Citologija

Citologija – tai biologijos mokslas tiriantis ląstelių sandarą, vystimąsį ir funkcijas. Organelės – pastovios citoplazmos struktūros būtinos ląstelės gyvybinei veiklai ir atliekančios skirtingas funkcijas.Ląstelė – visų gyvų organizmų mažiausias struktūrinis ir funkcinis vienetas, jų formavimosi ir gyvybinės veiklos pagrindas. Ji geba savarankiškai gyventi, daugintis ir vystytis.Intarpai – nepastovūs citoplazmos dariniai nedalivaujantys ląstelių medžiagų apykaitoje. Iš jų galima spresti apie ląstelės medžiagų apykaitą, amžių, aplinkos poveikį jų gyvybinei veiklai. Atsižvelgiant į ląstelės funkcinę būklę intarpai atsiranda tai vėl išnyksta. Intarpus gali sudaryti maisto medžiagos, sekretai, pigmentai arba senatvinių ir patologinių pokyčių produktai.

1665m R. Hukas pirmasis pavartojo terminą ląstelė. 1831m atrastas branduolys.1839m paskelbta ląstelės teorija: Švanas (gyvūnuose), Šleidenas (augaluose). Teiginiai – 1) ląstelė atsiranda tik iš ląstelės. 2) gyvulių ir augalų ląstelės iš esmės nesiskiria. 3) ląstelė – visų gyvų organizmų mažiausias struktūrinis ir funkcinis vienetas.

Eukariotinės – ląstelės turi membraną, kuri skiria branduoly nuo citoplazmos. Jos bųdingos augalans, gyvūnams, grybams, bei dumbliams. Organinio pasaulio evoliucijos eigoje eukariotinės ląstelės vystėsi iš prokariotinių.Prokariotinės – branduolio neturi, jose tėra nukeotidas neapgaubtas viduląsteline membrana. Jose nėra membraninių organelių, kurios padalija eukariotinių ląstelių citoplazmą į atskirus skyrius.

Gyvulinė – neturi ląst sienelės, plastidžių, vakuolės, jose yra po dvi centrioles. Gyvulinę ląs gaubia plazminė membrana, ją gaubia fosfolipidų dvisluoksnis, o į šį įsiterpusios baltymo molekulės..Augalinės – sienelė stora celiuliozinė, yra trijų tipų plastidžių (chloroplastai, chromoplastai, leukoplastai) stambi centrinė vakuolė, centriolių nėra. Plazminė membrana – tai išorinė ląstelės membrana, sudėtingas daugiafunkcinis darinys. Sandara atitinka skystamozaikį modelį (50 %baltimų, 40% lipidu, 10% angliavandeniu) ją sudaro dvigubas fosfolipidų sluoksnis, dviejų tipų baltymai. Kiekviena lipidų molekulė turi nepolinę (hidrofobinę) uodegėlę, nukreiptą į membranos vidų ir poline (hidrofilinę) galvutę, nukreiptą į membranos išorę. Membranos išorinę ir vidinę plokšteles sudaro periferinių ir integralinių baltimų molekulės, o tarpinę – lipidai, išsidėstę dviem sluoksniais. Periferiniai baltymai lokalizuojasi išoriniame ir vidiniame membranos maviršiuje, o integraliniai užima visą membraną ir siekia abu jos paviršius. Integraliniai formuoja nepertraukiamus baltimų kanalus, šiais kanalais juda vandenyje tirpios medžiagos. Angliavandeniai formuojantys glikokaliksą (glikolipidai + glikoproteinai).

Fukcijos(pl.m) – 1) apsauginė – dengia paviršių, izoliuoja nuo aplinkos ir garantuoja jos vientisumą. 2) transportinė – reaguliuoja medžiagų apykaita tarp ląstelės ir aplinkos 3) receptorinė – sugeba reaguoti į hormonų specifinių antigenų tamtikrų baltymų poveikį. 4) sudaro įvairias specilizuotas ląstelės struktūras (mikrogaurelius, tarpląstelines jungtis). Vidinė membrana – plonesnė, o sandara labai panaši į plazminės membranos, tačiau gali skirtis baltymais. Vidinės membranos riboja mambranines organeles nuo helioplazmos. Atskiria branduolį nuo citoplazmos, jos formuoja vakuoles, kanalus, cisternas. Funkcija – reguliuoja lastelės viduje būtinų medžiagų koncentraciją. Riboja pašalinių medž patekimą, lemia erdvinį metabolizmą.

Angliavandeniai – energijos šaltinis, tai organiniai junginiai kuriuose anglis susijungusi su vandeniliu ir deguonimi. Veikiami fermentų angliavandeniai suirsta ir išskiria daug energijos. Monosacharidai – gliukozė, fruktozė. jie įeina į helioplazmos DNR ir RNR sudėtį. Polisacharidai – sudaryti iš daugelio monosacharidų, svarbiausias krakmolas (augaluose) ir glikogenas (gyvūnuose). Labiausiai paplitęs gamtoje polisacharidas – celiuliozė – aulalų ląstelių sienelių atraminė medžiaga. Nukleorūgštys – organiniai junginiai sudaryti iš daugelio nukleotidų. Susideda iš cukraus, fosforo rūgšties ir kurios nors azotinės bazės. DNR – sudaryta iš dviejų spiralinių nukleotidinių grandinių, yra ląstelės branduolyje, mitochondrijose ir augalų pūslelių plastidėse. RNR – sudaryta iš vienos nukleotidinės grandinės, molekulė sintetinama branduolio plazmoje. RNR dalyvauja baltymų biosintezės procese ir realizuoja genetinę informaciją. iRNR, rRNR, tRNR. Vanduo – universalus medžiagų tirpiklis ir nešiklis, be jo negali vykti jokie gyvybiniai procesai ląstelėse, yra apie 95% ląstelėje. Jis turi didelę šilumos talpą ir pasižymi geromis laidumo ir garavimo savybėmis, todėl jis saugo ląstelę ir visą organizmą nuo didesnių temperatūros sviravimų, užtikrina vienodą šilumos pasiskirstymą protoplazmoje, saugo nuo perkaitimo.Mineralinės medžiagos – jos palaiko osmosinį slėgį, suteikia audiniams tam tikrą kietumą, kaikurios mineralinės medž turi įtakos fermentų aktyvumui ir organizmo apsauginėms funkcijoms.

Baltymai – sudaro ląstelių struktūros pagrindą, su jais susiję visi ląstelės gyvybiniai procesai, skirstomi į: paprastuosius (proteinus) ir sudėtinius (proteidus). Paprastieji sudaryti tik iš amino rūgščių, sudėtiniai sudaryti iš polipeptidinės grandinės ir nepeptidinės dalies. Tie baltymai įeina į branduolio, eritrocitu sudėtį. Dalis baltimų yra fermentai, jie kaip organiniai katalizatoriai. Lipidai – jie netirpsta vandenyje, bet tirpsta organiniuose tirpikliuose. Pagal funkciją – struktūriniai ir rezerviniai. Struktūriniai įeina į plazmonemas ir viduląstelinių membranų sudėtį. Iš jų dominuoja fosfolipidai, jie izoliuoja lastelę nuo aplinkos. Rezerviniai – kaupiasi vienaląsčių ir daugialąsčių riebalinių ląstelių citoplazmoje, kaip atsarginė medžiaga.

Goldžio kompleksas – vienmembraninė organelė, kurią sudaro krūvelės tarsi suspaustų maišelių, pūslelių, bei vakuolių. Aptinkamas visose eukariotinėse ląstelėse. GK – endoplazminio tinklo darinys, jo forma bei lokalizacija priklauso nuo ląstelės fiziologinės būklės ir audinio rūšies. GK sukaupia įvairias ląstelėje sintetinamas medžiagas kurios jo kanaluose chemiškai pakinta. Endoplazninis tinklas – vienmembranė, šiurkštusis ir lygusis, išskyrus žinduolių subrandusius eritrocitus aptinkamas visose eukariotinėse ląstelėse. ET sudaro: kanalai, pūslelės, cisternos, ant grūdėtų kanalų daug ribosomų. Jo struktūra ir vientysumas nepastovus ir kinta tam tikruose ląstelės gyvenimo etapuose. Funkcija – baltymų sintezė, o lygaus et – lipidų ir angliavandenių sintezė, kalcio jonų kaupimas, medžaigų dezoksikacija. Lizosomos – vienmembranės, sferiškos ar ovalios membraninės pūslelės pripildytos hidrolizinių fermentų. Jų aptinkama visose eukariotinėse ląstelėse daugiausia: kepenų ląstelėse, inkstų epiteliocituose ir leukocituose. Jos virškina į ląstelę patekusias maisto mežiagas, jos vykdo viduląstelinį virškinimą. Jos skirstomos:1) pirminės – pačios smulkiausios, jose nėra virškinimo substrato. 2) antrinės (fagolizosomos) – fagosomos – fagocitai + lizosomos, autofagosomos – virškina pačios save. 3) liekamieji kūneliai – tai fagolizosomos kuriose beveik pasibaigia makromolekulių virškinimo procesai.

Mitochondrijos – dvimembraninės, įvairių formų ir dydžių, priklauso nuo terpės osmosinio slėgio, deguonies kiekio, įvairių dirgiklių poveikio ir kitų veiksnių. Aptinkama visose eukariotinės ląstelėse. Išorinė membrana laidi vandeniui, ATP ir kaikuriem jonams. Vidinė membrana laidi tik makro molekulėms, raukšlėta. Ji vykdo viduląstelinį kvėpavimą, sintetina ATP, kaupia kalcį. Tai trumpaamžės organelės (8 – 10dienų). Bet dėl nuosavos DNR gali atsinaujinti.Ribosomos – bemembranės, skiriasi kūneliai sudaryti iš dviejų subvienetų, didžiojo ir mažojo, kuriuos tarpusavyje sujungia iRNR, nors jų yra visose ląstelės dalyse, tačiau diferencijuotose ląstelėse daugiausia bųna ET membranų paviršiuose. Dėstosi grupelėmis ir sudaro polisomas. Funkcija – iš aminorūgščių sintetina baltymus ir realizuoja genetinę informaciją. Mikrosiuleliai, mikrovamzdeliai, mikroskaidulėlės, blaksienėlės ir žiuželia – specialios paskirties bemembraninės organelės užtikrinančios ląstelės ar pašalinio kūno judėjimą. Mikrovamzdeliai – lazdelės formos, jie sudaro ląstelei atramą, palaiko jos formą, padeda judėti žiuželiais ir blakstienėlėmis, chromososmas paskirstyti dalijimosi metu, palaikyt ryšį su aplinka. Mikrosiūlelia – siūlinės struktūros, sudaro ląstelės griaučius. Centriolės – bemembranė, kiekviena ląstelė šalia branduolio turi dvi cilindro formos iš mikrovamzdelių sudarytas centrioles, jos formuoja verpstės dalijimasį, dalyvauja ląstelių dalijimosi procese. Intarpai – nepastovūs citoplazmos dariniai nedalivaujantys ląstelių medžiagų apykaitoje. Iš jų galima spresti apie ląstelės medžiagų apykaitą, amžių, aplinkos poveikį jų gyvybinei veiklai. Atsižvelgiant į ląstelės funkcinę būklę intarpai atsiranda tai vėl išnyksta. Intarpus gali sudaryti maisto medžiagos, sekretai, pigmentai arba senatvinių ir patologinių pokyčių produktai. Pagal biologinę reikšmę skiriami:Trofiniai, sekreciniai , pigmentiniai, kristališki. 1)trofiniai – riebalų lašai, glikogeno ir baltimų granulės. 2) riebalų intarpai – aprūpina organizmą energija, ypač daug vienalašėse ir daugialašėse riebalinėse ląstelėse. 3) glikodeno intarpai – pastovus energijos šaltinis. 4) baltymai intarpu pavidalu būna tik patelių lytinėje ląstelėje.Branduolys – turi visos žinduolių ląstelės išskyrus subrandusius eritrocitus. Branduolyje sutelkta didžioji dalis ląstelės DNR kuri turi genetinę informacija apie ląstelės formavimasi ir metabolizmą. Yra ląstelės centre, forma priklauso nuo ląstelės formos ir jos funkcinės būklės. Pasitaiko ląstelių ir su keletu branduolių(širdies, kepenų, inkstų, selių liaukų, vėžinėse ląst).Branduolio apvalkalas(nukleoplazma) – atskiria branduolio plazmą nuo citoplazmos, branduolio apvalkapas praleidžia pasirinktinai įvairias medžiagas abiem kryptim ir fiksuoja chromatiną. Pažeistas apvalkalas neatsinaujina, dėl to žūsta ląstelė. Ant branduolio membranų yra ribosomų, tai rodo kad baltymu biosintezė vyksta ir branduolyje. Išorinė membrana tiesiogiai kontaktuoja su ląstelių citoplazma ir jungiasi su endoplazminio tinklo cisternų membranomis. O branduolio apvalkalo cisterna – su šio tinklo cisternų ertmėmis. Branduolio plazma – tai pagrindinė branduolio masė sudaryta iš skystosios dalies ir branduolio matrikso, sudėtis panaši į citoplazmą, joje yra fermentų ir tarpinės medžiagų apykaitos produktų, interfazės metu čia išsidėsto chromatinas ir branduolėlis. Chromatinas – fiksuotų ir dažytų ląstelių tarpmitoziniame branduolyje išryškėja gerai matoma, tinkliška struktūra, tai pagrindimė ląstelės branduolio medžiaga. Į chromatino sudėtį įeina 40% DNR, 40%baltymu – histonų, 20% nehistoniių baltimų ir nedaug RNR. Prasidėjus ląstelės dalijimuisi pavirsta diskrečiais X raidės kūneliais – chromosomomis. Chromosomos – matomos tik per mitozę, tai tam tikros DNR grandinės atkarpos, kuriose užkoduota vieno baltymo sandara, sudaro genus. Jos asižymi savita struktūra, dažniausiai jos esti sulinkusios per vidurį, chromosomų rinkinį sudaro dvi lytinės chromosomos bei aurosomos.Branduolėlis – standi ląstelės branduoliod alis, susidedanti iš 80% bltimų, 15%RNR, lipidų ir fermentų. Jo dydis priklauso nuo ląstelės funkcinės būklės, dažniausiai jų būna du, jis svarbus tuo, kad jame susidaro ribosomų subdalelės, skirtingai negu ląstelės organelės branduolėlis neturi membranos.