Цитоплазма - надцарство эукариот - строение клетки - клеточный уровень организации живого - учебник биология - чебышев н. в.

Пероксисома в растениях

glyoxisomes

Растения содержат специализированные органеллы пероксисомного типа, называемые глиоксисомами. Функция состоит в том, чтобы хранить вещества и разлагать липиды. Они находятся в основном в семенах.

Типичная реакция растений происходит в глиоксисомах: превращение жирных кислот в глюкозу.

Этот метаболический путь известен как глиоксилатный цикл и очень похож на цикл лимонной кислоты. Для достижения этого превращения две молекулы ацетил-КоА используются для производства янтарной кислоты, которая впоследствии переходит в глюкозу..

Растение, которое появляется из семени, еще не фотосинтетически активно. Чтобы компенсировать этот факт, они могут использовать эти углеводы из глиоксисомы, пока растение не сможет синтезировать их самостоятельно. Этот процесс необходим для правильного прорастания семян.

Это превращение жирных кислот в углеводы невозможно в клетках животных, поскольку они не обладают ферментами глиоксилатного цикла..

фотодыхание

Пероксисомы участвуют в процессах фотореспирации в клетках растений. Таким образом, его основная функция заключается в том, чтобы метаболизировать вторичные продукты, образующиеся в процессе фотосинтеза..

Фермент рубиско (рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилаза / оксигеназа) участвует в фиксации углекислого газа. Однако этот фермент может принимать кислород, а не углекислый газ. Как видно из названия фермента, он является одновременно карбоксилазой и оксигеназой.

Одним из соединений, полученных этим альтернативным путем оксигенации, является фосфогликолат. После превращения в гликолят эта молекула направляется в пероксисому, где происходит его окисление до глицина..

Глицин может быть доставлен в митохондрии, где он становится серином. Серин возвращается в пероксисому и становится глицератом. Последний проходит хлоропласт и может быть включен в цикл Кальвина.

Другими словами, пероксисомы помогают восстанавливать углерод, так как фосфогликолат не является полезным метаболитом для растения..

Пероксисомное взаимодействие и общение

Разнообразные функции пероксисом требуют динамического взаимодействия и сотрудничества со многими органеллами, участвующими в клеточном метаболизме липидов, такими как эндоплазматический ретикулум (ER), митохондрии, липидные капли и лизосомы.

Пероксисомы взаимодействуют с митохондриями несколькими метаболическими путями, включая β-окисление жирных кислот и метаболизм активных форм кислорода. Обе органеллы находятся в тесном контакте с эндоплазматическим ретикулумом (ER) и разделяют несколько белков, включая факторы деления органелл. Пероксисомы также взаимодействуют с эндоплазматическим ретикулумом (ER) и участвуют в синтезе эфирных липидов (плазмалогенов), которые важны для нервных клеток (см. Выше). У нитчатых грибов пероксисомы перемещаются по микротрубочкам «автостопом» — процессом, включающим контакт с быстро движущимися ранними эндосомами. Физический контакт между органеллами часто опосредуется участками контакта с мембраной, где мембраны двух органелл физически связаны, чтобы обеспечить быстрый перенос небольших молекул, обеспечить связь между органеллами и иметь решающее значение для координации клеточных функций и, следовательно, здоровья человека. Изменения мембранных контактов наблюдаются при различных заболеваниях.

ссылки

Бирге, Э. А. (2013). Бактериальная и бактериофаговая генетика. Springer Science & Business Media.
Кэмпбелл, М. К., & Фаррелл, С. О. (2011). биохимия.
Купер Дж. М. и Хаусман Р. Э. (2000). Клетка: Молекулярный подход. Sinauer Associates.
Curtis, H. & Barnes, N.S. (1994). Приглашение к биологии. Macmillan.
Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Интегрированные принципы зоологии. McGraw-Hill.
Карп Г. (2009). Клеточная и молекулярная биология: концепции и эксперименты. Джон Вили и сыновья.
Понтон, J. (2008). Клеточная стенка грибов и механизм действия анидулафунгина. Преподобный Ибероам Микол, 25, 78-82.
Vellai T. & Vida G. (1999). Происхождение эукариот: разница между прокариотическими и эукариотическими клетками. Слушания Королевского общества B: биологические науки, 266(1428), 1571-1577.
Voet, D. & Voet, J. G. (2006). биохимия. Ed. Panamericana Medical.
Недели, Б. (2012). Микробы Алькамо и общество. Jones & Bartlett Publishers.

Первые шаги к пониманию

В далеком 1967 году в научном журнале («Журнал теоретической биологии») вышла статья On the origin of mitosing cells («О происхождении клеток, делящихся митозом»). Автором этой статьи была Линн Маргулис, женщина, которая своими исследованиями произвела настоящую сенсацию в научном сообществе (рис. 1).

Еще со времен Чарльза Дарвина ученые считали, что единственным путем эволюции является дивергенция, то есть расхождение видов. В то время не вызывало никаких сомнений, что один вид живых существ с течением времени может лишь разделяться на множество других. Однако работы Линн Маргулис показали, что механизм некоторых эволюционных событий был принципиально иным: оказалось, что эукариоты образовались путем слияния разных эволюционных ветвей, а значит, эволюция сводится не к дивергенции — иногда разделившиеся довольно давно виды могут объединяться снова. Как говорил на заре своей политической карьеры и совершенно по другому вопросу Владимир Ленин: «Для того чтобы объединиться, необходимо сначала решительно и определенно размежеваться».

Основная идея эндосимбиотической гипотезы гласит, что митохондрии произошли от бактерий, и сейчас это уже не подвергается сомнению. Однако долгое время — до обнаружения ДНК в митохондриях — ее считали в лучшем случае сомнительной. Борьба была долгой и упорной, но вот, когда гипотеза была принята, возникли новые вопросы. Кем же был этот загадочный предок эукариот, вступивший в симбиоз с митохондриями? И что подтолкнуло эти организмы к симбиозу?

Органеллы прокариот и эукариот

Несмотря на тот факт, что все организмы имеют схожую структуру, биохимическую и физиологическую организацию, всех их следует делить на две группы, эукариоты и прокариоты. Основным различием между этими двумя большими группами бактерий является то, что эукариоты имеют сформированное ядро, и они несут в себе клетки ДНК, которые наделены генетической информацией. Деление этих бактерий происходит посредством специального и довольно сложного процесса под названием митозом. У прокариот вместо ядра есть нуклеоиды, это ядроподобные структуры. Прокариоты также несут в себе наследственную информацию, которая представлена в виде длинной молекулы ДНК.

Рассмотрим подробнее органеллы эукариот.

Органеллы – это структуры, которые находятся внутри клетки, имеют определенное строение и выполняют каждая свою функцию.

Рибосомы. В эукариотах рибосомы выполняют синтез белковых молекул, пользуясь при этом молекулами РНК, которые несут в себе определенную информацию. Это самые мелкие органеллы. Они функционируют как в одних клетках, так и в других. Наследственный материал содержится в ядрах, в виде молекулы ДНК. Во всех эукариотических клетках есть ядро. В ядрах также происходит синтез рибосом.

Микротрубочки. Клеточный скелет эукариот образуется с помощью микротрубочек, которые образуют сложную сеть. Эти же микротрубочки позволяют эукариотам передвигаться и менять формы.

Лизосомы. Это разрушающие вещества, которые содержат в своем составе ферменты, мешающие жизнедеятельности клетки.

Хлоропласты. Благодаря этим органеллам осуществляется фотосинтез. Хлоропласты находятся в клетках растений.

Сложные белковые молекулы, которые встроены в клеточную мембрану. Эти молекулы регулируют проницаемость мембраны и осуществляют процессы обмена клетки и окружающей ее среды.

Органеллы прокариот имеют ряд существенных отличий от органелл эукариот, так что, неодинаковое строение ядра – это далеко не единственное их отличие. У прокариот отсутствуют мембраны, структурно оформленные органеллы, митохондрии и хлоропласты, лизосомы и комплекс Гольджи. Также прокариоты отличаются от эукариотов по ряду функциональных признаков. У прокариот нет направленного движения цитоплазмы, отсутствует внутриклеточное пищеварение, явление пиноцитоза и фагоцитоза. Рибосомы у прокариот меньше по размерам, но по количеству их гораздо больше. Если объединять эти клетки в системы, то получится, что эукариоты объединяют классы животных, растений и грибов, а прокариоты включают в себя сине-зеленые водоросли и бактерии.

Общие характеристики и расположение

Пероксисомы представляют собой сферические отсеки, окруженные одной мембраной. У них нет собственного генома или рибосом, прикрепленных к их структуре, в отличие от других клеточных компартментов, таких как митохондрии или хлоропласты, которые окружены сложной системой из двух или трех мембран соответственно..

Большинство животных и растительных клеток имеют пероксисомы. Основным исключением являются эритроциты или эритроциты.

Ферменты, участвующие в окислительном метаболизме, находятся внутри этой структуры. В результате окисления некоторых продуктов образуется перекись водорода, поскольку водороды этих субстратов переносятся в молекулы кислорода..

Перекись водорода является токсичным веществом для клетки и должна быть устранена. Следовательно, пероксисомы содержат фермент каталазы, который позволяет превращать его в молекулы воды и кислорода..

Разнообразие пероксисом

Пероксисомы — довольно разнообразные органеллы. В зависимости от типа клеток и исследуемых видов, они могут модифицировать ферментный состав внутри. Таким же образом они могут изменяться в зависимости от условий окружающей среды, которым они подвергаются.

Например, было доказано, что у дрожжей, которые растут в присутствии углеводов, пероксисомы невелики. Когда эти организмы растут в среде, богатой метанолом или жирными кислотами, пероксисомы становятся больше, чтобы окислить эти соединения.

У протистов жанра Trypanosoma (этот род включает патогенные виды Т. Крузи, возбудитель болезни Шагаса) и другие кинетопластиды, имеют тип пероксисомы, называемый гликозомой. Эта органелла обладает определенными ферментами гликолиза.

В грибах есть структура под названием тело воронина. Это тип пероксисомы, который участвует в поддержании клеточной структуры.

Точно так же в пероксисомах некоторых видов есть ферменты, которые являются уникальными. У светлячков пероксисомы содержат фермент люциферазу, который отвечает за биолюминесценцию, типичную для этой группы жесткокрылых. В грибах рода пеницилл, пероксисомы содержат ферменты, участвующие в производстве пенициллина.

Хлоропласт

Внешняя мембрана хлоропласта — гладкая, внутренняя образует мешкообразные структуры (тилакоиды). На мембране тилакоидов располагается зеленый пигмент хлорофилл, именно он придает различным частям растений их характерный зеленый цвет.

В свою очередь тилакоиды собираются в стопки (граны), объединенные мембраной (ламеллой).

Хлоропласт

Хлоропласты очень важны для растений, ведь в них происходит фотосинтез.

Как и у митохондрий, у хлоропластов есть собственные рибосомы и наследственный материал.

В заключение нашего знакомства с клеточными структурами стоит упомянуть плазматическую мембрану. Все вышеперечисленные органеллы, ядро и цитоплазма покрыты ею снаружи. Подобно барьеру мембрана отделяет внутреннее содержимое клетки от окружающей среды. Мембрана отнюдь не монолитна, вся ее поверхность пронизана каналами, через которые могут проходить вещества и частицы определенных размеров.

Ко всему прочему, растительные клетки дополнительно укреплены жесткой клеточной стенкой, которая прилегает к плазматической мембране снаружи.

Клеточная стенка состоит преимущественно из целлюлозы. О ней вы наверняка слышали в рамках советов о правильном питании, целлюлоза – это та самая клетчатка столь полезная для пищеварения.

{«questions»:[{«content»:»Какая клеточная органелла изображена на картинке?`image-1«choice-5`»,»widgets»:{«image-1»:{«type»:»image»,»url»:»https://obrazavr.ru/wp-content/uploads/2021/12/MTH_test.svg»,»width»:»-1″},»choice-5″:{«type»:»choice»,»options»:,»explanations»:[«Вы правы. Митохондрию легко узнать по складкам внутренней мембраны, по собственному наследственному материалу и рибосомам

В отличие от хлоропласта, митохондрия не содержит хлорофилла и не окрашена в зеленый.»,»»,»»,»»],»answer»:}},»step»:1,»hints»:}]}

Дальнейшее чтение [ править ]

Инновационная сеть обучения PERICO
Шредер М, Костелло Дж, Годиньо Л.Ф., Ислингер М (2015). «Взаимодействие пероксисом и митохондрий и болезни». J Inherit Metab Dis . 38 (4): 681–702. DOI : 10.1007 / s10545-015-9819-7 . hdl : 10871/17472 . PMID 25687155 . S2CID 24392713 .
Шрейдер М, Фахими HD (2008). «Пероксисома: по-прежнему загадочная органелла» . Histochem Cell Biol . 129 (4): 421–440. DOI : 10.1007 / s00418-008-0396-9 . PMC 2668598 . PMID 18274771 .
Эффельсберг Д., Круз-Сарагоса Л. Д., Шлибс В., Эрдманн Р. (2016). «Pex9p — новый дрожжевой пероксисомальный импортный рецептор для белков PTS1» . Журнал клеточной науки . 129 (21): 4057–4066. DOI : 10,1242 / jcs.195271 . PMID 27678487 .
Ифрах Э., Чуарцман С.Г., Дахан Н., Маскит С., Зада Л., Вейл Ю., Йофе И., Олендер Т., Шульдинер М., Зальквар Е. (2016). «Характеристика динамики протеома в олеате обнаруживает новый рецептор нацеливания на пероксисомы» . Журнал клеточной науки . 129 (21): 4067–4075. DOI : 10,1242 / jcs.195255 . PMC 6275125 . PMID 27663510 .
Матеос Р.М., Леон А.М., Сандалио Л.М., Гомес М., дель Рио, Лос-Анджелес, Пальма Дж. М. (декабрь 2003 г.). «Пероксисомы из плодов перца (Capsicum annuum L.): очистка, характеристика и антиоксидантная активность». Журнал физиологии растений . 160 (12): 1507–16. DOI : 10.1078 / 0176-1617-01008 . PMID 14717445 .
Corpas FJ, Barroso JB (2014). «Функциональные последствия пероксисомального оксида азота (NO) в растениях» . Границы науки о растениях . 5 : 97. DOI : 10.3389 / fpls.2014.00097 . PMC 3956114 . PMID 24672535 .
Corpas FJ (ноябрь 2015 г.). «Какова роль перекиси водорода в пероксисомах растений?». Биология растений . 17 (6): 1099–103. DOI : 10.1111 / plb.12376 . PMID 26242708 .
Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием, из документа NCBI : Science Primer .
Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и InterPro : IPR006708

Образование в клетке

Субъединицы рибосом формируются в ядрышке. Матрицей для синтеза рибосомальной РНК является ДНК. Для полного созревания они проходят несколько этапов:

Эосома – первая фаза, при этом в ядрышке на ДНК синтезируется лишь рРНК;
неосома – структура включающая не только рРНК, но и белки, после ряда модификаций выходит в цитоплазму;
рибисома – зрелая органелла, состоящая из двух субъединиц.

Функции элементов рибосом
Структура	Строение	Функции
Большая субъединица	Большая субъединица Треугольная, в диаметре 16нм, состоит из 3 молекул РНК и 33 белковых молекул Трансляция, декодирование генетической информации	Трансляция, декодирование генетической информации
Малая субъединица	Вогнутая, овальная, в диметре 14нм, состоит из 1 молекулы РНК и 21 белковых молекул	Объединение аминокислот, создание пептидных связей, синтез новых молекул белка

внешние ссылки

Источники

Эта запись включает тексты (изначально на английском языке) с сайтов Pfam А также ИнтерПро (выдается в всеобщее достояние): IPR006708

Клетка
Органеллы и клеточные структуры
аппарат Гольджи • Митотический аппарат • Центриоль • Ресницы • Цитоплазма • Цитозоль • Цитоскелет • Плеть • Лизосома • Ядерная матрица • Клеточная мембрана • Митохондрия • Ядерная мембрана • Ядро • Ядрышко • Клеточная стенка • Периплазма • Пероксисома • Pilo • Пластид (Хлоропласт • Хромопласт • Лейкопласт) • Эндоплазматическая сеть • Эндомембранозная система • Вакуоль • Везикул
Клеточные процессы
Апоптоз • Клеточный цикл • Деление клеток • Эндоцитоз • Экзоцитоз • Трансцитоз • Фагоцитоз • Emperipolesis • Межфазный • Мейоз • Митоз • Некроз • Пиноцитоз • Клеточное дыхание • Мембранный транспорт (Активный транспорт • Пассивный транспорт)
Метаболизм макромолекул
Репликация ДНК • Ремонт ДНК • Транскрипция → Синтез белка → Складной

Биологический портал : доступ к статьям Википедии по биологии

Метаболические функции

Одна из основных функций пероксисомы — уменьшение жирные кислоты с очень длинной цепью сквозь бета-окисление. в клетки животных, длинноцепочечные жирные кислоты превращаются в жирные кислоты со средней длиной цепи, которые впоследствии передаются в митохондрии, где они окончательно разбиты на углекислый газ А также воды. В дрожжах и в клетки растений, этот процесс происходит исключительно в пероксисомах.

Даже первые реакции в образовании плазмалоген в клетках животных они встречаются в пероксисомах. Плазмалоген — это фосфолипид больше в миелин. Дефицит плазмалогенов вызывает серьезные аномалии в миелинизация от нервные клетки, поэтому многие пероксисомные расстройства влияют на нервная система. Пероксисомы также участвуют в производстве желчные кислоты, важен для абсорбции жира e витамины жирорастворимые, такие как витамины К А также К.. Кожные изменения характерны для генетических нарушений, влияющих на функцию пероксисомы.

Специфические метаболические пути, присутствующие исключительно в пероксисомах млекопитающих, следующие:

α-окисление изфитановая кислота
β-окисление жирных кислот и кислот с очень длинной цепью полиненасыщенные жиры
биосинтез плазмалогенов
сопряжение холевая кислота как часть синтеза желчной кислоты

Пероксисомы содержат окислительные ферменты, такие как Оксидаза D-аминокислот иоксидаза мочевой кислоты. Однако у человека последний фермент отсутствует. Это объясняет болезнь, известную как подагра, вызванные накоплением мочевая кислота. Определенные ферменты внутри пероксисомы, используя молекулярный кислород, удаляют атомы водорода из определенных органических субстратов (обозначенных R) в окислительной реакции, производя пероксид водорода (ЧАС.₂ИЛИ₂, также токсичен):

RH2ИЛИ2⟶Р.ЧАС.2ИЛИ2{displaystyle {ce {RH2 O2 -> R H2O2}}}

Там каталаза, другой пероксисомальный фермент, использует H.₂ИЛИ₂ для окисления других субстратов, в том числе фенолы, Муравьиная кислота, формальдегид А также алкоголь, через реакцию перекисного окисления:

ЧАС.2ИЛИ2Р.′ЧАС.2⟶Р.′2ЧАС.2ИЛИ{displaystyle {ce {H2O2 R’H2 -> R ‘2H2O}}}, таким образом устраняя перекись дигидрогена.

Эта реакция важна в клетках печень и боги почки, где пероксисомы нейтрализуют токсичность различных веществ, попадающих в кровь. Таким образом, около 25%спирт этиловый потребляется человеком при употреблении алкогольных напитков, окисляется до ацетальдегид. Кроме того, при накоплении H.₂ИЛИ₂ входя в камеру, каталаза преобразует его в H.₂Или через эту реакцию:

2ЧАС.2ИЛИ2⟶2ЧАС.2ИЛИИЛИ2{displaystyle {ce {2H2O2 -> 2H2O O2}}}

У высших растений пероксисомы также содержат комплекс антиоксидантных ферментов, таких как супероксиддисмутаза, компоненты цикл аскорбат-глутатион и НАДФ-дегидрогеназа принадлежащий через деи пентозофосфаты. Также было показано, что пероксисомы генерируют радикалы. супероксид (ИЛИ2−{displaystyle {ce {O2 ^ {-}}}}) А также оксид азота (НЕТ{displaystyle {ce {NO}}}).

Эти активные формы кислорода, включая H.₂ИЛИ₂ пероксисомы, как было показано, являются важными сигнальными молекулами у растений и животных и способствуют как нормальному, так и здоровому старению и возрастным расстройствам у людей.

Пероксисома растительных клеток поляризуется, когда борется с проникновением грибов. Инфекция вызывает молекулу глюкозинолат играет противогрибковую роль благодаря действию пероксисомальных белков (PEN2 и PEN3).

Кроме того, пероксисомы у млекопитающих и людей способствуют противовирусной защите, и по отношению к другим патогенам.

Пероксисомное взаимодействие и общение

Пероксисомы взаимодействуют с митохондриями в нескольких метаболических путях, включая β-окисление жирных кислот и метаболизм активных форм кислорода. Обе органеллы находятся в тесном контакте с эндоплазматическим ретикулумом (ER) и разделяют несколько белков, включая факторы деления органелл. Пероксисомы также взаимодействуют с эндоплазматическим ретикулумом (ER) и участвуют в синтезе эфирных липидов (плазмалогенов), которые важны для нервных клеток (см. Выше). У мицелиальных грибов пероксисомы перемещаются по микротрубочкам «автостопом» — процессом, включающим контакт с быстро движущимися ранними эндосомами. Физический контакт между органеллами часто опосредуется участками контакта с мембраной, где мембраны двух органелл физически связаны, чтобы обеспечить быстрый перенос небольших молекул, обеспечить связь органелл и иметь решающее значение для координации клеточных функций и, следовательно, здоровья человека. Изменения мембранных контактов наблюдаются при различных заболеваниях.

Происхождение и эволюция

Содержание белка в пероксисомах варьируется в зависимости от разновидность илитело. Наличие общих белков у многих видов в прошлом указывало на их происхождение. эндосимбиотический; то есть пероксисомы произошли от бактерии которые вторглись в клетки с паразиты и постепенно развили симбиоз. Однако более поздние открытия поставили под сомнение эту точку зрения. Например, мутанты без пероксисом могут восстанавливать их после введения гена дикий тип.

После двух (независимых) эволюционных анализов пероксисомального протеома была обнаружена гомология между механизмом пероксисомального импорта и путем ERAD в эндоплазматической сети. Более того, гомологии были идентифицированы между метаболическими ферментами, вероятно, привлеченными из митохондрий. Недавно было высказано предположение об актинобактериальном происхождении пероксисом, однако эта теория противоречива.

Ссылки

Британское общество клеточной биологии. (нет данных). Получено 13 апреля 2020 г. с сайта www.bscb.org/learning-resources/softcell-e-learning/peroxisome/.
Купер, Г. М., и Хаусман, Р. Э. (2004). Клетка: молекулярный подход. Medicinska naklada.
Де Дуве, К.А.Б.П., и Баудуэн, П. (1966). Пероксисомы (микротела и родственные частицы). Физиологические обзоры, 46 (2), 323-357.
Британская энциклопедия редакторов. (2014). Британская энциклопедия. Получено 13 апреля 2020 г. с сайта www.britannica.com/science/peroxisome.
Ху, Дж., Бейкер, А., Бартель, Б., Линка, Н., Маллен, Р. Т., Рейман, С., и Золман, Б. К. (2012). Пероксисомы растений: биогенез и функции. Растительная клетка, 24 (6), 2279-2303.
Лазаров, П. Б., & Фуджики, Ю. (1985). Биогенез пероксисом. Ежегодный обзор клеточной биологии, 1 (1), 489-530.
Роэлс, Ф., Баес, М., и Деланге, С. (ред.). (2012). Пероксисомальные расстройства и регуляция генов (Том 544). Springer Science & Business Media.
Ван ден Бош, Х., Шутгенс, Р. Б. Х., Вандерс, Р. Дж. А., и Тагер, Дж. М. (1992). Биохимия пероксисом. Ежегодный обзор биохимика.

Модифицированные пероксисомы

Так же, как растения обладают глиоксисомами, которые представляют собой тип пероксисом, специализирующихся на определенном метаболическом пути, некоторые животные клетки обладают модифицированными пероксисомами.

Кинетопластиды, группа паразитов, вызывающих различные заболевания у людей и животных, имеют тип «модифицированной пероксисомы», известный как гликосома.

Гликосомы получили это название, потому что они содержат ферменты, необходимые для обработки глюкозы (гликолитические ферменты), а также другие ферменты, которые участвуют в других метаболических путях для получения энергии.

Сравнительная характеристика клеток растений, животных, бактерий, грибов

При сравнении бактерий с эукариотами можно выделить единственное сходство — наличие клеточной стенки, а вот сходства и различия эукариотических организмов заслуживают более пристального внимания. Следует начать сравнение с компонентов, которые свойственны и растениям, и животным, и грибам. Это ядро, митохондрии, Аппарат (комплекс) Гольджи, эндоплазматический ретикулум (или эндоплазматическая сеть) и лизосомы. Они характерны для всех организмов, имеют сходное строение и выполняют одинаковые функции

Теперь следует акцентировать внимание на различиях. Растительная клетка, в отличие от животной, имеет клеточную стенку, состоящую из целлюлозы

Кроме того, существую органеллы свойственные растительным клеткам — пластиды и вакуоли. Наличие этих компонентов обусловлено необходимостью растений поддерживать форму, при отсутствии скелета. Есть отличия и в особенностях роста. У растений он происходит в основном за счет увеличения размера вакуолей и растяжения клеток, в то время как у животных происходит увеличение объема цитоплазмы, а вакуоль вовсе отсутствует. Пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты) характерны преимущественно для растений, поскольку их основная задача — это обеспечить автотрофный способ питания. У животных в противовес растениям существуют пищеварительные вакуоли, которые обеспечивают гетеротрофный способ питания. Грибы занимают особое положение и для их клеток характерны признаки свойственные и для растений, и для животных. Подобно животным грибам присущ гетеротрофный тип питания, содержащая хитин клеточная оболочка, а основным запасающим веществом является гликоген. В то же время для них, как для растений, характерен неограниченный рост, неспособность к передвижению и питание путем всасывания.

Что такое лизосома

Лизосома представляет собой мембранную органеллу внутри клетки, которая содержит ферменты для разложения биологических полимеров, таких как белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты. Это везикула сферической формы, функционирующая как разрушающая клеточная система как биологических полимеров, так и устаревших компонентов внутри цитоплазмы. Лизосомы сравнительно большие по размеру; размер варьируется от 0,1-1,2 мкм в зависимости от материалов, взятых для переваривания. Они состоят из мембранных белков и лизосомальных ферментов просвета. В просвете лизосомы содержится около 50 различных пищеварительных ферментов, которые вырабатываются в грубой эндоплазматической сети и экспортируются в аппарат Гольджи. Маленькие везикулы, содержащие ферменты, высвобождаемые из Гольджи, позже сливаются, образуя большой везикулу. Ферменты, предназначенные в лизосомах, мечены 6-фосфатом маннозы в эндоплазматической сети.

Гидролитические ферменты в лизосоме представляют собой кислотные гидролазы, требующие кислотного рН в пределах от 4,5 до 5,0 для их оптимальной активности. Протоны (H+ ионы) закачиваются в просвет лизосомы, чтобы поддерживать кислотный pH как он есть. РН в цитозоле обычно составляет 7,2. Необходимый кислотный pH для гидролитических ферментов гарантирует, что гидролитические реакции не происходят в цитозоле. Генетические дефекты в генах, которые кодируют лизосомальные пищеварительные ферменты, приводят к накоплению определенного нежелательного вещества в цитозоле, вызывая лизосомные заболевания накопления, такие как болезнь Гоше, сердечно-сосудистые заболевания, нейродегенеративные расстройства и несколько видов рака. Лизосома в клетке показана на Рисунок 1.

Рисунок 1: Лизосома

Функция лизосомы

Гидролитические ферменты в лизосомах расщепляют такие материалы, как биомолекулы, истощенные органеллы и другие нежелательные вещества в цитоплазме, поглощая их в лизосомах. Лизосомы образуются во время эндоцитоз, поглощая материалы снаружи клетки. Основным классом гидролитических ферментов являются катепсины. Считается, что лизосома действует как система удаления отходов клеток. В дополнение к нежелательному разложению полимера лизосомы обладают некоторыми другими функциями. Они сливаются с другими органеллами, чтобы переварить клеточный мусор или крупные структуры в процессе, называемом аутофагия, Кроме того, лизосомы наряду с фагосомами способны очищать поврежденные структуры, включая бактерии и вирусы, с помощью процесса, называемого фагоцитоз, Помимо деградации, лизосомы участвуют в секреции, передаче сигналов клетки, восстановлении плазматической мембраны и энергетическом обмене.

ЦИТОЛОГИЯ

Клетка, как структурно-функциональная единица ткани. Общий план строения эукариотических клеток.

ограниченная активной мембраной

Биологические мембраны клеток, их строение, химический состав и функции.

Функцииселективная проницаемость

Ядро, его значение в жизнедеятельности клеток, основные компоненты и их структурно-функциональная характеристика. Ядерно-цитоплазматические отношения как показатель функционального состояния клетки.

местом образования рибосомных РНК и рибосом

Цитоплазма. Общая морфофункциональная характеристика.

Классификация органелл, их структура и функции.

Гранулярная – замкнутые мембраны, которые образуют на сечениях уплощённые мешки, цистерны или же имеют вид трубочек. Отличительной чертой этих мембран является то, что они со стороны гиалоплазмы покрыты рибосомами. Роль — процесс сегрегации, обособление этих синтезированных белков гиалоплазмы клетки; является местом образования как самих мембран вакуолярной системы, так и плазматической мембраны; на рибосомах происходит синтез интегральных белков, которые встраиваются в толщу мембраны.
Гладкая – мембраны, образующие мелкие вакуоли и трубки, канальцы, которые могут ветвиться, сливаться друг с другом. Деятельность её связана с метаболизмом липидов и некоторых внутриклеточных полисахаридов. Сильно развита в клетках, секретирующих стероиды. Функция депонирования ионов кальция в поперечнополосатых мышцах.

внутриклеточный каркас или цитоскелет

Эндоплазматическая сеть, ее структура и функции.

Гранулярная – замкнутые мембраны, которые образуют на сечениях уплощённые мешки, цистерны или же имеют вид трубочек. Отличительной чертой этих мембран является то, что они со стороны гиалоплазмы покрыты рибосомами. Роль — процесс сегрегации, обособление этих синтезированных белков гиалоплазмы клетки; является местом образования как самих мембран вакуолярной системы, так и плазматической мембраны; на рибосомах происходит синтез интегральных белков, которые встраиваются в толщу мембраны.
Гладкая – мембраны, образующие мелкие вакуоли и трубки, канальцы, которые могут ветвиться, сливаться друг с другом. Деятельность её связана с метаболизмом липидов и некоторых внутриклеточных полисахаридов. Сильно развита в клетках, секретирующих стероиды. Функция депонирования ионов кальция в поперечнополосатых мышцах.

Включения, их классификация, химическая и морфофункциональная характеристика. Физико-химические свойства гиалоплазмы.

Репродукция клеток.

конденсация хроматина и образование хромосом

Жизненный цикл клетки: его этапы, морфофункциональная характеристика.

клетки базального слоя покровного эпителия

Основные положения клеточной теории и значение в развитии биологии и медицины.

Клетка – наименьшая единица живого. «Клетка есть последний морфологический элемент всех живых тел, и мы не имеем права искать настоящей жизнедеятельности вне её»; «Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел».
Сходство клеток разных организмов по строению. Сходство, гомология, в строении клеток определяется одинаковостью общеклеточных функций, связанных с поддержанием самой живой системы.
Размножение клеток путём деления исходной клетки. «Всякая клетка от клетки». Размножение клеток происходит только путём деления исходной клетки, которому предшествует воспроизведение её генетического материала. Виды деления: митоз, мейоз, амитоз.
Клетки как части целостного организма. Каждое проявление деятельности целого организма, будь то реакция на раздражение или движение, иммунные реакции и многое другое, осуществляется специализированными клетками.

Заключение

Что же в итоге? Синтрофная гипотеза гласит о том, что предок эукариот был менее прожорливым, чем мы привыкли считать. Вместо поедания бактерий он как бы «обнимал» их своими протрузиями, и сеть выростов в дальнейшем расширялась, создавая ячейки для бактерий-симбионтов и отделяя оболочку будущего ядра. Так постепенно, шаг за шагом и формировалась эукариотическая клетка. Эта гипотеза представляет собой свежую альтернативу гипотезе фагоцитоза, предполагающей, что предок эукариот поглотил и внедрил в себя альфа-протеобактерию.

Разумеется, в научном мире тяжело менять устоявшиеся концепции, особенно когда они укоренились настолько глубоко. Гипотеза фагоцитоза известна давно и принята повсеместно, поэтому изменить привычный взгляд на происхождение митохондрий непросто, но в свете последних открытий ее явно нужно пересмотреть. Гипотеза синтрофии позволяет разрешить ряд давних проблем, с которыми не справилась гипотеза фагоцитоза: она согласуется с имеющимися данными о наших предках и отлично стыкуется с гипотезой происхождения ядра inside-out, не имея при этом противоречий, связанных с палеонтологией или энергетикой клетки.

Но не стоит забывать и о том, что дьявол кроется в деталях. Мы до сих пор можем лишь предполагать, какими веществами обменивались в синтрофическом союзе FECA и альфа-протеобактерия и даже еще не выяснили, чем обмениваются локиархеи со своими симбионтами. Многое только предстоит выяснить, но если гипотеза и окажется неверной, наверняка во время ее проверки удастся совершить массу научных открытий.