TURINYS
Darbo tikslai Ląstelių skirstymas Prokariotinės ląstelės sandaraEukariotinės ląstelės sandaraEukariotinių ląstelių evoliucijaAugalų ir gyvūnų ląstelių bendros struktūros ir funkcijosOrganoidai, apsupti dviguba membranaOrganoidai, apsupti vienguba membranaLąstelės judėjimo organoidaiProkariotinių ir eukariotinių ląstelių palyginimasŠaltiniai
Darbo tikslai
•panagrinėti du ląstelių tipus
•surasti jų panašumus ir skirtumus
•pateikti konkrečių pavyzdžių
•informaciją pateikti glaustai
Ląstelių skirstymas
Pagal sandarą skiriami du ląstelių organizacijos lygiai:1) prokariotinės (bebranduolės (gr. Pro – prieš + karyon – branduolys))2) eukariotinės (branduolinės (gr. eu – tikras + karyon – branduolys))
Eukariotinės sudaro augalų, gyvūnų ir grybų organizmus.
augalo ląstelė gyvūno ląstelė
Prokariotinės yra bakterijos ir melsvabakterės, priklausančios monerų karalystei.
bakterijos ląstelė
Prokariotinės ląstelės sandara
•protoplazma (pusiau skaidri, klampi gyvoji ląstelės medžiaga; susideda iš karioplazmos ir citoplazmos su joje esančiais ląstelės organoidais)•plazmalema (plėvelė, dengianti ląstelės ir jos ataugų paviršių; ląstelės apvalkalas) ir jos dariniai: • membranos įlinkiai •tilakoidai (smulkesni membranos įlinkiai)•mezosomos (raukšlinė (klostinė) membranos struktūra)•plazmidės (individualūs junginiai)•branduolio ekvivalentas•citoplazma (pusiau skysta vidinė ląstelės terpė)•matriksas (tarpląstelinė (tarpląstinė) medžiaga)•ribosomos (baltymų gamybos vieta)•mikrofilamentai (labai ilgos, siūliškos baltyminės struktūros)•mikrovamzdeliai (tuščiaviduriai strypelio formos baltymai, kuriais juda kitų baltymų molekulės)•žiuželiai (pirmuonių, žiuželinių, daugialąsčių gyvūnų spermatozoidų judėjimo organai)•paraplazminiai intarpai (granulės ir kt.)•ląstelės sienelė
Eukariotinės ląstelės sandara
•protoplazma•plazmalema•plazmidės•plastai •ląstelės branduolys •mitochondrijos •plastidės•citoplazma•matriksas•vidinių membranų sistema•endoplazminis tinklas•Goldžio kompleksas•pūslelės (fagosomos, lizosomos, mikrokūneliai)•vakuolės•mikrofilamentai•vamzdelinės struktūros •mikrovamzdeliai •centriolės•dalijimosi verpstė •paraplazminiai intarpai •ląstelės sienelė•žiuželiai
Eukariotinių ląstelių evoliucija
Augalų ir gyvūnų ląstelių bendros struktūros ir funkcijos
Ląstelės apvalkalėlis
Augalinių ląstelių sienelė (apvalkalėlis). Sandara: sienelės struktūriniai elementai – tvirtos elastingos mikrofibrilės, sudarytos iš celiuliozės, ir plastiškas matriksas, sudarytas iš protopektino ir hemiceliuliozės. Funkcijos: sienelė yra hidrofobiška, praleidžia vandenį ir jame ištirpusias medžiagas. Gyvūninių ląstelių glikokaliksas. Glikokaliksą sudaro polisacharidinis sluoksnis. Išsišakojusios polisacharidų liekanos kovalentiškai susijungusios su baltymais ir sfingozido turinčiais lipidais. Funkcijos: gyvūninių ląstelių paviršiaus sluoksnis plonas ir elastingas, jis tiesiogiai liečiasi su aplinka ir su visomis ląstelę supančiomis medžiagomis.
Branduolys ir jo dalys
Branduolio apvalkalėlis. Sandara: Apvalkalėlis susideda iš dviejų membranų, tarp kurių yra peribranduolinė ertmė. Branduolio apvalkalėlis jungiasi su ET ir yra jo dalis. Apvalkalėlyje yra porų. Jos užima apie 5% branduolio paviršiaus. Apvalkalėlyje taip pat yra daug fermentų. Funkcijos: branduolio apvalkalėlis saugo genetinę medžiagą nuo citoplazmos judesių, neleidžia susimaišyti citoplazmai ir nukleoplazmai. Mažosiosmolekulės ir jonai tiesiogiai prasiskverbia iš citozolio pro branduolio apvalkalėlio poras. Per poras išeina iRNR ribosomų daleles. Branduolio nukleoplazma. Sandara: tai pagrindinė branduolio masė, sudaryta iš skystosios dalies ir branduolio matrikso. Skystoji dalis savo sudėtimi panaši į citozolį. Nukleoplazmoje būna fermentų ir tarpinių medžiagų apykaitos produktų, inerfazės metu būna išsidėstęs chromatinas ir branduolėliai. Mitozės metu čia išsidėsto chromosomos. Chromosomos sudarytos iš chromatino, kuriame yra 40%histonų, 40% DNR, apie 20% nehistoninių chromosomų baltymų ir nedaug RNR. Branduoliui dalijantis, chromosomos būna sudarytos iš dviejų identiškų chromatidžių. Chromatidės svarbiausia dalis – nukleoproteinas. Nukleoproteinas būna susisukęs į storą siūlą – chromonemą, o ant jos išsidėsto daugybė apvalių gerai nusidažančių ir matomų chromomerų. Chromosomų pirminė sąsmauka (centromera) abi chromatides tvirtai sujungia. Funkcijos: nukleoplazmai sudaro mikroaplinką chromosomoms funkcionuoti, kartu su matrikso dalyvauja DNR dvigubėjimo procese. Ląstelės gyvenimo ciklo metu chromosomos įgyja dvi fiziologines formas:
a) funkcinė (tarp dalijimosi – chromosomos purios, siūliškos, ilgos ir neryškios). Tokia chromosomų forma būtina informacijos perrašymui į iRNR;b) transportinė (branduoliui dalijantis – chromosomos kompaktiškos, panašios į lazdeles, ryškios). Šios būsenos chromosomos sudarytos iš dviejų chromatidžių, kurios, ląstelei pasidalijus, pasiskirsto po lygiai tarp dukterinių ląstelių.Branduolėlis. Sandara: jų gali būti keli, vidutiniškai – du. Branduolėliuose yra 80% baltumų ir 15% RNR. Svarbiausia branduolėlio subedamoji dalis yra DNR. Funkcijos: Branduolėliuose sintetinama RNR. Taip pat branduolėliai dalyvauja ribosomų dalelių susidarymo procese. Branduolys atlieka dvi pagrindines funkcijas:a) kontroliuoja ląstelės gyvybinius procesus, nurodo, kada ir baltymus sintetinti; kokiusb) saugo genetinę informaciją ir perduoda ją dukterinėms ląstelėms.
Organoidai, apsupti dviguba membrana
Mitochondrijos. Jų apvalkalėlis sudarytas iš dviejų membranų, tarp kurių yra ertmė. Išorinėje membranoje išsidėstę fermentai, dalyvaujantys fosfolipidų apykaitoje ir riebiųjų rūgščių aktyvacijoje. Vidinėje membranoje yra daugybė įlinkimų – kristų. Vidinė membrana turi daug baltymų (75%), o lipidų 25%. Matrikse yra tarpinių apykaitos produktų, fermentų, DNR, RNR ir ribosomų. Kaip ir prokariotinėse ląstelėse, žiedinė dvigrandinė DNR nesusijungusi su histoniniais ir nehistoniniais baltymais. Funkcijos: išorinė mitochondrijų membrana pralaidi neorganiniams jonams ir gana stambioms molekulėms. Vidinė membrana mažai pralaidi ir pro ją gali difunduoti tik nedidelės chloroplasto sandaramolekulės. Todėl ji turi daug transportinių baltymų, kurie perneša medžiagas. Vidinės membranos baltymai oksiduoja kvėpavimo substratus, esančius matrikse. Mitochondrijos aprūpina ląstelę energija, kurią kaupia ATP pavidalu. Šalutinė f-ja yra aminorūgščių ir steroidinių hormonų biosintezė bei aktyvus jonų kaupimas. Plastidės: 1) chloroplastai. Sandara: tai augalinių ląstelių organoidais. Jo apvalkalėlis sudarytas iš dviejų membranų. Bespalvėje stromoje išsidėstę daugybė membraninių maišelių – tilakoidų. Tilakoidų membranose yra 50% baltymų. Stromoje yra DNR, RNR ir tRNR, ribosomų, riebalų lašelių. Funkcijos: tilakoidų membranose vyksta fotosintezės šviesos stadijos reakcijos. Stromoje vyksta fotosintezės tamsos stadijos reakcijos ir krakmolo grūdelių gamyba. Stromoje esanti žiedinė DNR koduoja rRNR ir tRNR sintezę. Pagrindinė chloroplastų f-ja yra fotosintezė, t. y. šviesos energijos transformavimas į organinių junginių cheminę energiją.
Fotosintezės schema
2) leukoplastai. Sandara: bespalvės, apvalios, kiaušinioarba verpstės formos plastidės. Jose yra pavienių tilakoidų, turi DNR. Skiriamos dvi grupės: amiloplastai (turi krakmolo), oleoplastai (turi aliejaus). Funkcijos: susintetintas krakmolas kaupiamas stiebagumbiuose, šakniastiebiuose, sėklos endosperme ir kituose augalo organuose. Aliejai kaupiasi vaisiuose.3) chromoplastai. Sandara: apvalūs, daugiabriauniai, lęšio, verpstės formos arba panašūs į kristalus. Tilakoidų labai mažai arba visai neaptinkama. Yra krakmolo grūdelių, baltyminių kristaloidų. daug pigmento, apie 50 rūšių karotinoidų. Funkcijos: tiksli funkcija nežinoma. Sukuria regimąjį masalą gyvūnams, taip padeda apdulkinti žiedus, išplisti sėkloms.
Organoidai, apsupti vienguba membrana
Augalų ląstelių centrinė vakuolė. Sandara: gaubia membrana – termoplastas. Vakuolės turinys pripildytas ląstelės sulčių – koncentruoto tirpalo, turinčio mineralinių druskų, organinių rūgščių, anglies dioksido, deguonies ir kai kurių medžiagų apykaitos atliekų. Paskirtis: labai įvairi. 1. kaip osmotinė ertmė svarbi augalinėms ląstelėms siurbiant vandenį ir osmotiniam slėgiui susidaryti, kurį sąlygoja turgorinis slėgis, įtempiantis tamprią ląstelės sienelę ir suteikiantis tvirtumo nesumedėjusioms augalo dalims. 2. kaip vieta ekskretams – izoliuoja galutinius apykaitos produktus, pigmentus. Nuo jų priklauso žiedų, žiedynų ir vaisių spalva. Tai padeda augalams apsidulkinti ir plisti. 3. kaip kaupimo ertmė – izoliuoja tirpius tarpinius apykaitos produktus, kaupia ir toksiškus junginius, alkaloidus ir kitas antrines medžiagas.
Lizosomos. Sandara: vienmembranės pūslelės, pripildytos skysčio, kurio reakcija rūgštinė. Gausu fermentų. Jų yra daugiau nei 50 rūšių. Lizosomų fermentai sintetinami grūdėtame ET ir gabenami į Goldžio kompleksą, nuo kurio vėliau atsiskiria Goldžio pūslelės. Tai pirminės lizosomos. Jos neaktyvios, jose nėra virškinamojo substrato. Iš pirminių Lizosomų susidaro antrinės lizosomos. Funkcijos: fermentai skaido baltymus, nukleino rūgštis, angliavandenius ir lipidus, skaido svetimas endocitozės būdu patekusias medžiagas, taip pat ląstelės medžiagas, praradusias funkcinį aktyvumą. Suvirškina ir ląsteles, jei to reikia dėl patologijos ir senėjimo. Endoplazminis tinklas (ET). Sandara: vamzdelinės arba suplotos ET cisternos išsidėsčiusios po visą citoplazmą. ET skirstymas: 1) grūdėtasis ET, kuris tankiai aplipęs ribosomomis ir iRNR. 2)lygusis ET, sudarytas iš vamzdelinis lementų. Funkcijos: Grūdėtajame ET sintetinami baltymai, kurie patenka į ET cisternas ir įgyja tretinę baltymo struktūrą. Lygusis ET sintetina lipidus ir membranų steroidus. Čia vyksta angliavandenių, riebiųjų rūgščių ir kitų medžiagų apykaita. Goldžio kompleksas. Sandara: sudaro Goldžio cisternas – nuo jų kraštų atsiskiria Goldžio pūslelės. Senesnės būna kiauros, ir tarp jų gali susidaryti ploni lygiagretūs vamzdeliniai elementai. Cisternoms plečiantis, be pūslelių, susidaro stambios Goldžio vakuolės. Funkcijos: čia patenka lipidai iš lygiojo ET, o baltymai – iš grūdėtojo ET, dalis – iš laisvųjų ribosomų. Goldžio cisternos sintetina polisacharidus augalinių ląstelių sienelėms. Dalijantis augalo ląstelei, Goldžio pūslelės susitelkia prie naujos ląstelių ribos ir susilieja. Jų turinys ir suformuoja ląstelės sienelę, membranos plazminę membraną. Gyvūnų ląstelėse sintetina glikokalikso glikoproteinus ir glikolipidus. Dalyvauja susidarant pienui pieno liaukose, tulžiai kepenyse.Citoskeletas ir ribosomos
Mikrovamzdeliai. Sudaryti iš baltymo tubulino. Kiekvieno vamzdelio ilgis – keli mikronai. Funkcijos: sudaro tinklą, kuriuo gabenamos transportinės pūslelės. Ląstelės viduje padeda išdėstyti organoidus. Aktino mikrofilamentai – tai labai ploni, ilgi siūlai, sudaryti iš globulinio baltymo aktino. Jis sudaro 10-15% visų ląstelės baltymų. Raumenų ląstelėse aktinas ir miozinas sudaro aktomiozino kompleksą, kurio dėka susitraukia raumeninės skaidulos. Funkcijos: sąlygoja visų ląstelės dalių judėjimą. Nuo jų priklauso visų dalių ir specializuotų raumeninių skaidulų judėjimas; reguliuoja chloroplastų ląstelės branduolio judėjimą. Dalyvauja fagocitozėje ir susidarant sąsmaukai, kai ląstelė dalijasi. Gyvūnų ląstelėse sutvirtina membraną. Padeda išlaikyti formą. Ribosomos. Sandara: ląstelė gali turėti kelis milijonus apvalių ribonukleoproteininių dalelių. Ribosoma susideda iš dviejų nevienodų subdalelių, kurios susijungia tik tada, kai iRNR prisijungia prie mažesnės subdalelės. Eukariotinėse ląstelėse ribosomos aptinkamos laisvos citoplazmoje arba susijungusios su šiurškčiuoju ET. Kiekvienoje dalelėje yra rRNR molekulės, daug magnio ir baltymų molekulių. iRNR, būdama siūliška, sujungia ribosomas į polisomą (poliribosomą). Funkcijos: jose vyksta baltymų biosintezė. iRNR slenka tarp subdalelių ir teikia informaciją baltymo biosintezei. Dalyvaujant poliribosomoms, baltymų biosintezė vyksta efektyviau. Plazminė membrana (plazmolema, citolema). Sudaryta iš dviejų lygiagrečių lipidų sluoksnių. Tai struktūrinis membranų pagrindas. Į membraną įvairiai integruoti periferiniai ir integraliniai baltymai. Membranoje yra tūkstančiai įvairiausių baltymų. Funkcijos: atskiria ląstelės turinį nuo aplinkos. Reguliuoja medžiagų patekimą į ląstelę ir pašalinimą iš jos. Membranos selektyviai praleidžia medžiagas – vienas greitai, kitas – lėtai. Membranoje esantys baltymai dalyvauja išorinės aplinkos pažinimo procese.
Citoplazma
Citozolis – tai ląstelės vidų užpildanti skysta masė, kurioje yra ištirpusios medžiagos – baltymai, nukleino rūgštys, angliavandeniai, druskos. Citozolyje išsidėstę ląstelės organoidai. Funkcijos: saugomi svarbiausi organiniai junginiai, jame vyksta svarbūs medžiagų apykaitos procesai, sintetinamos riebiosios rūgštys, nukleotidai ir kai kurios aminorūgštys.
Ląstelės judėjimo organoidai
Centriolės. Gyvūnų, daugumos dumblių ir grybų ląstelėse, prie branduolio būna centriolės, panašios į tuščiavidurį cilindrą. Jų sienelė sudaryta iš 27 vamzdelių, išsidėsčiusių 9 tripletais. Aukštesnieji augalai centriolių neturi. Funkcijos: Ląstelės branduoliui dalijantis, centriolės padvigubėja ir nukeliauja į priešingus ląstelės polius. Mikrovamzdelių susidarymo procese svarbų vaidmenį atlieka ir centriolės. Reguliuoja chromatidžių išsiskyrimą. Žiuželiai ir blakstienėlės. Žiuželis (arba blakstienėlė) pradeda formuotis nuo pamatinio kūnelio (prie žiuželio pagrindo, atrodo kaip centriolės). žiuželiai ir blakstienėlės yra judrios citoplazmos ataugos. Trumpesni žiuželiai, kurių vienoje ląstelėje būna daug, vadinami blakstienėlėmis. Per visą žiuželio ar blakstienėlės ilgį tęsiasi sudėtingos sandaros mikrovamzdeliai. Funkcijos: Padedant žiuželiams ir blakstienėlėms, juda dalis vienaląsčių dumblių, blakstienuotosios kirmėlės ir kt. Jie padeda judėti ir reprodukcinėms ląstelėmsNosies ir trachėjos gleivinės ląstelės blakstienėlėmis perneša daleles, skysčius.ir t.t.
Prokariotinių ir eukariotinių ląstelių palyginimas
Dydis Prokariotinės ląstelės Prokariotinės ląstelės Eukarioiin&s Iqsfeles
Gyvūnų Augalų
Mažesnės (1-10 µm skersmens) Didesnės (10-100 µm skersmens)Plazminė membrana Yra Yra YraLąstelės sienelė Dažniausiai yra (peptidogiikano) Ne Yra (celiuliozės)Branduolio apvalkalas Nėra Yra YraBranduolėlis Nėra Yra YraDNR Yra (viena ziedine molekule) Yra (chromosomos) Yra (chromosomos)Mitochondrija Nėra Yra YraChloroplastai Nėra Nera YraEndoplazminis tinklas Nėra Yra YraRibosomos Yra (mažesnės) Yra YraVakuolės Nėra Yra (mažos) Yra (paprastai viena didele centrine vaku: •Goldžio aparatas Nėra Yra YraLizosomos Nėra Visada YraMikrokūneliai Nėra Paprastai yra Paprastai yraCitoskeletas Nėra Yra YraCentriolės Nėra Yra Nėra9+2 tipo blakstieneles ar žiuželiai Nėra Dažnai yra Nera (ziediniy augaluj Yra (paparcii|, samanij)
Eukariotinės ląstelės
Gyvūnų Augalų
Mažesnės (1-10 µm skersmens) Didesnės (10 – 100 µm)Plazminė membrana Yra Yra YraLąstelės sienelė Dažniausiai yra (peptidogiikano) Ne Yra (celiuliozės)Branduolio apvalkalas Nėra Yra YraBranduolėlis Nėra Yra YraDNR Yra (viena žiedinė) molekule) Yra (chromosomos) Yra (chromosomos)Mitochondrija Nėra Yra YraChloroplastai Nėra Nera YraEndoplazminis tinklas Nėra Yra YraRibosomos Yra (mažesnės) Yra YraVakuolės Nėra Yra (mažos) Yra (paprastai viena didelė centrinė vakuolė)Goldžio aparatas Nėra Yra YraLizosomos Nėra Visada YraMikrokūneliai Nėra Paprastai yra Paprastai yraCitoskeletas Nėra Yra YraCentriolės Nėra Yra Nėra9+2 tipo blakstienėlės ar žiuželiai Nėra Dažnai yra Nėra (žiedinių augalų)
Yra (paparčių, samanų)Augalų ir gyvūnų ląstelių sandaros skirtumai
Ląstelės sienelė — augalų ląstelių stora celiuliozinė, gyvūnų ląstelės neturi.
Plastidės — augalų ląstelėse trijų tipų: chloroplastai, chromoplastai, leukoplastai, o gyvūnų ląstelėse nėra.
Vakuolės — augalų ląstelėse yra stambi centrinė vakuolė, o gyvūnų ląstelės Jos neturi.
Centriolė — augalų ląstelėse nėra, o gyvūnų ląstelėse yra po dviir sudaro centrosomas.
Šaltiniai
•Sylvia S. Mader – Biologija, I knyga•J. Martinionienė, L. Lapinskienė, P. Stankevičienė – Ar moki biologiją?•interneto svetainė http://www.cellsalive.com• interneto svetainė http://www.vikipedia.orgDu skirtingi ląstelių tipai: prokariotai ir eukariotai
TURINYS
Darbo tikslai Ląstelių skirstymas Prokariotinės ląstelės sandaraEukariotinės ląstelės sandaraEukariotinių ląstelių evoliucijaAugalų ir gyvūnų ląstelių bendros struktūros ir funkcijosOrganoidai, apsupti dviguba membranaOrganoidai, apsupti vienguba membranaLąstelės judėjimo organoidaiProkariotinių ir eukariotinių ląstelių palyginimasŠaltiniai
Darbo tikslai
•panagrinėti du ląstelių tipus
•surasti jų panašumus ir skirtumus
•pateikti konkrečių pavyzdžių
•informaciją pateikti glaustai
Ląstelių skirstymas
Pagal sandarą skiriami du ląstelių organizacijos lygiai:1) prokariotinės (bebranduolės (gr. Pro – prieš + karyon – branduolys))2) eukariotinės (branduolinės (gr. eu – tikras + karyon – branduolys))
Eukariotinės sudaro augalų, gyvūnų ir grybų organizmus.
augalo ląstelė gyvūno ląstelė
Prokariotinės yra bakterijos ir melsvabakterės, priklausančios monerų karalystei.
bakterijos ląstelė
Prokariotinės ląstelės sandara
•protoplazma (pusiau skaidri, klampi gyvoji ląstelės medžiaga; susideda iš karioplazmos ir citoplazmos su joje esančiais ląstelės organoidais)•plazmalema (plėvelė, dengianti ląstelės ir jos ataugų paviršių; ląstelės apvalkalas) ir jos dariniai: • membranos įlinkiai •tilakoidai (smulkesni membranos įlinkiai)•mezosomos (raukšlinė (klostinė) membranos struktūra)•plazmidės (individualūs junginiai)•branduolio ekvivalentas•citoplazma (pusiau skysta vidinė ląstelės terpė)•matriksas (tarpląstelinė (tarpląstinė) medžiaga)•ribosomos (baltymų gamybos vieta)•mikrofilamentai (labai ilgos, siūliškos baltyminės struktūros)•mikrovamzdeliai (tuščiaviduriai strypelio formos baltymai, kuriais juda kitų baltymų molekulės)•žiuželiai (pirmuonių, žiuželinių, daugialąsčių gyvūnų spermatozoidų judėjimo organai)•paraplazminiai intarpai (granulės ir kt.)•ląstelės sienelė
Eukariotinės ląstelės sandara
•protoplazma•plazmalema•plazmidės•plastai •ląstelės branduolys •mitochondrijos •plastidės•citoplazma•matriksas•vidinių membranų sistema•endoplazminis tinklas•Goldžio kompleksas•pūslelės (fagosomos, lizosomos, mikrokūneliai)•vakuolės•mikrofilamentai•vamzdelinės struktūros •mikrovamzdeliai •centriolės•dalijimosi verpstė •paraplazminiai intarpai •ląstelės sienelė•žiuželiai
Eukariotinių ląstelių evoliucija
Augalų ir gyvūnų ląstelių bendros struktūros ir funkcijos
Ląstelės apvalkalėlis
Augalinių ląstelių sienelė (apvalkalėlis). Sandara: sienelės struktūriniai elementai – tvirtos elastingos mikrofibrilės, sudarytos iš celiuliozės, ir plastiškas matriksas, sudarytas iš protopektino ir hemiceliuliozės. Funkcijos: sienelė yra hidrofobiška, praleidžia vandenį ir jame ištirpusias medžiagas. Gyvūninių ląstelių glikokaliksas. Glikokaliksą sudaro polisacharidinis sluoksnis. Išsišakojusios polisacharidų liekanos kovalentiškai susijungusios su baltymais ir sfingozido turinčiais lipidais. Funkcijos: gyvūninių ląstelių paviršiaus sluoksnis plonas ir elastingas, jis tiesiogiai liečiasi su aplinka ir su visomis ląstelę supančiomis medžiagomis.
Branduolys ir jo dalys
Branduolio apvalkalėlis. Sandara: Apvalkalėlis susideda iš dviejų membranų, tarp kurių yra peribranduolinė ertmė. Branduolio apvalkalėlis jungiasi su ET ir yra jo dalis. Apvalkalėlyje yra porų. Jos užima apie 5% branduolio paviršiaus. Apvalkalėlyje taip pat yra daug fermentų. Funkcijos: branduolio apvalkalėlis saugo genetinę medžiagą nuo citoplazmos judesių, neleidžia susimaišyti citoplazmai ir nukleoplazmai. Mažosiosmolekulės ir jonai tiesiogiai prasiskverbia iš citozolio pro branduolio apvalkalėlio poras. Per poras išeina iRNR ribosomų daleles. Branduolio nukleoplazma. Sandara: tai pagrindinė branduolio masė, sudaryta iš skystosios dalies ir branduolio matrikso. Skystoji dalis savo sudėtimi panaši į citozolį. Nukleoplazmoje būna fermentų ir tarpinių medžiagų apykaitos produktų, inerfazės metu būna išsidėstęs chromatinas ir branduolėliai. Mitozės metu čia išsidėsto chromosomos. Chromosomos sudarytos iš chromatino, kuriame yra 40%histonų, 40% DNR, apie 20% nehistoninių chromosomų baltymų ir nedaug RNR. Branduoliui dalijantis, chromosomos būna sudarytos iš dviejų identiškų chromatidžių. Chromatidės svarbiausia dalis – nukleoproteinas. Nukleoproteinas būna susisukęs į storą siūlą – chromonemą, o ant jos išsidėsto daugybė apvalių gerai nusidažančių ir matomų chromomerų. Chromosomų pirminė sąsmauka (centromera) abi chromatides tvirtai sujungia. Funkcijos: nukleoplazmai sudaro mikroaplinką chromosomoms funkcionuoti, kartu su matrikso dalyvauja DNR dvigubėjimo procese. Ląstelės gyvenimo ciklo metu chromosomos įgyja dvi fiziologines formas: a) funkcinė (tarp dalijimosi – chromosomos purios, siūliškos, ilgos ir neryškios). Tokia chromosomų forma būtina informacijos perrašymui į iRNR;b) transportinė (branduoliui dalijantis – chromosomos kompaktiškos, panašios į lazdeles, ryškios). Šios būsenos chromosomos sudarytos iš dviejų chromatidžių, kurios, ląstelei pasidalijus, pasiskirsto po lygiai tarp dukterinių ląstelių.
Branduolėlis. Sandara: jų gali būti keli, vidutiniškai – du. Branduolėliuose yra 80% baltumų ir 15% RNR. Svarbiausia branduolėlio subedamoji dalis yra DNR. Funkcijos: Branduolėliuose sintetinama RNR. Taip pat branduolėliai dalyvauja ribosomų dalelių susidarymo procese. Branduolys atlieka dvi pagrindines funkcijas:a) kontroliuoja ląstelės gyvybinius procesus, nurodo, kada ir baltymus sintetinti; kokiusb) saugo genetinę informaciją ir perduoda ją dukterinėms ląstelėms.
Organoidai, apsupti dviguba membrana
Mitochondrijos. Jų apvalkalėlis sudarytas iš dviejų membranų, tarp kurių yra ertmė. Išorinėje membranoje išsidėstę fermentai, dalyvaujantys fosfolipidų apykaitoje ir riebiųjų rūgščių aktyvacijoje. Vidinėje membranoje yra daugybė įlinkimų – kristų. Vidinė membrana turi daug baltymų (75%), o lipidų 25%. Matrikse yra tarpinių apykaitos produktų, fermentų, DNR, RNR ir ribosomų. Kaip ir prokariotinėse ląstelėse, žiedinė dvigrandinė DNR nesusijungusi su histoniniais ir nehistoniniais baltymais. Funkcijos: išorinė mitochondrijų membrana pralaidi neorganiniams jonams ir gana stambioms molekulėms. Vidinė membrana mažai pralaidi ir pro ją gali difunduoti tik nedidelės chloroplasto sandaramolekulės. Todėl ji turi daug transportinių baltymų, kurie perneša medžiagas. Vidinės membranos baltymai oksiduoja kvėpavimo substratus, esančius matrikse. Mitochondrijos aprūpina ląstelę energija, kurią kaupia ATP pavidalu. Šalutinė f-ja yra aminorūgščių ir steroidinių hormonų biosintezė bei aktyvus jonų kaupimas. Plastidės: 1) chloroplastai. Sandara: tai augalinių ląstelių organoidais. Jo apvalkalėlis sudarytas iš dviejų membranų. Bespalvėje stromoje išsidėstę daugybė membraninių maišelių – tilakoidų. Tilakoidų membranose yra 50% baltymų. Stromoje yra DNR, RNR ir tRNR, ribosomų, riebalų lašelių. Funkcijos: tilakoidų membranose vyksta fotosintezės šviesos stadijos reakcijos. Stromoje vyksta fotosintezės tamsos stadijos reakcijos ir krakmolo grūdelių gamyba. Stromoje esanti žiedinė DNR koduoja rRNR ir tRNR sintezę. Pagrindinė chloroplastų f-ja yra fotosintezė, t. y. šviesos energijos transformavimas į organinių junginių cheminę energiją.
Fotosintezės schema
2) leukoplastai. Sandara: bespalvės, apvalios, kiaušinioarba verpstės formos plastidės. Jose yra pavienių tilakoidų, turi DNR. Skiriamos dvi grupės: amiloplastai (turi krakmolo), oleoplastai (turi aliejaus). Funkcijos: susintetintas krakmolas kaupiamas stiebagumbiuose, šakniastiebiuose, sėklos endosperme ir kituose augalo organuose. Aliejai kaupiasi vaisiuose.3) chromoplastai. Sandara: apvalūs, daugiabriauniai, lęšio, verpstės formos arba panašūs į kristalus. Tilakoidų labai mažai arba visai neaptinkama. Yra krakmolo grūdelių, baltyminių kristaloidų. daug pigmento, apie 50 rūšių karotinoidų. Funkcijos: tiksli funkcija nežinoma. Sukuria regimąjį masalą gyvūnams, taip padeda apdulkinti žiedus, išplisti sėkloms.
Organoidai, apsupti vienguba membrana
Augalų ląstelių centrinė vakuolė. Sandara: gaubia membrana – termoplastas. Vakuolės turinys pripildytas ląstelės sulčių – koncentruoto tirpalo, turinčio mineralinių druskų, organinių rūgščių, anglies dioksido, deguonies ir kai kurių medžiagų apykaitos atliekų. Paskirtis: labai įvairi. 1. kaip osmotinė ertmė svarbi augalinėms ląstelėms siurbiant vandenį ir osmotiniam slėgiui susidaryti, kurį sąlygoja turgorinis slėgis, įtempiantis tamprią ląstelės sienelę ir suteikiantis tvirtumo nesumedėjusioms augalo dalims. 2. kaip vieta ekskretams – izoliuoja galutinius apykaitos produktus, pigmentus. Nuo jų priklauso žiedų, žiedynų ir vaisių spalva. Tai padeda augalams apsidulkinti ir plisti. 3. kaip kaupimo ertmė – izoliuoja tirpius tarpinius apykaitos produktus, kaupia ir toksiškus junginius, alkaloidus ir kitas antrines medžiagas. Lizosomos. Sandara: vienmembranės pūslelės, pripildytos skysčio, kurio reakcija rūgštinė. Gausu fermentų. Jų yra daugiau nei 50 rūšių. Lizosomų fermentai sintetinami grūdėtame ET ir gabenami į Goldžio kompleksą, nuo kurio vėliau atsiskiria Goldžio pūslelės. Tai pirminės lizosomos. Jos neaktyvios, jose nėra virškinamojo substrato. Iš pirminių Lizosomų susidaro antrinės lizosomos. Funkcijos: fermentai skaido baltymus, nukleino rūgštis, angliavandenius ir lipidus, skaido svetimas endocitozės būdu patekusias medžiagas, taip pat ląstelės medžiagas, praradusias funkcinį aktyvumą. Suvirškina ir ląsteles, jei to reikia dėl patologijos ir senėjimo. Endoplazminis tinklas (ET). Sandara: vamzdelinės arba suplotos ET cisternos išsidėsčiusios po visą citoplazmą. ET skirstymas: 1) grūdėtasis ET, kuris tankiai aplipęs ribosomomis ir iRNR. 2)lygusis ET, sudarytas iš vamzdelinis lementų. Funkcijos: Grūdėtajame ET sintetinami baltymai, kurie patenka į ET cisternas ir įgyja tretinę baltymo struktūrą. Lygusis ET sintetina lipidus ir membranų steroidus. Čia vyksta angliavandenių, riebiųjų rūgščių ir kitų medžiagų apykaita. Goldžio kompleksas. Sandara: sudaro Goldžio cisternas – nuo jų kraštų atsiskiria Goldžio pūslelės. Senesnės būna kiauros, ir tarp jų gali susidaryti ploni lygiagretūs vamzdeliniai elementai. Cisternoms plečiantis, be pūslelių, susidaro stambios Goldžio vakuolės. Funkcijos: čia patenka lipidai iš lygiojo ET, o baltymai – iš grūdėtojo ET, dalis – iš laisvųjų ribosomų. Goldžio cisternos sintetina polisacharidus augalinių ląstelių sienelėms. Dalijantis augalo ląstelei, Goldžio pūslelės susitelkia prie naujos ląstelių ribos ir susilieja. Jų turinys ir suformuoja ląstelės sienelę, membranos plazminę membraną. Gyvūnų ląstelėse sintetina glikokalikso glikoproteinus ir glikolipidus. Dalyvauja susidarant pienui pieno liaukose, tulžiai kepenyse.
Citoskeletas ir ribosomos
Mikrovamzdeliai. Sudaryti iš baltymo tubulino. Kiekvieno vamzdelio ilgis – keli mikronai. Funkcijos: sudaro tinklą, kuriuo gabenamos transportinės pūslelės. Ląstelės viduje padeda išdėstyti organoidus.
Aktino mikrofilamentai – tai labai ploni, ilgi siūlai, sudaryti iš globulinio baltymo aktino. Jis sudaro 10-15% visų ląstelės baltymų. Raumenų ląstelėse aktinas ir miozinas sudaro aktomiozino kompleksą, kurio dėka susitraukia raumeninės skaidulos. Funkcijos: sąlygoja visų ląstelės dalių judėjimą. Nuo jų priklauso visų dalių ir specializuotų raumeninių skaidulų judėjimas; reguliuoja chloroplastų ląstelės branduolio judėjimą. Dalyvauja fagocitozėje ir susidarant sąsmaukai, kai ląstelė dalijasi. Gyvūnų ląstelėse sutvirtina membraną. Padeda išlaikyti formą. Ribosomos. Sandara: ląstelė gali turėti kelis milijonus apvalių ribonukleoproteininių dalelių. Ribosoma susideda iš dviejų nevienodų subdalelių, kurios susijungia tik tada, kai iRNR prisijungia prie mažesnės subdalelės. Eukariotinėse ląstelėse ribosomos aptinkamos laisvos citoplazmoje arba susijungusios su šiurškčiuoju ET. Kiekvienoje dalelėje yra rRNR molekulės, daug magnio ir baltymų molekulių. iRNR, būdama siūliška, sujungia ribosomas į polisomą (poliribosomą). Funkcijos: jose vyksta baltymų biosintezė. iRNR slenka tarp subdalelių ir teikia informaciją baltymo biosintezei. Dalyvaujant poliribosomoms, baltymų biosintezė vyksta efektyviau. Plazminė membrana (plazmolema, citolema). Sudaryta iš dviejų lygiagrečių lipidų sluoksnių. Tai struktūrinis membranų pagrindas. Į membraną įvairiai integruoti periferiniai ir integraliniai baltymai. Membranoje yra tūkstančiai įvairiausių baltymų. Funkcijos: atskiria ląstelės turinį nuo aplinkos. Reguliuoja medžiagų patekimą į ląstelę ir pašalinimą iš jos. Membranos selektyviai praleidžia medžiagas – vienas greitai, kitas – lėtai. Membranoje esantys baltymai dalyvauja išorinės aplinkos pažinimo procese.Citoplazma
Citozolis – tai ląstelės vidų užpildanti skysta masė, kurioje yra ištirpusios medžiagos – baltymai, nukleino rūgštys, angliavandeniai, druskos. Citozolyje išsidėstę ląstelės organoidai. Funkcijos: saugomi svarbiausi organiniai junginiai, jame vyksta svarbūs medžiagų apykaitos procesai, sintetinamos riebiosios rūgštys, nukleotidai ir kai kurios aminorūgštys.
Ląstelės judėjimo organoidai
Centriolės. Gyvūnų, daugumos dumblių ir grybų ląstelėse, prie branduolio būna centriolės, panašios į tuščiavidurį cilindrą. Jų sienelė sudaryta iš 27 vamzdelių, išsidėsčiusių 9 tripletais. Aukštesnieji augalai centriolių neturi. Funkcijos: Ląstelės branduoliui dalijantis, centriolės padvigubėja ir nukeliauja į priešingus ląstelės polius. Mikrovamzdelių susidarymo procese svarbų vaidmenį atlieka ir centriolės. Reguliuoja chromatidžių išsiskyrimą. Žiuželiai ir blakstienėlės. Žiuželis (arba blakstienėlė) pradeda formuotis nuo pamatinio kūnelio (prie žiuželio pagrindo, atrodo kaip centriolės). žiuželiai ir blakstienėlės yra judrios citoplazmos ataugos. Trumpesni žiuželiai, kurių vienoje ląstelėje būna daug, vadinami blakstienėlėmis. Per visą žiuželio ar blakstienėlės ilgį tęsiasi sudėtingos sandaros mikrovamzdeliai. Funkcijos: Padedant žiuželiams ir blakstienėlėms, juda dalis vienaląsčių dumblių, blakstienuotosios kirmėlės ir kt. Jie padeda judėti ir reprodukcinėms ląstelėmsNosies ir trachėjos gleivinės ląstelės blakstienėlėmis perneša daleles, skysčius.ir t.t.
Prokariotinių ir eukariotinių ląstelių palyginimas
Dydis Prokariotinės ląstelės Prokariotinės ląstelės Eukarioiin&s Iqsfeles
Gyvūnų Augalų
Mažesnės (1-10 µm skersmens) Didesnės (10-100 µm skersmens)Plazminė membrana Yra Yra YraLąstelės sienelė Dažniausiai yra (peptidogiikano) Ne Yra (celiuliozės)
Branduolio apvalkalas Nėra Yra YraBranduolėlis Nėra Yra YraDNR Yra (viena ziedine molekule) Yra (chromosomos) Yra (chromosomos)Mitochondrija Nėra Yra YraChloroplastai Nėra Nera YraEndoplazminis tinklas Nėra Yra YraRibosomos Yra (mažesnės) Yra YraVakuolės Nėra Yra (mažos) Yra (paprastai viena didele centrine vaku: •Goldžio aparatas Nėra Yra YraLizosomos Nėra Visada YraMikrokūneliai Nėra Paprastai yra Paprastai yraCitoskeletas Nėra Yra YraCentriolės Nėra Yra Nėra9+2 tipo blakstieneles ar žiuželiai Nėra Dažnai yra Nera (ziediniy augaluj Yra (paparcii|, samanij)Eukariotinės ląstelės
Gyvūnų Augalų
Mažesnės (1-10 µm skersmens) Didesnės (10 – 100 µm)Plazminė membrana Yra Yra YraLąstelės sienelė Dažniausiai yra (peptidogiikano) Ne Yra (celiuliozės)Branduolio apvalkalas Nėra Yra YraBranduolėlis Nėra Yra YraDNR Yra (viena žiedinė) molekule) Yra (chromosomos) Yra (chromosomos)Mitochondrija Nėra Yra YraChloroplastai Nėra Nera YraEndoplazminis tinklas Nėra Yra YraRibosomos Yra (mažesnės) Yra YraVakuolės Nėra Yra (mažos) Yra (paprastai viena didelė centrinė vakuolė)Goldžio aparatas Nėra Yra YraLizosomos Nėra Visada YraMikrokūneliai Nėra Paprastai yra Paprastai yraCitoskeletas Nėra Yra YraCentriolės Nėra Yra Nėra9+2 tipo blakstienėlės ar žiuželiai Nėra Dažnai yra Nėra (žiedinių augalų) Yra (paparčių, samanų)
Augalų ir gyvūnų ląstelių sandaros skirtumai
Ląstelės sienelė — augalų ląstelių stora celiuliozinė, gyvūnų ląstelės neturi.
Plastidės — augalų ląstelėse trijų tipų: chloroplastai, chromoplastai, leukoplastai, o gyvūnų ląstelėse nėra.
Vakuolės — augalų ląstelėse yra stambi centrinė vakuolė, o gyvūnų ląstelės Jos neturi.
Centriolė — augalų ląstelėse nėra, o gyvūnų ląstelėse yra po dviir sudaro centrosomas.
Šaltiniai
•Sylvia S. Mader – Biologija, I knyga•J. Martinionienė, L. Lapinskienė, P. Stankevičienė – Ar moki biologiją?•interneto svetainė http://www.cellsalive.com• interneto svetainė http://www.vikipedia.org