Структура эукариотической клетки основные компоненты и их функции (2 видео)

Эукариотическая клетка — это сложная неделимая структурная и функциональная единица всех организмов высших растений и животных. Она отличается от прокариотической клетки наличием ядра и мембранообразованных органоидов, обеспечивающих выполнение различных функций. Этот организованный и многоуровневый механизм позволяет эукариотам выполнять сложные биологические процессы, необходимые для их выживания и развития.

Основные компоненты эукариотической клетки включают ядро, митохондрии, эндоплазматическую сеть, гольджи, лизосомы, пероксисомы и цитоскелет. Ядро является «командным центром» клетки, содержащим генетическую информацию в виде ДНК. Митохондрии занимаются производством энергии, особенно в процессе дыхания. Эндоплазматическая сеть отвечает за синтез белка и липидов, а также транспорт молекул внутри клетки. Гольджи выполняет роль сортировочного и централизованного распределительного центра, осуществляющего обработку и сортировку молекул. Лизосомы являются пищевыми вакуольными образованиями, отвечающими за переваривание внешних частиц и выполнение очистительных функций в клетке.

Компоненты клетки взаимодействуют друг с другом, образуя сложную систему, обеспечивающую жизнедеятельность организма. Например, молекулы ДНК хранятся в ядре и оттуда передают свою информацию для выполнения определенных функций. Митохондрии производят энергию, которая затем используется для синтеза белка в эндоплазматической сети. Гольджи получает эти белки и направляет их в нужное место в клетке. Лизосомы выполняют функцию регенерации и очистки клетки от шлаковых продуктов метаболизма. Все эти компоненты взаимодействуют с цитоскелетом, который обеспечивает форму и поддерживает структуру клетки.

Структура эукариотической клетки и ее компоненты играют важную роль в функционировании и выживании организма. Понимание этой структуры и функций каждого компонента помогает ученым в изучении болезней, разработке новых лекарств и терапий, а также в понимании основных принципов жизни на земле.

Содержание

Раздел 1: Ядро клетки
Ядрышко
Ядерная оболочка
Ядерная матрица
Раздел 2: Митохондрии
Внешняя мембрана митохондрий
Внутренняя мембрана митохондрий
Матрикс митохондрий
Раздел 3: Эндоплазматическая сеть
Гладкая ЭПС
Шероховатая ЭПС
Рибосомы на поверхности ЭПС
Раздел 4: Гольджи-аппарат
📹 Видео

Видео:Особенности строения и функций органоидов в клетке. 10 класс.Скачать

Раздел 1: Ядро клетки

ДНК заключена внутри хромосом, которые являются непосредственными носителями генетической информации. В ядре также находится ядрышко, ответственное за процессы синтеза и транспорта рибосом. Рибосомы — это молекулярные комплексы, на которых синтезируются белки.

Ядро окружено ядерной оболочкой, состоящей из двух мембран. Между этими мембранами находится пространство, называемое ядерной областью. Ядерная оболочка имеет множество ядерных пор, через которые осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой.

Функции ядра клетки включают регуляцию активности генов, осуществление процессов синтеза ДНК и РНК, управление делением клетки и передача наследственной информации на следующие поколения клеток.

Важно отметить, что ядро клетки считается управляющим центром клеточных процессов. Оно обладает способностью контролировать выполнение основных функций клетки и регулировать ее работу в различных условиях.

Ядрышко

Основная функция ядрышка заключается в хранении и управлении наследственной информацией клетки. Внутри ядрышка находится генетический материал клетки — ДНК. ДНК содержит всю необходимую информацию для формирования и функционирования организма. Также ядрышко выполняет роль места транскрипции генов — процесса, при котором ДНК «считывается» и переводится в РНК.

В ядрышке также находится ядро — центральная структура, содержащая хромосомы и геном клетки. Хромосомы — это конденсированная форма ДНК, которая содержит гены, ответственные за наследственные свойства организма.

Ядрышко играет важную роль в процессе деления клетки, так как оно контролирует и координирует все процессы клеточного деления. При подготовке к делению клетки, ядрышко удваивается, а затем каждая копия перемещается в отдельную дочернюю клетку.

Таким образом, ядрышко является ключевым органоидом эукариотической клетки, ответственным за хранение и передачу наследственной информации, а также за контроль и координацию клеточного деления.

Ядерная оболочка

Основные компоненты ядерной оболочки включают в себя внешнюю и внутреннюю ядерные мембраны, ядерный поры и ядерную ламина. Внешняя и внутренняя ядерные мембраны состоят из двух слоев фосфолипидов, которые разделяют пространство между ними — перинуклеарное пространство. Внешняя мембрана связана с эндоплазматическим ретикулумом и играет роль в передаче веществ между ядром и цитоплазмой.

Ядерные поры представляют собой структуры, обеспечивающие обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Они позволяют транспорт молекул и ионов, регулируя доступ к ядру и защищая его от внешних воздействий.

Ядерная ламина — это сеть интермедиарных филаментов внутри ядерной оболочки, которая обеспечивает ее механическую устойчивость и форму. Также ядерная ламина играет роль в организации хроматина в ядре и регулировании генной экспрессии.

Ядерная оболочка выполняет ряд функций, связанных с защитой и регуляцией генетической информации. Она предотвращает случайный доступ к генам и контролирует передачу молекул и ионов между ядром и цитоплазмой. Кроме того, она участвует в организации хромосом и регулировании активности генов.

Ядерная матрица

Одной из основных функций ядерной матрицы является поддержка структуры ядра. Она обеспечивает поддержку и организацию хроматина и хромосом, что способствует нормальному функционированию клетки.

Также ядерная матрица играет важную роль в процессах транскрипции и мРНК-сплайсинга. Внутри ядерной матрицы происходит сборка транскрипционных комплексов, которые отвечают за транскрипцию генов в РНК. Она также участвует в преобразовании промежуточных продуктов транскрипции в зрелую мРНК.

Кроме того, ядерная матрица играет роль в контроле компартментализации ядра. Она помогает организовать пространство внутри ядра и создает места для сборки белков и РНК. Также она помогает в разделении генома на функциональные домены.

Функции ядерной матрицы
Поддержка структуры ядра
Регуляция генной экспрессии
Транскрипция генов
Преобразование мРНК
Контроль компартментализации ядра

Видео:Урок по Биологии №2 - Строение клетки / Клетка ЭукариотСкачать

Раздел 2: Митохондрии

Структура митохондрий включает в себя внешнюю и внутреннюю мембраны, промежуточное пространство и митохондриальную матрикс.

Внешняя мембрана окружает митохондрии и содержит множество белков, необходимых для передачи веществ и энергии. Она также обеспечивает механическую поддержку и защиту митохондрий.

Внутренняя мембрана обладает более сложной структурой и играет ключевую роль в создании протонного градиента, необходимого для синтеза АТФ. Она содержит белки, необходимые для функционирования электронного транспортного цепи.

Промежуточное пространство между внешней и внутренней мембранами содержит большое количество митохондриальных ферментов и факторов роста, необходимых для клеточного дыхания.

Митохондриальная матрикс — это внутреннее пространство митохондрий, наполненное жидкостью и содержащее митохондриальное ДНК (мтДНК) и рибосомы. В матриксе происходит окислительное разложение глюкозы и других органических веществ, которые затем используются для синтеза АТФ.

Митохондрии являются ключевыми органеллами, выполняющими множество важных функций в клетке. Они обеспечивают энергию для всех клеточных процессов, участвуют в регуляции апоптоза и имеют большое значение для общего здоровья организма.

Внешняя мембрана митохондрий

Внешняя мембрана митохондрий представляет собой двойной липидный слой, разделяющий митохондрии от цитоплазмы клетки. Она обладает множеством важных функций, необходимых для правильного функционирования митохондрий.

Одной из основных функций внешней мембраны митохондрий является контроль за переносом веществ через нее. Она контролирует проникновение молекул кислорода и глюкозы, необходимых для проведения энергетических процессов. Кроме того, внешняя мембрана митохондрий предотвращает перенос нежелательных веществ, которые могут нанести вред митохондриям.

Внешняя мембрана митохондрий также содержит ряд белков, которые осуществляют врезание в нее хвостовой части белков внутренней мембраны. Это позволяет эффективно сортировать и доставлять белки внутрь митохондрий для выполнения различных функций в их матриксе.

Кроме того, внешняя мембрана митохондрий участвует в обмене веществ между митохондриями и цитоплазмой клетки. Она контролирует выход продуктов митохондриального метаболизма в цитоплазму и обратно, обеспечивая эффективность энергетических процессов.

Таким образом, внешняя мембрана митохондрий играет важную роль в метаболических и энергетических процессах клетки, а также обеспечивает защиту митохондрий от нежелательных веществ.

Внутренняя мембрана митохондрий

Внутренняя мембрана митохондрий состоит из двух слоев фосфолипидов, между которыми располагается пространство, называемое межмембранным пространством. Этот двойной липидный слой обладает высокой площадью поверхности благодаря наличию внутренних складок, которые называются хризеями.

Одной из основных функций внутренней мембраны митохондрий является создание градиента протонов через мембрану, необходимого для синтеза АТФ в ходе окислительно-фосфорилирующей фосфорилирования. Внутренняя мембрана содержит белки, такие как комплексы дыхательной цепи, которые участвуют в создании этого градиента протонов.

Особенностью внутренней мембраны митохондрий является наличие различных транспортных систем, позволяющих перемещать различные молекулы и ионы через мембрану. Это включает транспортные системы, способные обеспечить проникновение пирувата и малат-аспартата в митохондрии, а также транспорт электронов во время дыхательной цепи.

Кроме того, внутренняя мембрана митохондрий содержит множество ферментов, связанных с метаболизмом липидов и аминокислот. Например, окислительный фермент NАDCF (NADH-цитохром-c-окислоредуктаза) участвует в передаче электронов от НАДРН2 к молекулам цитохрома с внутренней стороны мембраны.

Таким образом, внутренняя мембрана митохондрий играет важную роль в обеспечении энергетических потребностей клетки, участвуя в синтезе АТФ и регулируя обмен веществ.

Матрикс митохондрий

В матриксе митохондрий находятся различные органические соединения, такие как ферменты, ДНК и РНК, а также рибосомы, которые участвуют в процессах синтеза белка. Отличительной чертой матрикса является наличие многочисленных зачатков со структурой, характерной для номер независимых клеток. Благодаря этому, матрикс выполняет свои главные функции.

Одной из главных функций матрикса митохондрий является производство энергии в виде АТФ. В матриксе находятся ферменты, необходимые для проведения технологического процесса кислородной фосфорилирования, в результате которого АТФ образуется из АДФ. Кроме того, матрикс является местом проведения цикла Кребса, где осуществляется окисление углеводов, жиров и аминокислот с целью выработки энергии.

Матрикс митохондрий также выполняет функцию регулятора программированной клеточной смерти — апоптоза. В нем находятся молекулы, которые участвуют в запуске программы клеточной гибели. Это позволяет клеткам митохондриального происхождения умирать, когда они достигают определенного возраста или когда в организме возникает потребность в уменьшении количества клеток.

В итоге, матрикс митохондрий выполняет ряд ключевых функций внутри митохондрий и оказывает значительное влияние на общую жизнедеятельность клеток организма.

Видео:Строение клетки за 8 минут (даже меньше)Скачать

Раздел 3: Эндоплазматическая сеть

ЭПСГ — это система мембран, которая образует трубки и каналы. Она играет важную роль в обработке и синтезе липидов, а также в метаболических процессах, таких как образование гормонов и разрушение лекарственных препаратов. Кроме того, ЭПСГ участвует в регуляции уровня кальция в клетке.

ЭПСШ представляет собой сеть мембранных каналов, покрытых рибосомами. Она является местом синтеза и модификации белков, а также их транспортом в другие органеллы. Серия ферментов, находящихся на поверхности шероховатой ЭПС, отвечает за связывание белков с участием гликозилирования.

Эндоплазматическая сеть играет важную роль в клеточном метаболизме и производстве белков. Она обеспечивает связь между различными органеллами клетки и служит платформой для синтеза, транспорта и модификации белковых молекул. Расстройства в работе ЭПС могут привести к различным заболеваниям, включая нарушения метаболических процессов и дегенеративные заболевания.

Гладкая ЭПС

Основные функции гладкой ЭПС включают:

Синтез липидов: гладкая ЭПС обеспечивает синтез и модификацию различных липидов, необходимых для клеточных мембран, гормонов и других биологически активных веществ.
Метаболизм углеводов: некоторые ферменты, связанные с обработкой углеводов, находятся в гладкой ЭПС. Этот органелл выполняет такие функции, как гликогенолиз и гликогеногенез.
Детоксикация: гладкая ЭПС участвует в детоксикации различных вредных веществ, таких как лекарства и яды. Она включает ферменты, ответственные за метаболизм этих веществ.
Ацильный коэнзим A (АКА) связывается: активированный АКА играет важную роль в биосинтезе липидов, находящихся в гладкой ЭПС.
Хранение и регуляция уровня кальция: гладкая ЭПС играет важную роль в хранении кальция и регулирует его концентрацию в цитоплазме. Она также участвует в передаче сигналов через рецепторы на поверхности клетки.

Гладкая ЭПС также взаимодействует с другими компонентами клеточного аппарата, такими как митохондрии и голубая ЭПС, для выполнения различных функций в клетке.

Шероховатая ЭПС

Одной из основных функций ШЭС является синтез и сортировка белков, которые задействованы в различных биологических процессах. Рибосомы, находящиеся на поверхности ШЭС, синтезируют белки, а затем они могут быть модифицированы и упакованы внутри системы мембран. Эти белки могут быть транспортированы к другим мембранам или выходить из клетки.

ШЭС также играет важную роль в регуляции концентрации кальция в клетке. Внутри ШЭС находятся специальные кальцийсвязывающие белки, которые контролируют выделение и захват кальция. Кальций выполняет множество функций в клетке, в том числе участвует в сократительной активности мышц и сигнальных путях.

Также ШЭС связана с другими компонентами клетки, такими как ядро и аппарат Гольджи. Она обеспечивает транспорт внутриклеточных мембранных структур и участвует в передаче сигналов между ними.

Шероховатая эндоплазматическая сеть отличается от гладкой эндоплазматической сети (ГЭС) отсутствием рибосом на своей поверхности. ГЭС выполняет другие функции, включая синтез липидов и детоксикацию различных соединений.

Рибосомы на поверхности ЭПС

Внешняя поверхность эукариотической клетки, известная как эндоплазматическая сеть (ЭПС), играет ключевую роль в синтезе белка. Хотя многие рибосомы находятся в цитоплазме клеток, часть из них связана с наружной стороной мембраны ЭПС.

Рибосомы — это маленькие структуры, состоящие из рибосомных РНК и белков, которые выполняют основную функцию синтеза белков в клетках. Они связаны с мРНК и переводят информацию в генетическом коде в последовательность аминокислот, образуя новые белки, необходимые для клеточных процессов.

Когда рибосомы связаны с поверхностью ЭПС, они образуют структуру, называемую рибосомным комплексом. Этот комплекс представляет собой пару параллельных мембран, называемую мембраной ЭПС. Между этими мембранами расположены рибосомы, которые синтезируют белки для экспорта из клетки или использования внутри нее.

Рибосомы на поверхности ЭПС играют важную роль в клеточной секреции, трансляции белков и прочих биологических процессов. Благодаря своей мембранной структуре, рибосомы на ЭПС могут синтезировать и транспортировать белки внутри и вне клетки. Они помогают формированию гранулярного эндоплазматического ретикулума и участвуют в регуляции белкового трафика.

Связь рибосом с поверхностью ЭПС является критической для правильной функции клеток. Любые дефекты связи рибосом с ЭПС могут привести к нарушению синтеза белка и вызвать различные патологии. Изучение рибосом на поверхности ЭПС является важной областью биологической науки и может помочь в понимании механизма работы клеток и разработке новых методов лечения заболеваний.

Видео:Строение клеток прокариот и эукариот. 8 класс.Скачать

Раздел 4: Гольджи-аппарат

Гольджи-аппарат представляет собой систему пузырьков и трубочек, расположенных внутри клетки. Он играет ключевую роль в обработке, модификации и сортировке белков, а также в синтезе липидов и гликопротеинов.

Гольджи-аппарат состоит из нескольких структурных компонентов, включая стопки пузырьков, связанные между собой трубочками и мембранами. Каждая стопка состоит из нескольких отделений, называемых цистернами.

Главные функции Гольджи-аппарата включают:

Модификация белков и других молекул	Гольджи-аппарат вносит изменения в структуру белков и других молекул, чтобы придать им специфические функции
Сортировка и транспорт	Гольджи-аппарат отвечает за сортировку белков и их транспорт в соответствующие места клетки или за пределы клетки
Синтез липидов и гликопротеинов	Гольджи-аппарат участвует в процессе синтеза различных липидов и гликопротеинов, которые необходимы для функционирования клетки

Без Гольджи-аппарата нормальное функционирование клетки было бы невозможно. Он является важным звеном в механизмах, обеспечивающих правильное функционирование и выживание клетки.