Структурата и свойствата на цитоплазмата. Какво е цитоплазма? Функции на цитоплазмата в клетката

Днес можете да разберете какво е цитоплазмата в биологията. Освен това предлагаме да обърнем внимание на много интересни въпроси:

1. Клетъчна организация.
2. Хиалоплазма.
3. Свойства и функции на цитоплазмата.
4. органели и така нататък.

Като начало предлагаме да въведем определение за неизвестен термин. Цитоплазмата е тази част от клетката, която е извън ядрото и е ограничена от мембраната. Цялото съдържание на клетката, включително ядрото, е протоплазма.

Важно е да се обърне внимание на факта, че именно тук протичат важни метаболитни процеси. В цитоплазмата се срещат:

• абсорбция на йони и други метаболити;
• транспортиране;
• производство на енергия;
• синтез на протеинови и непротеинови продукти;
• клетъчно храносмилане и така нататък.

Всички горепосочени процеси поддържат жизнеспособността на клетките.

Видове структурна организация на клетката

Не е тайна, че всички тъкани и органи се образуват от най-малките частици - клетки.

Учените успяха да идентифицират само два от техните видове:

• прокариотни;
• еукариотни.

Най-простите форми на живот съдържат една клетка и се размножават чрез клетъчно делене. Тези две форми на клетки имат някои разлики и прилики. В прокариотните клетки няма ядро ​​и хромозомата се намира директно в цитоплазмата (какво е цитоплазмата в биологията беше казано по-рано). Тази структура присъства в бактериите. Друго нещо е еукариотната клетка. Ще говорим за това в следващия раздел.

еукариотна клетка

Този вид има по-сложна структура. ДНК е свързана с протеин и се намира в хромозомите, които от своя страна се намират в ядрото. Тази органела е разделена от мембрана. Въпреки големия брой разлики, клетките имат нещо общо - вътрешното съдържание е изпълнено с колоиден разтвор.

Цитоплазмата на клетката (или колоидният разтвор) е важна съставна част. Има полутечно състояние. Там също можем да намерим:

• тубули;
• микротубули;
• микрофиламенти;
• нишки.

Цитоплазмата е колоиден разтвор, в който се извършва движението на колоидни частици и други компоненти. Самият разтвор се състои от вода и други съединения (както органични, така и неорганични). Именно в цитоплазмата се намират органели и временни включвания.

Разлики между цитоплазмата на растителна и животинска клетка

Вече въведохме определението за цитоплазма, сега ще разкрием разликите между колоидния разтвор в животинските и растителните клетки.

1. Цитоплазмата на растителна клетка. В неговия състав можем да намерим пластиди, от които има общо три вида: хлоропласти, хромопласти и левкопласти.
2. Цитоплазмата на животинска клетка. В този случай можем да наблюдаваме два слоя цитоплазма - ектоплазма и ендоплазма. Външният слой (ектоплазма) съдържа огромно количество микрофиламенти, а вътрешният слой съдържа органели и гранули. В този случай ендоплазмата е по-малко вискозна.

Хиалоплазма

Основата на цитоплазмата на клетката е хиалоплазмата. Какво е? Хиалоплазмата е разтвор, който е разнороден по състав, лигав и безцветен. Именно в тази среда се осъществява метаболизмът. Терминът "матрица" често се използва по отношение на хиалоплазмата.

Съставът включва:

• протеини;
• липиди;
• полизахариди;
• нуклеотиди;
• аминокиселини;
• йони на неорганични съединения.

Хиалоплазмата е представена от две форми:

• гел;
• сол.

Между тези две фази има взаимни преходи.

Вещества на колоидния разтвор на клетката

Какво е цитоплазмата в биологията, вече обяснихме, сега предлагаме да преминем към разглеждането на химичния състав на колоидния разтвор. Всички вещества, които изграждат клетката, могат да бъдат разделени на две големи групи:

• органични;
• неорганичен.

Първата група съдържа:

• протеини;
• въглехидрати (монозахариди, дизахариди и полизахариди);
• мазнини;
• нуклеинова киселина.

Още малко за въглехидратите. Монозахариди - фруктоза, глюкоза, рибоза и др. Големите полизахариди се състоят от монозахариди - нишесте, гликоген и целулоза.

• вода (деветдесет процента);
• кислород;
• водород;
• въглерод;
• азот;
• натрий;
• калций;
• сяра;
• хлор и така нататък.

Свойства на цитоплазмата

Говорейки за това какво е цитоплазмата в биологията, не може да се пренебрегне въпросът за свойствата на колоиден разтвор.

Първата и много важна характеристика е циклозата. С други думи, това е движението, което се извършва вътре в клетката. Ако това движение спре, клетката веднага умира. Скоростта на циклоза зависи пряко от някои фактори, като например:

• светлина;
• температура и така нататък.

Второто свойство е вискозитетът. Този показател варира в зависимост от организма. Вискозитетът на цитоплазмата зависи пряко от метаболизма.

Третата характеристика е полупропускливостта. Наличието на гранични мембрани в цитоплазмата позволява на някои молекули да преминат, докато други се задържат. Тази селективна пропускливост играе важна роля в живота на клетката.

Органели на цитоплазмата

Всички органели, които изграждат клетката, могат да бъдат разделени на две групи.

1. Мембрана. Това са затворени кухини (вакуола, торбичка, цистерна). Те са получили това име, защото съдържанието на органоида е отделено от цитоплазмата чрез мембрана. Освен това всички мембранни органели могат да бъдат допълнително разделени на две групи: едномембранни и двойномембранни. Първите включват ендоплазмения ретикулум, комплекса на Голджи, лизозоми, пероксизоми. Важно е да се отбележи, че всички едномембранни органели са свързани помежду си и създават единна система. Двумембранните органели включват митохондрии и пластиди. Те имат сложна структура, като две мембрани ги отделят от цитоплазмата.
2. Немембранни. Те включват фибриларни структури и рибозоми. Първите включват микрофиламенти, микрофибрили и микротубули.

В допълнение към органелите, цитоплазмата включва включвания.

Функции на цитоплазмата

Функциите на цитоплазмата включват:

• запълване на клетъчната площ;
• свързване на клетъчни компоненти;
• комбиниране на компонентите на клетката в едно цяло;
• определяне на позицията на органелите;
• проводник за химични и физични процеси;
• поддържане на вътрешно налягане в клетката, обем, еластичност.

Както можете да видите, значението на цитоплазмата е много голямо за всички клетки, както еукариотни, така и прокариотни.

Концепцията за цитоплазма е въведена още през 1882 г. Известно е, че цитоплазмата е вътрешната среда на клетката. В тази статия ще разгледаме какво е цитоплазмата, какво е включено в нейната структура и какво е нейното съдържание.

Ще отговорим и на въпроса какви функции изпълнява цитоплазмата.

Понятието цитоплазма

Цитоплазмата обикновено се разбира като вътрешна среда на жива или мъртва клетка. Цитоплазмата не включва ядрото и вакуолите. Цитоплазмата включва хиалоплазма, която е прозрачно вещество и органели, включва и така наречените включвания. Включването се нарича различни непостоянни структури, например те включват отпадъчните продукти на клетката, различни секрети, пигменти.

Съставът на цитоплазмата

Структурата на цитоплазмата е комбинация от органични и неорганични вещества. Основното вещество, от което се състои цитоплазмата, е водата. Цитоплазмата също съдържа истински и колоидни разтвори. Истинският разтвор се образува от минерални соли, глюкоза и аминокиселини. Колоидният разтвор съдържа протеини. Също така в структурата на цитоплазмата могат да бъдат открити неразтворими отпадъчни продукти и запаси от хранителни вещества.

Функции на цитоплазмата

Най-важните функции на цитоплазмата са обединяването на клетъчните структури, както и осигуряването на тяхното взаимодействие. В допълнение, цитоплазмата, поради постоянно движение и поток в клетката, осигурява движението на различни вещества, което допринася за храненето на всички органели и органели. Освен това осигурява тургор (стресово състояние) на клетката.

Цитоплазма - съдържанието на клетката извън ядрото, затворено в плазмената мембрана. Има прозрачен цвят и гелообразна консистенция. Цитоплазмата се състои главно от вода и също така съдържа ензими, соли и различни органични молекули.

Функция на цитоплазмата

Цитоплазмата функционира, за да поддържа и суспендира органели и клетъчни молекули. Много клетъчни процеси протичат и в цитоплазмата.

Някои от тези процеси включват протеинов синтез, първата стъпка, известна като гликолиза, и . В допълнение, цитоплазмата помага за придвижването на вещества като хормони около клетката и също така разтваря клетъчните отпадъци.

Компоненти на цитоплазмата

Органели

Органелите са малки клетъчни структури, които изпълняват специфични функции в клетката. Примерите за органели включват: , и .

Също така вътре в цитоплазмата има мрежа от влакна, които помагат на клетката да поддържа формата си и осигуряват опора за органелите.

Цитоплазмени включвания

Цитоплазмените включвания са частици, временно суспендирани в цитоплазмата. Включванията се състоят от макромолекули и гранули.

Трите вида включвания, открити в цитоплазмата, са секреторни и хранителни включвания и пигментни гранули. Примери за секреторни включвания са протеини, ензими и киселини. Гликоген (съхранение на глюкозни молекули) и липиди са примери за включвания на хранителни вещества. Меланинът, присъстващ в кожните клетки, е пример за включването на пигментни гранули.

Цитоплазмени деления

Цитоплазмата може да бъде разделена на две основни части: ендоплазма и ектоплазма. Ендоплазмата е централната област на цитоплазмата, която съдържа органели. Ектоплазмата е по-подобната на гел периферна част от цитоплазмата на клетката.

клетъчната мембрана

Клетъчната или плазмената мембрана е структура, която предотвратява изливането на цитоплазмата от клетката. Тази мембрана е съставена от фосфолипиди, които образуват липиден двоен слой, който разделя съдържанието на клетката от извънклетъчната течност. Липидният двоен слой е полупропусклив, което означава, че само някои молекули могат да дифундират през мембраната, за да влязат или излязат от клетката. Екстрацелуларна течност, протеини, липиди и други молекули могат да бъдат добавени към цитоплазмата на клетката с помощта на. В този процес молекулите и извънклетъчната течност се интернализират, тъй като мембраната образува везикула.

Везикулата отделя течността, молекулите и бъбреците от клетъчната мембрана, образувайки ендозома. Ендозомата се движи в клетката, за да достави съдържанието си до подходящите дестинации. Веществата се отстраняват от цитоплазмата чрез. В този процес везикулите, израснали от телата на Голджи, се сливат с клетъчната мембрана, изтласквайки съдържанието им извън клетката. Плазмената мембрана също така осигурява структурна опора на клетката, действайки като стабилна платформа за прикрепване на цитоскелета и .

1. Прокариоти и еукариоти
2. Цитоплазма. биологични мембрани.
3. Видове клетъчно хранене.
4. немембранни органели.

1. Еукариоти и прокариоти.

Еукариотните клетки, характеризиращи се с разнообразие и сложност на структурата, имат общи черти. Всяка клетка се състои от две важни, неразривно свързани части - цитоплазма и ядро, както и мембрана, която ограничава клетката.

Прокариотните клетки, които включват бактерии, за разлика от еукариотите, имат относително проста структура. Прокариотната клетка няма организирано ядро; тя съдържа само една хромозома, която не е отделена от останалата част на клетката с мембрана, а лежи директно в цитоплазмата. Той обаче съдържа и цялата наследствена информация на една бактериална клетка.

Цитоплазмата на прокариотите в сравнение с цитоплазмата на еукариотните клетки е много по-бедна по отношение на състава на структурите. Има множество по-малки рибозоми, отколкото в еукариотните клетки. Функционалната роля на митохондриите и хлоропластите в прокариотните клетки се изпълнява от специални, доста просто организирани мембранни гънки.

Прокариотните клетки, подобно на еукариотните клетки, са покрити с плазмена мембрана, върху която има клетъчна мембрана или лигавична капсула. Въпреки относителната си простота, прокариотите са типични независими клетки. Сравнителна характеристика на еукариотните клетки. Различните еукариотни клетки са структурно подобни. Но наред с приликите между клетките на организмите от различни царства на дивата природа, има забележими разлики. Те засягат както структурни, така и биохимични характеристики.

Растителната клетка се характеризира с наличието на различни пластиди, голяма централна вакуола, която понякога избутва ядрото към периферията, и клетъчна стена, разположена извън плазмената мембрана, състояща се от целулоза. В клетките на висшите растения няма центриол в клетъчния център, който се среща само при водораслите. Резервният хранителен въглехидрат в растителните клетки е нишесте.

Сравнителна характеристика на прокариоти и еукариоти

В клетките на представители на царството на гъбите клетъчната стена обикновено се състои от хитин - веществото, от което е изграден външният скелет на членестоноги и животни. Има централна вакуола, няма пластиди. Само някои гъби имат центриол в клетъчния център. Въглехидратът за съхранение в гъбичните клетки е гликоген.

В животинските клетки няма плътна клетъчна стена, няма пластиди. В животинската клетка няма централна вакуола. Центриолът е характерен за клетъчния център на животинските клетки. Гликогенът също е резервен въглехидрат в животинските клетки.

прокариоти

Това са всички бактерии, цианобактерии или синьо-зелени, както и архебактерии. Аналогът на ядрото при прокариотите е структура, състояща се от ДНК, имаща формата на пръстен и потопена в цитоплазмата. ДНК не е свързана с хистони, така че всички гени, които изграждат хромозомите на прокариотите, работят, т.е. информацията непрекъснато се чете от тях. Прокариотната клетка е заобиколена от мембрана, отделяща цитоплазмата от клетъчната стена (при бактериите, цианид). Клетъчните стени при прокариотите имат особена структура, която се различава от тази на еукариотите. Много прокариоти имат гликопептид и муреин в клетъчните си стени. В цитоплазмата има малко мембрани; те представляват инвагинация на външната цитоплазмена мембрана. Няма органели: митохондрии, хлоропласти, центриоли, апарат на Голджи. Синтезът на протеини се осъществява от рибозоми, по-малки от тези на еукариотите. Всички ензими, които осигуряват жизненоважни процеси, са дифузно диспергирани в цитоплазмата или прикрепени към вътрешната повърхност на цитоплазмената мембрана.

Нуклеоид(лат. nucleus - ядро ​​и гръцки eidos - изглед) - ДНК-съдържаща зона на прокариотна клетка. Понякога нуклеоидът се нарича бактериална хромозома.

2. Цитоплазма- вътрешната клетъчна среда, която изгражда цялото съдържание на клетката. Течна фаза на цитоплазмата - цитозоле комплекс от органични и неорганични съединения, разтворени във вода. Цитозолът може да бъде течен или гелообразен (желатинообразен). В цитозола са потопени всички клетъчни органели или органели - постоянни клетъчни структури, както и непостоянни клетъчни образувания - включвания: резервни хранителни вещества и продукти за отделяне. В цитоплазмата има система от нишки (нишки), която свързва отделните клетъчни структури помежду си и с плазмената мембрана. От трите вида нишки (миозинови нишки, микрофиламенти, микротубули), последните два образуват комплекс, който е клетъчна рамка - цитоскелет.Той придава форма на клетката и служи като място за прикрепване на органелите, като в същото време е подвижна, променяща се структура.

Функции на цитоплазмата:обединяване на всички клетъчни структури в един взаимодействащ комплекс; място на отлагане на резервни вещества; среда за протичане на различни биохимични процеси, характерни за дадена клетка.

В цитоплазмата се намират органели, които се делят на мембранни и немембранни.

биологични мембрани.Основата на структурната организация на клетката е мембранният принцип на структурата. Мембраните образуват много органели, които се намират в цитоплазмата. Всички биологични мембрани имат подобна структура: два реда фосфолипиди, в които молекулите на различни протеини са потопени на различна дълбочина, някои от протеините могат да проникнат през мембраната. Дебелината на биологичната мембрана е 7,5-8 nm. Повечето от потопените протеини са ензими, те определят естеството на биохимичните реакции. Белтъчните компоненти на мембраните, които образуват различните органели на цитоплазмата, не са еднакви. И така, мембраните, които образуват митохондриите, включват ензими, участващи в синтеза на АТФ и т.н.

цитоплазмена или плазмена мембрана плазмалема- най-важният органел на клетката, отделя цитоплазмата на клетката от външната среда или мембрана (в растителните клетки). Той образува повърхността на клетката, има същата структура като всички биологични мембрани. Благодарение на множество израстъци, мембраната значително увеличава площта на контакт с околната среда около клетката.

3 Функции на цитоплазмената мембрана:

- защитен - ограничава вътрешното съдържание на клетката от външната среда;

- сигурност взаимосвързаност на клетките поради образуването на междуклетъчни контакти;

- регулаторен - извършва обмен между клетката и околната среда поради активното или пасивното навлизане на вещества в клетката на базата на селективна пропускливост;

- рецептор - свързани с локализирането на специални структури върху цитоплазмената мембрана - набори от рецептори (гликопротеините могат да действат като такива рецептори);

- трансформиране на енергия - състои се в преобразуване на електрическа енергия в химическа енергия;

- транспорт - мембраната осъществява преноса на вещества в клетката в резултат на взаимодействието на периферни и интегрални протеини. Мембраната има пори, през които водата и някои йони пасивно навлизат в клетката. Активният трансфер на вещества в клетката - ендоцитоза - се осъществява с помощта на специални молекули, които изграждат цитоплазмената мембрана. Ендоцитозапротича под формата на фагоцитоза и пиноцитоза.

3 Видове клетъчно хранене.

Фагоцитоза(Гръцки phagos - поглъщам и cytos - клетка) - улавяне на твърди частици от цитоплазмената мембрана и инвагинация, привличането им в клетката. Краищата на инвагинацията се затварят, вакуолата с частици или молекули твърди вещества се потапя в цитоплазмата и се откъсва.

пиноцитоза(гръцки pino - пия и cytos - клетка) - подобен по механизъм на фагоцитозата, улавянето на различни течности от мембраната.

Фагоцитозата и пиноцитозата се извършват по подобен начин и се различават само по количеството вещества, абсорбирани от клетъчната повърхност. Тези процеси са свързани с потреблението на енергия. Ако синтезът на АТФ е нарушен в клетката, тогава фагоцитозата и пиноцитозата се инхибират.

Екзоцитоза- отстраняване на хормони, полизахариди, протеини, мастни капки и др. от клетката чрез образуване на мембранни везикули в цитоплазмата и освобождаване на тези вещества в околната среда около клетката.

1. Немембранни органели: рибозоми и клетъчен център.

обикновено, клетъчен центъроткрити в животински клетки и разположени близо до ядрото. Образува се центриоли- две малки цилиндрични тела, разположени под прав ъгъл. Центриолите са самовъзпроизвеждащи се клетъчни органели. Клетъчният център играе важна роля в клетъчното делене.

Рибозоми- сферични частици с диаметър 15,0-35,0 nm, състоящи се от две неравни части - субединици. Те се синтезират в ядрото, след което го напускат, преминавайки в цитоплазмата, където са прикрепени към външната повърхност на мембраните на ендоплазмения ретикулум или са разположени свободно. В зависимост от вида на протеина, който се синтезира, рибозомите могат да функционират самостоятелно или да се комбинират в комплекси - полирибозоми.

Мембранни органели (органели) на клеткатаса отделни или взаимосвързани структури, чието съдържание е отделено от течното съдържание на клетката (цитозола) с мембрана или мембрани.

Цитоплазма- задължителна част от клетката, затворена между плазмената мембрана и ядрото; Тя се подразделя на хиалоплазма (основното вещество на цитоплазмата), органели (постоянни компоненти на цитоплазмата) и включвания (временни компоненти на цитоплазмата). Химическият състав на цитоплазмата: основата е вода (60-90% от общата маса на цитоплазмата), различни органични и неорганични съединения. Цитоплазмата е алкална. Характерна особеност на цитоплазмата на еукариотната клетка е постоянното движение ( циклоза). Открива се предимно чрез движението на клетъчни органели, като хлоропласти. Ако движението на цитоплазмата спре, клетката умира, тъй като само в постоянно движение тя може да изпълнява функциите си.

Хиалоплазма ( цитозол) е безцветен, лигав, гъст и прозрачен колоиден разтвор. Именно в него протичат всички метаболитни процеси, той осигурява взаимовръзката на ядрото и всички органели. В зависимост от преобладаването на течната част или големите молекули в хиалоплазмата се разграничават две форми на хиалоплазма: сол- по-течна хиалоплазма и гел- по-плътна хиалоплазма. Между тях са възможни взаимни преходи: гелът се превръща в зол и обратно.

Функции на цитоплазмата:

1. интегриране на всички компоненти на клетката в една система,
2. среда за протичане на много биохимични и физиологични процеси,
3. среда за съществуване и функциониране на органелите.

Клетъчни стени

Клетъчни стениограничават еукариотните клетки. Във всяка клетъчна мембрана могат да се разграничат поне два слоя. Вътрешният слой е в съседство с цитоплазмата и е представен от плазмената мембрана(синоними - плазмалема, клетъчна мембрана, цитоплазмена мембрана), върху която се образува външният слой. В животинска клетка тя е тънка и се нарича гликокаликс(образувани от гликопротеини, гликолипиди, липопротеини), в растителна клетка - дебели, т.нар. клетъчна стена(образувани от целулоза).

Всички биологични мембрани имат общи структурни характеристики и свойства. В момента е общоприето флуиден мозаечен модел на структурата на мембраната. Основата на мембраната е липиден бислой, образуван главно от фосфолипиди. Фосфолипидите са триглицериди, в които един остатък от мастна киселина е заменен с остатък от фосфорна киселина; участъкът от молекулата, в който се намира остатъкът от фосфорна киселина, се нарича хидрофилна глава, участъците, в които се намират остатъци от мастни киселини, се наричат ​​хидрофобни опашки. В мембраната фосфолипидите са подредени по строго подреден начин: хидрофобните опашки на молекулите са обърнати една към друга, а хидрофилните глави са обърнати навън, към водата.

В допълнение към липидите, мембраната съдържа протеини (средно ≈ 60%). Те определят повечето от специфичните функции на мембраната (транспорт на определени молекули, катализа на реакциите, приемане и преобразуване на сигнали от околната среда и др.). Разграничете: 1) периферни протеини(разположени на външната или вътрешната повърхност на липидния двоен слой), 2) полуинтегрални протеини(потопен в липидния двоен слой на различна дълбочина), 3) интегрални или трансмембранни протеини(проникват през мембраната през цялото време, докато са в контакт както с външната, така и с вътрешната среда на клетката). Интегралните протеини в някои случаи се наричат ​​каналообразуващи или канали, тъй като те могат да се разглеждат като хидрофилни канали, през които полярните молекули преминават в клетката (липидният компонент на мембраната не би ги пропуснал).

А - хидрофилна глава на фосфолипида; C, хидрофобни опашки на фосфолипида; 1 - хидрофобни области на протеини Е и F; 2, хидрофилни области на протеин F; 3 - разклонена олигозахаридна верига, прикрепена към липид в гликолипидна молекула (гликолипидите са по-рядко срещани от гликопротеините); 4 - разклонена олигозахаридна верига, прикрепена към протеин в гликопротеинова молекула; 5 - хидрофилен канал (функционира като пора, през която могат да преминават йони и някои полярни молекули).

Мембраната може да съдържа въглехидрати (до 10%). Въглехидратният компонент на мембраните е представен от олигозахаридни или полизахаридни вериги, свързани с протеинови молекули (гликопротеини) или липиди (гликолипиди). По принцип въглехидратите се намират на външната повърхност на мембраната. Въглехидратите осигуряват рецепторните функции на мембраната. В животинските клетки гликопротеините образуват епимембранен комплекс, гликокаликс, с дебелина няколко десетки нанометра. В него се намират много клетъчни рецептори, с негова помощ възниква клетъчна адхезия.

Молекулите на протеини, въглехидрати и липиди са подвижни, способни да се движат в равнината на мембраната. Дебелината на плазмената мембрана е приблизително 7,5 nm.

Функции на мембраната

Мембраните изпълняват следните функции:

1. отделяне на клетъчното съдържание от външната среда,
2. регулиране на метаболизма между клетката и околната среда,
3. разделяне на клетката на отделения ("отделения"),
4. местоположение на "ензимни конвейери",
5. осигуряване на комуникация между клетките в тъканите на многоклетъчните организми (адхезия),
6. разпознаване на сигнала.

Най-важните мембранно свойство- селективна пропускливост, т.е. мембраните са силно пропускливи за някои вещества или молекули и слабо пропускливи (или напълно непропускливи) за други. Това свойство е в основата на регулаторната функция на мембраните, която осигурява обмена на вещества между клетката и външната среда. Процесът, при който веществата преминават през клетъчната мембрана, се нарича транспорт на вещества. Разграничете: 1) пасивен транспорт- процесът на преминаване на вещества, протичащ без енергия; 2) активен транспорт- процесът на преминаване на вещества, протичащ с разходите за енергия.

При пасивен транспортвеществата се движат от област с по-висока концентрация към област с по-ниска, т.е. по концентрационния градиент. Във всеки разтвор има молекули на разтворителя и разтвореното вещество. Процесът на движение на молекулите на разтвореното вещество се нарича дифузия, движението на молекулите на разтворителя се нарича осмоза. Ако молекулата е заредена, тогава нейният транспорт се влияе от електрическия градиент. Следователно, често се говори за електрохимичен градиент, комбинирайки двата градиента заедно. Скоростта на транспортиране зависи от големината на наклона.

Могат да се разграничат следните видове пасивен транспорт: 1) проста дифузия- транспорт на вещества директно през липидния двоен слой (кислород, въглероден диоксид); 2) дифузия през мембранните канали- транспорт чрез каналообразуващи протеини (Na +, K +, Ca 2+, Cl -); 3) улеснена дифузия- транспортиране на вещества с помощта на специални транспортни протеини, всеки от които е отговорен за движението на определени молекули или групи от свързани молекули (глюкоза, аминокиселини, нуклеотиди); 4) осмоза- транспорт на водни молекули (във всички биологични системи водата е разтворител).

Необходимост активен транспортвъзниква, когато е необходимо да се осигури пренос на молекули през мембраната срещу електрохимичния градиент. Този транспорт се осъществява от специални протеини-носители, чиято дейност изисква разход на енергия. Източникът на енергия са молекулите на АТФ. Активният транспорт включва: 1) Na + /K + -помпа (натриево-калиева помпа), 2) ендоцитоза, 3) екзоцитоза.

Работете Na + /K + -помпа. За нормалното функциониране клетката трябва да поддържа определено съотношение на K + и Na + йони в цитоплазмата и във външната среда. Концентрацията на K + вътре в клетката трябва да бъде значително по-висока, отколкото извън нея, а Na + - обратно. Трябва да се отбележи, че Na + и K + могат свободно да дифундират през порите на мембраната. Помпата Na+/K+ противодейства на изравняването на концентрациите на тези йони и активно изпомпва Na+ от клетката и K+ в клетката. Na + /K + -помпата е трансмембранен протеин, способен на конформационни промени, така че да може да прикрепя както K +, така и Na +. Цикълът на работа на Na + /K + -помпата може да бъде разделен на следните фази: 1) прикрепване на Na + от вътрешната страна на мембраната, 2) фосфорилиране на протеина на помпата, 3) освобождаване на Na + в извънклетъчния пространство, 4) прикрепване на К + от външната страна на мембраната, 5) дефосфорилиране на протеина на помпата, 6) освобождаване на К + във вътреклетъчното пространство. Натриево-калиевата помпа изразходва почти една трета от цялата енергия, необходима за живота на клетката. По време на един цикъл на работа помпата изпомпва 3Na + от клетката и изпомпва 2K +.

Ендоцитоза- процесът на абсорбция от клетката на големи частици и макромолекули. Има два вида ендоцитоза: 1) фагоцитоза- улавяне и абсорбция на големи частици (клетки, клетъчни части, макромолекули) и 2) пиноцитоза- улавяне и абсорбция на течен материал (разтвор, колоиден разтвор, суспензия). Феноменът на фагоцитозата е открит от I.I. Мечников през 1882 г. По време на ендоцитозата плазмената мембрана образува инвагинация, краищата й се сливат и структурите, ограничени от цитоплазмата от една мембрана, се вплитат в цитоплазмата. Много протозои и някои левкоцити са способни на фагоцитоза. Пиноцитоза се наблюдава в епителните клетки на червата, в ендотела на кръвоносните капиляри.

Екзоцитоза- обратният процес на ендоцитозата: отстраняването на различни вещества от клетката. По време на екзоцитоза мембраната на везикула се слива с външната цитоплазмена мембрана, съдържанието на везикула се отстранява извън клетката и нейната мембрана се включва във външната цитоплазмена мембрана. По този начин хормоните се отделят от клетките на жлезите с вътрешна секреция, а при протозоите остава несмляна храна.

Отидете на лекции номер 5„Клетъчна теория. Видове клетъчна организация»

Отидете на лекции номер 7"Еукариотна клетка: структура и функции на органелите"