поток энергии и вещ-ва

cСовременное состояние клеточной теории:

1.Клетка - основная структурно-функциональная и генетическая единица живых организмов, наименьшая единица живого.

2.Клетки всех организмов принципиально сходны по строению, химическому составу и важнейшим проявлениям процессов жизнедеятельности.

3.Каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки.

4.Клетки многоклеточных организмов специализированы по выполнению разных функций и образуют ткани.

5.В основе размножения, роста, развития и регенерации организмов лежит деление, рост и дифференцировка клеток.

6.Клетка - открытая система, существующая в тесной взаимосвязи с окружающей средой, через нее постоянно проходит поток вещества, энергии и информации.

2

dВозникновение клеточной организации

1 этап: прокариотические гетеротрофные анаэробные клетки

(3,5 млрд. лет).

2этап: прокариотические автотрофные анаэробные клетки.

3этап: прокариотические автотрофные аэробные клетки.

4этап: эукариотические авто- и гетеротрофные аэробные

клетки (1,5 млрд. лет).

Гипотезы происхождения эукариот:

1. Симбиоза: симбионты клетка-хозяин – анаэробный прокариот

+

аэробный прокариот.

2. Инвагинационная: исходная клетка - аэробный прокариот.

3

Аэробный

автотрофный

прокариот

4

Растительная Животная клетка клетка

6

eОболочка клетки образована:

•надмембранный компонент (гликокаликс – гликолипиды и глико-

протеины или клеточная стенка - целлюлоза);

•плазмалемма (элементарная биологическая мембрана);

•подмембранный опорно-сократительный комплекс гиало-

плазмы – совокупность микротрубочек цитоскелета, присоединенных к

мембране.

Основным компонентом оболочки является мембрана. При помощи электронного микроскопа установлено: толщина мембраны 6 - 10 нм, состоит из трех слоев (два темных и один светлый), в мембране имеются поры (диаметр 0,3-0,8 нм).

В 1943 г. Даниэлль и Даусон предложили "бутербродную" модель строения мембраны, основу которой составляет билипидный слой (два ряда липидных молекул, расположенные гидрофобными концами внутрь мембраны, а гидрофильными концами - наружу). Поверх билипидного слоя расположены 2 сплошных слоя белка.

7

В 1972 г. Сингер и Николсон предложили "жидкостно-мозаичную" модель. Основу модели также составляет билипидный слой, находящийся в жидкой фазе. Белки не покрывают слои липидов сплошным слоем, а располагаются в нем как мозаика. 1 молекула белка приходится на 30-40 молекул липидов. Белки мембраны расположены по-разному: одни полностью пронизывают липидный бислой (интегральные), другие частично погружены в него (полуинтегральные), третьи расположены по периферии (периферические).

Такая модель мембраны, по сравнению с "бутербродной", термодинамически устойчива и объясняет ее свойства:

•пластичность (быстро восстанавливаются после повреждения, а также растягиваются и сжимаются при клеточных движениях),

•способность к самозамыканию (мембраны ограничивают ядра, митохондрии и пластиды, каналы ЭПС и стопки пузырьков комплекса Гольджи; образуют лизосомы, вакуоли растительных и грибных клеток, протистов),

8

•текучесть (молекулы липидов и белков не связаны между собой ковалентными связями, способны быстро перемещаться в плоскости мембраны, благодаря этому мембраны могут изменять свою конфигурацию),

•избирательная проницаемость (скоростью транспорта веществ различна: чем больше размер молекул, тем меньше скорость их прохождения). Это определяет плазматическую мембрану как осмотический барьер и объясняет различные механизмы транспорта веществ. Мах. проникающей способностью обладает вода и газы; медленнее проходят ионы.

В 2001 году предложен уточненный вариант жидкостно-мозаичной модели мембраны, где показана сложная структура белков и соотношение различных липидов, входящих в ее состав.

Функции плазмалеммы: барьерная и защитная (отделение клетки от внешней среды), межклеточные контакты, контролируемый транспорт, прием и передача сигналов, ферментативная, заякоривание цитоскелета. Цитоплазматические мембраны выполняют функции компартментализации, каталитическую, структурную, образования трансмембранного потенциала.

9

10