Контрольная работа: Клетка: строение и внутренние процессы
Рис. 11 (А)
Актиновые филаменты или фибриллярный актин (F-актин) представляют собой тонкие фибриллы диаметром 6-8 нм. Они являются результатом полимеризации глобулярного актина – G-актина. Актиновые филаменты играют ключевую роль в сократительном аппарате мышечных и немышечных клеток, а также принимают участие во многих других клеточных процессах, таких как подвижность, поддержание формы клеток, цитокинез. Существуют системы в которых движение органелл происходит по актиновым филаментам. Движение органелл по актиновым филаментам опосредуется миозинами (актин-связывающими белками), которые объединяются в одну группу благодаря наличию общего "головного" домена, обладающего АТФазной активностью.
Схема строения микротрубочки на Рис. 12.
Рис. 12
Белком микротрубочек является тубулин, полимеризация которого приводит к образованию этих структур . Еще есть белки, ассоциированные с микротрубочками (MAP) и белки – транслокаторы. Тубулин – очень консервативный белок, связывающий две молекулы ГТФ, и может также связывать ионы кальция и магния. Функция динеина в биении ресничек и жгутиков, преобразуя энергию АТР в механическое усилие. Микротрубочки имеют две основные функции – двигательную и структурную. Двигательная функция заключается в том, что по микротрубочкам с помощью специальных транспортных белков – транслокаторов – осуществляется движение клеточных органелл. Структурная функция состоит в поддержании с помощью микротрубочек определенной формы клетки или ее части.
В клетках концы микротрубочек, как правило, ассоциированы со специальными структурами – ЦОМТ (центр организации микротрубочек). Некоторые ЦОМТ (например, центриоли, базальные тельца) содержат систему сложно организованных микротрубочек. Другие же представляют собой скопления аморфного электронно-плотного материала. Эти скопления могут быть ассоциированы с другими клеточными компонентами, такими как центриоли, базальные тельца, ядерная оболочка, плазматическая мембрана. Типы ЦOМТ: центросомы, базальные тельца, кинетохоры. Рис. 13 (Б, кружочек).
Рис. 13 (Б, кружочек)
В большинстве животных клеток область, где впервые образуется веретено, содержит центриоли. Каждая пара центриолей в митозе становится частью митотического центра, от которого лучами расходятся микротрубочки. Между тем у многих организмов, в том числе у высших растений, функционально полноценное веретено образуется при полном отсутствии центриолей. Кроме того, если у живой клетки разрушить лазерным микролучом центриоли, то митотическое веретено продолжает нормально функционировать. По-видимому, центриоли не являются структурами, необходимыми для сборки микротрубочек веретена; но если центриоли в клетке есть, то они играют роль фокусов, в которых сходятся микротрубочки.
Вопрос 5. Поверхностный аппарат клетки
Плазматическая мембрана, окружающая каждую клетку, определяет ее величину и обеспечивает сохранение существенных различий между клеточным содержимым и окружающей средой. Мембрана служит высокоизбирательным фильтром, который поддерживает разницу концентраций ионов по обе стороны мембраны и позволяет питательным веществам проникать внутрь клетки, а продуктам выделения выходить наружу.
Жидкостно-мозаичная модель строения плазматической мембраны на Рис. 14 (А).
Пассивный транспорт – это прохождение растворенных веществ через липидный бислой посредством электрохимического градиента.
Активный транспорт – это перекачка растворенных веществ против их электрохимических градиентов белками-переносчиками. Активный транспорт обязательно связан с источником метаболической энергии. Чаще всего таким источником служит гидролиз АТР, осуществляемый белками-переносчиками, или котранспорт ионов натрия или котранспорт ионов водорода по их электрохимическим градиентам.
Рис. 14 (А)
Растворенные вещества способны так же перемещаться через саму мембрану – диффузия.
Кроме того, Активный транспорт может идти по механизму унипорта (облегченной диффузии), согласно которому только одно вещество переносится через биомембрану в одном направлении с помощью канальных или транспортных белков (например, транспорт глюкозы в клетках печени). Активный транспорт может протекать по механизму сопряженного переноса (симпорт, сопряженный транспорт), когда два вещества переносятся одновременно в одном направлении как например, транспорт аминокислот или глюкозы вместе с ионами натрия в кишечных эпителиальных клетках, либо в противоположном направлении (антипорт, обменная диффузия), как, например, обмен ионов НСО3 - на Cl- в мембране эритроцитов.
Высокое соотношение концентрации калия во вне- и внутриклеточной жидкости (38:1) поддерживается благодаря действию Nа+,К+-АТФазы, активно переносящей ионы калия в клетку, а ионы натрия – из нее (в соотношении 2:3) (вследствие активного выведения натрия из клеток Na+,K+-АТФазой 85-90% всего натрия, содержащегося в организме, находится во внеклеточной жидкости и по этой причине определяет ее объем).
Межклеточные контакты возникают в местах соприкосновения клеток в тканях и служат для межклеточного транспорта веществ и передачи сигналов, а также для механического скрепления клеток друг с другом. Типы:
а) рыхлые (простые) контакты – между плазматическими мембранами соседних клеток имеется щель шириной 10-20 нм, заполненная гликокалликсом, специализированных структур на мембранах нет;
б) межклеточные «замки» – мембраны соседних клеток разделены таким же расстоянием, но изгибаются, образуя на поверхности клеток впячивания;
в) десмосомы;
г) плотные контакты (встречаются в основном в эпителиальных клетках) – разделяются на зону замыкания и зону слипания (промежуточный контакт); в зоне замыкания две соседние мембраны сливаются своими наружными слоями, эта зона непроницаема для макромолекул и ионов, в зоне слипания мембраны разделены щелью в 10-20 нм, заполненной плотным веществом, вероятно, белковой природы;
д) щелевидные (высокопроницаемые) контакты, свойственные всем типам эпителиальной и соединительной тканей, – плазматической мембраны разделены промежутком в 2-4 нм, пронизанным каналами, по которым низкомолекулярные вещества попадают из цитоплазмы одной клетки в другую, минуя межклеточную среду.
Гликокаликс – это обогащенная углеводами периферическая зона на поверхности большинства эукариотических клеток (клеточная оболочка). Гликокаликс выполняет прежде всего функцию непосредственной связи клеток животных с внешней средой, со всеми окружающими ее веществами.
Список литературы
1. Биология. (Учебник) / Под ред. В.Н. Ярыгина. – 5-е изд. – 2003.