ze worden alleen gevormd in het plastide-stroma van levende cellen. Tijdens fotosynthese produceren groene bladeren assimilatie, of primair zetmeel. Assimilatiezetmeel hoopt zich niet op in de bladeren en, snel hydrolyserend tot suikers, stroomt het in de delen van de plant waar het zich ophoopt. Daar verandert het weer in zetmeel, dat heet ondergeschikt. Secundair zetmeel wordt ook direct gevormd in knollen, wortelstokken, zaden, dat wil zeggen, waar het in voorraad wordt gedeponeerd. Dan noemen ze hem Reserve. Leukoplasten die zetmeel opslaan heten amyloplasten.

Vooral rijk aan zetmeel zijn zaden, ondergrondse scheuten (knollen, bollen, wortelstokken), parenchym van geleidende weefsels van wortels en stengels van houtachtige planten.

Komt voor in bijna alle plantencellen. De zaden en vruchten zijn er het rijkst aan. Vetoliën in de vorm van lipidedruppeltjes zijn de op één na belangrijkste (na zetmeel) vorm van reservevoedingsstoffen. Zaden van sommige planten (zonnebloem, katoen, enz.) kunnen tot 40% olie per gewicht droge stof ophopen.

Lipidedruppels hopen zich in de regel direct op in het hyaloplasma. Het zijn bolvormige lichamen, meestal van submicroscopische grootte.

Lipidedruppeltjes kunnen zich ook ophopen in leukoplasten, die elaioplasten.

Eiwitinsluitingen worden gevormd in verschillende celorganellen in de vorm van amorfe of kristallijne afzettingen van verschillende vormen en structuren. Meestal zijn kristallen te vinden in de kern - in het nucleoplasma, soms in de perinucleaire ruimte, minder vaak in het hyaloplasma, plastide-stroma, in de verlengingen van de EPR-tanks, de matrix van peroxisomen en mitochondriën. Vacuolen bevatten zowel kristallijne als amorfe eiwitinsluitsels. Het grootste aantal eiwitkristallen wordt gevonden in de opslagcellen van droge zaden in de vorm van de zogenaamde aleuronischgranen of eiwit lichamen.

Opslageiwitten worden gesynthetiseerd door ribosomen tijdens zaadontwikkeling en afgezet in vacuolen. Wanneer de zaden rijpen, vergezeld van hun uitdroging, drogen de eiwitvacuolen uit en kristalliseert het eiwit. Als gevolg hiervan veranderen eiwitvacuolen in een volgroeid droog zaad in eiwitlichamen (aleuronkorrels).

Insluitingen gevormd in vacuolen, in de regel cellen van bladeren of schors. Dit zijn ofwel enkele kristallen of groepen kristallen van verschillende vormen.

Het zijn de eindproducten van de vitale activiteit van cellen, die worden gevormd als een apparaat om overtollig calcium uit de stofwisseling te verwijderen.

Naast calciumoxalaat kunnen calciumcarbonaat en silicakristallen zich ophopen in cellen.

Kern

Het belangrijkste bestanddeel van eukaryote cellen. Een kernvrije cel bestaat al lang niet meer. De kern is ook niet in staat tot onafhankelijk bestaan.

De meeste cellen hebben een enkele kern, maar er zijn ook meerkernige cellen (in een aantal protozoa, in de skeletspieren van gewervelde dieren). Het aantal kernen kan enkele tientallen bereiken. Sommige zeer gespecialiseerde cellen verliezen hun kern (zoogdiererytrocyten en zeefbuiscellen in angiospermen).

De vorm en grootte van celkernen zijn gevarieerd. Typisch heeft de kern een diameter van 3 tot 10 µm. Het formulier wordt in de meeste gevallen geassocieerd met het formulier

cellen, maar verschilt er vaak van. In de regel heeft het een bolvormige of ovale vorm, minder vaak kan het gesegmenteerd, spoelvormig zijn.

De belangrijkste functies van de kernel zijn:

De kern omvat (Fig. 289):

De kern wordt van de rest van het cytoplasma begrensd door een kernmembraan dat bestaat uit twee membranen met een typische structuur. Tussen de membranen bevindt zich een nauwe spleet gevuld met een halfvloeibare stof, - perinucleaire ruimte. Op sommige plaatsen versmelten beide membranen met elkaar en vormen ze kernporiën waardoor de uitwisseling van stoffen plaatsvindt tussen de kern en het cytoplasma. Van de kern naar het cytoplasma en terug kunnen ook stoffen binnendringen door het losraken van uitsteeksels en uitgroeisels van het kernmembraan.

Ondanks het actieve metabolisme zorgt het kernmembraan voor verschillen in de chemische samenstelling van nucleair sap en cytoplasma, wat nodig is voor de normale werking van nucleaire structuren. Het buitenste kernmembraan vanaf de kant die naar het cytoplasma is gericht, is bedekt met ribosomen, waardoor het een ruwheid krijgt, het binnenmembraan is glad. De nucleaire envelop maakt deel uit van het celmembraansysteem. Uitlopers van het buitenste kernmembraan zijn verbonden met de kanalen van het endoplasmatisch reticulum en vormen een enkel systeem van communicerende kanalen.

Karyoplasma- interne inhoud van de kernel. Het is een gelachtige matrix waarin chromatine en een of meer nucleoli zich bevinden. De samenstelling van nucleair sap omvat verschillende eiwitten (inclusief nucleaire enzymen), vrije nucleotiden, evenals afvalproducten van de nucleolus en chromatine.

De derde structuurkarakteristiek van de celkern is nucleolus, dat is een rond, dicht lichaam ondergedompeld in nucleair sap. Het aantal nucleoli hangt af van de functionele toestand van de kern en kan variëren van 1 tot 5-7 of meer (zelfs in dezelfde cel). Nucleoli worden alleen gevonden in niet-delende kernen; tijdens mitose verdwijnen ze en nadat de deling is voltooid, verschijnen ze weer. De nucleolus is geen onafhankelijke structuur van de kern. Het wordt gevormd als gevolg van de concentratie in een bepaald gebied van het karyoplasma van chromosoomsecties die informatie bevatten over de structuur van rRNA. Deze secties van chromosomen worden genoemd nucleolaire organisatoren. Ze bevatten talrijke kopieën van de genen die coderen voor rRNA. Aangezien het proces van rRNA-synthese en de vorming van ribosoomsubeenheden intensief aan de gang is in de nucleolus, kunnen we zeggen dat de nucleolus een opeenhoping is van rRNA en ribosomen in verschillende stadia van vorming.

chromatine klonten, korrels en netwerkachtige structuren van de kern genoemd, intens gekleurd met enkele kleurstoffen en verschillend van vorm van de nucleolus. Chromatine is een DNA-molecuul geassocieerd met eiwitten - histonen. Afhankelijk van de mate van spiralisering zijn er:

Chromatine is een vorm van bestaan van genetisch materiaal in niet-delende cellen en geeft de mogelijkheid om de informatie die erin zit te verdubbelen en te realiseren.

Tijdens celdeling vormen DNA-spoelen en chromatinestructuren chromosomen.

chromosomen constante componenten van de celkern genoemd, met een speciale organisatie, functionele en morfologische specificiteit, in staat tot zelfreproductie en behoud van eigenschappen tijdens de ontogenese. Chromosomen zijn dichte, intens kleurende structuren (vandaar hun naam). Ze werden voor het eerst ontdekt door Fleming (1882) en Strassburger (1884). De term "chromosoom" werd in 1888 bedacht door Waldeyer.

Functies van chromosomen:

De belangrijkste chemische componenten van chromosomen zijn DNA (40%) en eiwitten (60%). Het hoofdbestanddeel van chromosomen is DNA, aangezien erfelijke informatie in de moleculen is gecodeerd, terwijl eiwitten structurele en regulerende functies vervullen.

Er zijn twee hoofdvormen van chromosomen die verband houden met bepaalde fasen en perioden van de mitotische cyclus:

Reorganisatie van chromosomen vindt plaats in het proces van spiralisatie (condensatie) of despiralisatie (decondensatie). In niet-delende cellen bevinden de chromosomen zich in een gedecondenseerde toestand, omdat alleen in dit geval de daarin ingebedde informatie kan worden gelezen. Tijdens celdeling bereikt spiralisatie een dichte pakking van erfelijk materiaal, wat belangrijk is voor de beweging van chromosomen tijdens mitose. De totale lengte van het DNA van een menselijke cel is 2 meter, terwijl de totale lengte van alle chromosomen van de cel slechts 150 micron is.

Alle informatie over chromosomen is verkregen uit de studie van metafasechromosomen. Elk metafase-chromosoom heeft twee chromatiden, die dochterchromosomen zijn (Fig. 290). Ze scheiden tijdens mitose. in dochtercellen en worden onafhankelijke chromosomen. chromatiden- sterk spiraalvormige identieke DNA-moleculen, die zich vormen

voortkomend uit replicatie. Ze zijn met elkaar verbonden in het gebied van de primaire vernauwing ( centromeren), waaraan de splijtingsspindeldraden zijn bevestigd. De fragmenten waarin de primaire vernauwing het chromosoom verdeelt, worden genoemd schouders en de uiteinden van het chromosoom - telomeren. Telomeren beschermen de uiteinden van chromosomen tegen aan elkaar plakken en dragen zo bij aan het behoud van de chromosoomintegriteit. Afhankelijk van de locatie van het centromeer worden ze onderscheiden (Fig. 291):

Sommige chromosomen hebben secundaire vernauwingen ontstaan in gebieden met onvolledige condensatie van chromatine. Zij zijn nucleolaire organisatoren. Soms is de secundaire vernauwing erg lang en scheidt een klein deel van het hoofdgedeelte van het chromosoom - satelliet. Dergelijke chromosomen worden satelliet.

Chromosomen hebben individuele kenmerken: lengte, positie van het centromeer, vorm.

Elke soort levende organismen heeft een bepaald en constant aantal chromosomen in zijn cellen. De chromosomen van de kern van één cel zijn altijd gepaard. Elk paar wordt gevormd door chromosomen die dezelfde grootte, vorm en positie hebben van de primaire en secundaire vernauwingen. Dergelijke chromosomen worden homoloog. Mensen hebben 23 paar homologe chromosomen. Het geheel van kwantitatieve (aantal en grootte) en kwalitatieve (vorm) kenmerken van de chromosomenset van een somatische cel heet karyotype. Het aantal chromosomen in het karyotype is altijd even, aangezien somatische cellen twee chromosomen hebben van dezelfde vorm en grootte: de ene is vaderlijk, de andere is moederlijk. De chromosoomset is altijd soortspecifiek, dat wil zeggen, het is alleen kenmerkend voor een bepaald type organisme. Als in de celkernen de chromosomen homologe paren vormen, dan wordt zo'n set chromosomen genoemd diploïde(dubbel) en duiden - 2n aan. De hoeveelheid DNA die overeenkomt met de diploïde set chromosomen wordt aangeduid als 2c. De diploïde set chromosomen is kenmerkend voor somatische cellen. In de kernen van geslachtscellen wordt elk chromosoom in het enkelvoud weergegeven. Deze set chromosomen heet haploïde(enkel) en duiden - n aan. Bij mensen bevat de diploïde set 46 chromosomen en de haploïde set 23.

Samen met membraan- en niet-membraanorganellen in het cytoplasma zijn er celinsluitsels, die niet-permanente elementen van de cel zijn. Ze verschijnen en verdwijnen gedurende de hele levenscyclus.

Wat verwijst naar cellulaire insluitsels, wat is hun rol in de cel?

Insluitingen zijn in feite stofwisselingsproducten die zich kunnen ophopen in de vorm van korrels, korrels of druppeltjes met verschillende chemische structuren. Zelden gevonden in de kern.

Ze worden voornamelijk gevormd in het lamellaire complex en in het endoplasmatisch reticulum. Sommige zijn het resultaat van een onvolledige spijsvertering (hemosiderine).

Het proces van splitsen en verwijderen is afhankelijk van de herkomst. Secretoire insluitsels worden uitgescheiden via de kanalen, koolhydraat- en lipide-insluitsels worden gesplitst onder invloed van enzymen, melanine wordt vernietigd door Langerhans-cellen.

Classificatie van cellulaire insluitsels:

Trofisch (zetmeel, glycogeen, lipiden);
secretie (insluitingen van de pancreas, endocriene organen);
excretie (korrels van urinezuur);
pigment (melanine, bilirubine);
willekeurig (medicijnen, silicium);
mineraal (calciumzouten).

Structuur en functies

vettig insluitsels hopen zich vaak op in het cytoplasma als kleine druppeltjes. Ze zijn kenmerkend voor eencellige, bijvoorbeeld ciliaten. Bij hogere dieren bevinden lipidedruppels zich in vetweefsel. Overmatige ophoping van vetinsluitsels leidt tot pathologische veranderingen in organen, veroorzaakt bijvoorbeeld vetdegeneratie van de lever.

Polysachariden hebben een korrelige structuur in verschillende vormen en maten. Hun grootste ophopingen bevinden zich in de cellen van de dwarsgestreepte spieren en het leverweefsel.

Eiwitinsluitsels komen niet vaak voor, ze zijn vooral een voedingsstof in de eieren (bij microscopisch onderzoek zie je allerlei bordjes, stokjes).

Pigment lipofuscine - dit zijn gele of bruine insluitsels die zich tijdens het leven in cellen ophopen. Het pigment hemoglobine maakt deel uit van de rode bloedcellen. Rhodopsine - maakt de staafjes van het netvlies gevoelig voor licht.

Structuur en functies van cellulaire insluitsels
Groep	kenmerk
Trofisch	Dit omvat eiwitten, vetten en koolhydraten. Glycogeen wordt aangetroffen in dierlijke cellen, vooral in de lever en spiervezels. Met belastingen en verbruik van een grote hoeveelheid energie, wordt het in de eerste plaats gebruikt. Planten slaan zetmeel op als hun belangrijkste voedingsbron.
excretie	Dit zijn de producten van het celmetabolisme die er niet uit zijn verwijderd. Dit omvat ook vreemde agentia die in de intracellulaire ruimte zijn doorgedrongen. Dergelijke insluitsels worden geabsorbeerd en verwerkt door lysosomen.
secretaresse	Hun synthese vindt plaats in speciale cellen en vervolgens worden ze naar buiten gebracht via de kanalen of met de stroom van lymfe en bloed. De secretoire groep omvat hormonen.
pigment	Soms worden ze weergegeven door stofwisselingsproducten: lipofuscinekorrels of ophopingen van hemosiderine. Gevonden in melanocyten, kleurgecodeerde cellen. Ze vervullen een beschermende functie en voorkomen de werking van zonlicht. Bij de eenvoudigste soorten worden melanocyten in veel organen aangetroffen, waardoor dieren een andere kleur krijgen. Bij mensen bevindt de hoofdmassa van pigmentcellen zich in de epidermis, een deel in de iris van het oog.
Willekeurig	Gevonden in cellen die in staat zijn tot fagocytose. Gevangen bacteriën die slecht worden verteerd, blijven als korrels in het cytoplasma.
mineraal	Deze omvatten Ca-zouten, die worden afgezet met een afname van de activiteit van het orgel. Schending van het ionenmetabolisme leidt ook tot de ophoping van zouten in de mitochondriale matrix.

Biologische en medische betekenis van cellulaire insluitsels

Overmatige accumulatie van insluitsels kan leiden tot de ontwikkeling van ernstige pathologieën, die gewoonlijk accumulatieziekten worden genoemd. De vorming van de ziekte gaat gepaard met een afname van de activiteit van lysosomale enzymen en overmatige inname van stoffen (leververvetting, glycogeenspierweefsel).

De ontwikkeling van de erfelijke ziekte van Pompe is bijvoorbeeld te wijten aan een tekort aan het enzym zure maltase Als gevolg hiervan wordt glycogeen in de cellen verwarmd, wat leidt tot dystrofie van het zenuw- en spierweefsel.

Stoffen die kenmerkend zijn voor de cel, evenals lichaamsvreemde stoffen die normaal niet voorkomen (amyloïdose van de nieren) kunnen zich ophopen in het cytoplasma. Tijdens de veroudering van het lichaam hoopt lipofuscine zich op in alle cellen, wat dient als een marker voor de functionele minderwaardigheid van cellen.

Hoe verschillen organellen van cellulaire insluitsels?

organellen - dit zijn permanente structurele elementen van de cel, noodzakelijk voor stabiel werk en leven.

insluitsels - dit zijn de componenten van een cel die gedurende zijn hele leven kunnen komen en gaan.

Organellen zijn gespecialiseerde secties van het cytoplasma van een cel die een specifieke structuur hebben en specifieke functies in de cel vervullen. Ze zijn onderverdeeld in organellen voor algemene doeleinden die in de meeste cellen worden aangetroffen (mitochondriën, het Golgi-complex, endoplasmatisch reticulum, ribosomen, celcentrum, lysosomen, plastiden en vacuolen), en organellen voor speciale doeleinden die alleen in gespecialiseerde cellen worden gevonden (myofibrillen). - in spiercellen, flagella, trilhaartjes, pulserende vacuolen - in protozoaire cellen). De meeste organellen hebben een membraanstructuur. Membranen zijn afwezig in de structuur van ribosomen en het celcentrum. De cel is bedekt met een membraan, dat bestaat uit verschillende lagen moleculen,

het verschaffen van selectieve permeabiliteit van stoffen. in het cytoplasma

de kleinste structuren bevinden zich - organellen. naar celorganellen

omvatten: endoplasmatisch reticulum, ribosomen, mitochondriën, lysosomen,

Golgi-complex, celcentrum.

Het cytoplasma bevat een aantal kleine celstructuren - organellen,

die verschillende functies vervullen. Organellen zorgen voor

levensvatbaarheid van de cellen.

Endoplasmatisch reticulum.

De naam van deze organoïde weerspiegelt de locatie in

het centrale deel van het cytoplasma (Grieks "endon" - binnen). EPS presenteert

een zeer vertakt systeem van buisjes, buisjes, blaasjes, reservoirs

verschillende maten en vormen, begrensd door membranen van het cytoplasma van de cel.

EPS is van twee soorten: korrelig, bestaande uit buisjes en reservoirs,

waarvan het oppervlak bezaaid is met korrels (korrels) en agranulair, d.w.z.

glad (geen korrels). De korrels in het endoplasmatisch reticulum zijn niets anders dan

ribosomen. Interessant is dat het in de cellen van dierlijke embryo's wordt waargenomen in

voornamelijk korrelig EPS, en in volwassen vormen - agranulair. Wetende dat

ribosomen in het cytoplasma dienen als een plaats voor eiwitsynthese, het kan worden aangenomen dat

granulair ER overheerst in cellen die actief eiwit synthetiseren.

Er wordt aangenomen dat het agranulaire netwerk meer wordt geboden in die

cellen waar sprake is van een actieve synthese van lipiden (vetten en vetachtige stoffen).

Beide soorten endoplasmatisch reticulum zijn niet alleen betrokken bij de synthese

organische stoffen, maar ook accumuleren en transporteren naar plaatsen

doel, het metabolisme tussen de cel en zijn omgeving reguleren.

ribosomen.

Ribosomen zijn niet-membraan cellulaire organellen die zijn samengesteld uit:

ribonucleïnezuur en eiwit. Hun interne structuur is veel meer

blijft een mysterie. In een elektronenmicroscoop zien ze eruit als ronde of

paddestoel korrels.

Elk ribosoom wordt door een groef verdeeld in grote en kleine delen.

(subeenheden). Vaak zijn meerdere ribosomen verbonden door een speciale draad

ribonucleïnezuur (RNA), informatief (i-RNA) genoemd. ribosomen

vervullen een unieke functie van het synthetiseren van eiwitmoleculen uit aminozuren.

Golgi complex.

Biosyntheseproducten komen het lumen van de holtes en tubuli van de EPS binnen,

waar ze zijn geconcentreerd in een speciaal apparaat - het Golgi-complex,

gelegen nabij de kern. Het Golgi-complex is betrokken bij transport

biosynthetische producten naar het celoppervlak en bij hun verwijdering uit de cel, in

vorming van lysosomen, enz.

Het Golgi-complex werd ontdekt door de Italiaanse cytoloog Camilio Golgi

en in 1898 werd het "complex (apparaat) van de Golgi" genoemd.

Eiwitten geproduceerd in ribosomen komen het Golgi-complex binnen en wanneer ze

zijn vereist door een andere organoïde, dan wordt een deel van het Golgi-complex gescheiden en het eiwit

op de gewenste locatie afgeleverd.

lysosomen.

Lysosomen (van het Griekse "Lizeo" - ik los op en "Soma" - het lichaam) zijn

ovale celorganellen omgeven door een enkellaags membraan. In hen

er is een reeks enzymen die eiwitten, koolhydraten en lipiden vernietigen. BIJ

Als het lysosomale membraan beschadigd is, beginnen enzymen af te breken en

vernietigen de interne inhoud van de cel, en het sterft.

Cel centrum.

Het celcentrum kan worden waargenomen in cellen die kunnen delen. Hij

bestaat uit twee staafvormige lichamen - centriolen. dichtbij de kern en

Golgi-complex, het celcentrum is betrokken bij het proces van celdeling, in

spindel vorming.

energie organellen.

mitochondriën(Grieks "mitos" - draad, "chondrion" - korrel) heet

krachtpatsers van de cel. Deze naam komt voort uit het feit dat:

het is in de mitochondriën dat de extractie van energie in

voedingsstoffen. De vorm van mitochondriën is variabel, maar meestal hebben ze:

soort draden of korrels. Hun grootte en aantal zijn ook onstabiel en zijn afhankelijk van:

functionele activiteit van de cel.

Elektronenmicrofoto's laten zien dat mitochondriën zijn samengesteld uit:

twee membranen: buitenste en binnenste. Het binnenmembraan vormt uitgroeisels,

cristae genaamd, die volledig bedekt zijn met enzymen. Aanwezigheid van cristae

verhoogt het totale oppervlak van mitochondriën, wat belangrijk is voor active

enzym activiteit.

Mitochondriën hebben hun eigen specifieke DNA en ribosomen. Vanwege

hiermee reproduceren ze zichzelf tijdens celdeling.

Chloroplasten- in de vorm van een schijf of een bal met een dubbele schaal -

extern en intern. De chloroplast bevat ook DNA, ribosomen en

speciale membraanstructuren - korrels onderling verbonden en intern

chloroplast membraan. De gran membranen bevatten chlorofyl. Dankzij

chlorofyl in chloroplasten zet de energie van zonlicht om in

chemische energie van ATP (adenosinetrifosfaat). De energie van ATP wordt gebruikt in

chloroplasten om koolhydraten te synthetiseren uit koolstofdioxide en water.

mobielinclusie zijn niet-permanente structuren van de cel. Deze omvatten druppels en korrels van eiwitten, koolhydraten en vetten, evenals kristallijne insluitsels (organische kristallen die eiwitten, virussen, oxaalzuurzouten, enz. in cellen kunnen vormen, en anorganische kristallen gevormd door calciumzouten). In tegenstelling tot organoïden hebben deze insluitsels geen membranen of skeletelementen en worden ze periodiek gesynthetiseerd en geconsumeerd. Vetdruppels worden vanwege het hoge energiegehalte als reservestof gebruikt. Koolhydraten (polysachariden; in de vorm van zetmeel in planten en in de vorm van glycogeen bij dieren en schimmels - als energiebron voor de vorming van ATP; eiwitkorrels - als bron van bouwstof, calciumzouten - om de proces van excitatie, metabolisme, enz.)