Головна
Реферати » Реферати з біології » Вчення про клітині

Вчення про клітині

Третинна структура визначається тим, що спіралізує молекула білка ще багато разів та закономірно згортається, утворюючи компактний кульку, в якому ланки спіралі з'єднуються ще більш слабкими бісульфіднимі зв'язками (-S-S-). Крім того, в живій клітині можуть бути і більш складні форми - четвертинна структура, коли кілька молекул білка об'єднуються в агрегати постійного складу
(наприклад, гемоглобін).
Білки виконують в клітці різноманітні функції. Функціональною активністю володіють білки з третинної структурною організацією, але в більшості випадків тільки перехід білків третинної організації в четвертинних структуру забезпечує специфічну функцію.

Ферментативна функція. Всі біологічні реакції в клітині протікають за участю особливих біологічних каталізаторів - ферментів, а будь фермент
- білок, ферменти локалізовані у всіх органелах клітин і не тільки направляють хід різних реакцій, але і прискорюють їх в десятки і сотні тисяч разів. Кожен з ферментів строго специфічний. Так, розпад крохмалю і перетворення його в цукор (глюкозу) викликає фермент амілаза, тростинний цукор розщеплює тільки фермент инвертаза і т.д. Багато ферменти давно вже застосовують у медичній, а також в харчовій (хлібопечення, пивоваріння та ін.) промисловості.

Структурна функція. Білки входять до складу всіх мембран, оточуючих і пронизують клітку, і органел. У з'єднанні з ДНК білок становить тіло хромосом, а в з'єднанні з РНК - тіло рибосом. Розчини низькомолекулярних білків входять до складу рідких фракцій клітин.

Транспортна функція. Саме з білками пов'язано перенесення кисню, а також гормонів в тілі тварин і людини (його здійснює білок крові - гемоглобін).

Рухова функція. Всі види рухових реакцій клітини виконуються особливими скоротливі білками, які обумовлюють скорочення мускулатури, рух джгутиків і вій у найпростіших, переміщення хромосом при поділі клітини, рух рослин.

Захисна функція. Багато білки утворюють захисний покрив, що оберігає організм від шкідливих впливів, наприклад рогові освіти - волосся, нігті, копита, роги. Це механічний захист.

У відповідь на впровадження в організм чужорідних білків (антигенів) в клітинах крові виробляються речовини білкової природи (антитіла), які знешкоджують їх, оберігаючи організм від шкідливої ??дії. Це імунологічна захист.

Енергетична функція. Білки можуть служити джерелом енергії.
Розщеплюючись до кінцевих продуктів розпаду - діоксиду вуглецю, води і азотовмісних речовин, вони виділяють енергію, необхідну для багатьох життєвих процесів в клітці.

Вуглеводи. Це необхідний компонент будь-якої клітини. У рослинних клітинах їх значно більше, ніж у тварин. Вуглеводи містять тільки вуглець, водень і кисень. До простих вуглеводів належать прості цукру
(модосахаріди). Вони містять п'ять (пентози) або шість (гексози) атомів вуглецю і стільки ж молекул води. Прикладами моносахаридів можуть служити глюкоза і фруктоза, що знаходяться у багатьох плодах рослин. Крім рослин глюкоза входить також до складу крові.

Складні вуглеводи складаються з декількох молекул простих вуглеводів. З двох моносахаридів утворюється дисахарид. Харчовий цукор (сахавоза), наприклад, складається з молекули глюкози і молекули фруктози. Значно більше число молекул простих вуглеводів входить в такі складні вуглеводи, як крохмаль, глікоген, клітковина (целюлоза). У молекулі клітковини, наприклад, від 300 до
3000 молекул глюкози.

Вуглеводи - своєрідне «паливо» для живої клітини; окисляючись, вони вивільняють хімічну енергію, яка витрачається клітиною на процеси життєдіяльності. Вуглеводи виконують і важливі будівельні функції, наприклад у рослин з них утворюються стінки клітин.
Жири та липоиди. В якості обов'язкового компонента містяться в будь-якій клітині. Жири являють собою з'єднання гліцерину з різними жирними кислотами, липоиди - ефіри жирних кислот і спиртів, але не гліцерину. Саме цим кислотам липоиди зобов'язані своїм важливим біологічним властивістю - не розчинятися в воді. Цим же визначається і їх роль в біологічних мембранах клітини. Середній, ліпідний, шар мембран перешкоджає вільному переміщенню води з клітини в клітину. Жири використовуються клітиною як джерело енергії. Підшкірний жир грає важливу теплоізоляційну роль.


У тварин, особливо у водних ссавців. У тварин, що впадають
взимку в сплячку жири забезпечують організм необхідною енергією. Вони складають запас поживних речовин в змінах і плодах рослин.
Нуклеїнові кислоти. Вперше були виявлені в ядрах клітин. Існує два типи нуклеїнових кислот: дезоксірібонук-леіновие (ДНК) і рибонуклеїнові
(РНК), ДНК утворюється і міститься переважно в ядрі клітини,

Рис. 1. Модель подвійної спіралі молекули ДНК. А - ділянка двоспіральної молекули ДНК; Б - схема ділянки деспіралізованние ланцюгів. Ясно видно компліментарність підстав, водневі зв'язки між ними показані точками
РНК, виникаючи в ядрі, виконує свої функції в цитоплазмі і ядрі.
Молекула ДНК - дуже довга подвійна ланцюжок, спірально закручена навколо своєї поздовжньої осі (рис. 1). Довжина її в багато сотень разів перевищує довжину ланцюжка білкової молекули. Кожна одинарна ланцюжок являє собою полімер і складається з окремих з'єднаних між собою мономерів - нуклеотидів.
До складу будь-якого нуклеотиду входять два постійних хімічних компонента
(фосфорна кислота і вуглевод дезоксирибоза) і один змінний, який може бути представлений одним з чотирьох азотистих основ: аденін, гуаніном, тимином або цитозіном. Тому в молекулах ДНК всього чотири різних нуклеотиду. Різноманітність ж молекул ДНК величезне і досягається завдяки різній послідовності нуклеотидів в ланцюжку ДНК.
Дві ланцюга ДНК з'єднані в одну молекулу азотистими підставами. При цьому аденін з'єднується тільки з тиміном, а гуанін - з цитозином. У зв'язку з цим послідовність нуклеотидів в одному ланцюжку жорстко визначає послідовність в іншій ланцюжку. Суворе відповідність нуклеотидів один одному в парних ланцюжках молекули ДНК одержало назву комплементарності
(рис. 1). Ця властивість лежить в основі утворення нових молекул ДНК на базі вихідної молекули.
Редуплікація зводиться до того, що під дією спеціального ферменту вихідна подвійна ланцюжок молекули ДНК поступово розпадається на дві одинарні - і тут же до кожної з них за принципом хімічної спорідненості
(аденін до тимін, гуанін до цитозин) приєднуються вільні нуклеотиди.
Так відновлюється подвійний ланцюг ДНК. Але тепер таких подвійних молекул вже дві. Тому синтез ДНК і отримав назву редуплікації (подвоєння): кожна молекула ДНК як би сама себе подвоює. Роль ДНК полягає в зберіганні, відтворенні та передачі з покоління в покоління спадкової інформації.

Молекулярна структура РНК близька до такої ДНК. Але є й істотні відмінності. Молекула РНК - не подвійне, а одинарна ланцюжок з нуклеотидів. До її складу входять також чотири типи нуклеотидів, але один з них інший, ніж у
ДНК: замість тиміну в РНК міститься урацил. Крім того, у всіх нуклеотидах молекули РНК знаходиться не дезоксирибоза, а рибоза. Молекули РНК не настільки великі, як молекули ДНК.

У клітці є три види РНК. Назви їх пов'язані з виконуваними функціями. Транспортні РНК (тРНК) - найменші за розміром, транспортують амінокислоти до місця синтезу білка. Інформаційні, або матричні, РНК (мРНК) у багато разів більше тРНК. Вони переносять інформацію про структуру білка від ДНК до місця синтезу білка. Третій вид - рибосомальні
РНК (рРНК) - входять до складу рибосом. Всі види РНК синтезуються в ядрі клітини за тим же принципом комплементарності на одній з ланцюгів ДНК.
Значення РНК полягає в тому, що вони забезпечують синтез в клітці специфічних для неї білків.

Аденозинтрифосфат (АТФ). Входить до складу будь-якої клітини, де він виконує одну з найважливіших функцій - накопичувача енергії. Молекули АТФ складаються з азотистої основи аденіну, вуглеводу рибози і трьох молекул фосфорної кислоти. Нестійкі хімічні зв'язки, якими сполучені молекули фосфорної кислоти в АТФ, дуже багаті енергією (макроергічні зв'язку): при розриві цих зв'язків енергія вивільняється і використовується в живій клітині для забезпечення процесів життєдіяльності та синтезу органічних речовин.

Глава 3. КЛІТИННІ СТРУКТУРИ ТА ЇХ ФУНКЦІЇ

Цитоплазма. Клітка являє собою цілісну живу систему, що складається з нерозривно пов'язаних між собою цитоплазми і ядра (рис. 2). Від зовнішнього середовища цитоплазма відмежована зовнішньої клітинної мембраною (від лат. Membrana
- шкірка, плівка), званої плазмалеммой. Вона являє собою найтоншу (товщина 7-10 нм), але досить щільну плівку, що складається майже виключно з впорядкування розташованих молекул білків і ліпідів.
Зовнішній і внутрішній шари елементарної мембрани утворені білковими молекулами, а між ними знаходяться два шари ліпідів. Молекули більшості ліпідів складаються з полярної голівки і двох неполярних хвостів. Головки гідрофільних (виявляють спорідненість до води), а хвости гідрофобні (з водою не змішуються).

Рис 2 Схема будови еукаріотичної клітини А - клітина тварини,

Б - рослинна клітина

. / - Ядро з хроматином та ядерця , 2 - цитоплазматична мембрана, 3 - клітинна стінка, 4 - пори в клітинній стінці, через які повідомляється цитоплазма сусідніх клітин, 5 - шорстка ендоплазматична мережа, б-гладка ендоплазматична мережа, 7 - піноцітозная вакуоль, 8 - апарат Гольджі, 9 - лізосоми , 10 - жирові включення, 11 - клітинний центр, 12 - мітохондрія, 13 - рибосоми і полірібосоми, 14 - вакуоль, 15 - хлоропласт
Рис. 3. Схема будови цитоплазматичної мембрани
У подвійному ліпідному шарі (I) молекули ліпідів спрямовані своїми гідрофільними кінцями (2) до шарів білків (3), які з окремих субодиниць

Сторінки: 1 2 3 4 5