Клетка қабығының құрылысы

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Тақырыбы: Клетка қабығының құрылысы.

Жоспары:

Шығу тегіне, құрылысына және атқаратын қызметіне қарай мембраналардың топтарға бөлінуі.
Мембраның құрылысы мен құрамы.
Давсон -Даниелли гипотезасы.
Робертсонның элементарлық мембрана құрылысы жөніндегі гипотезасы.
Сингер мен Николсонның сұйықтық-мозаикалық моделі.
Плазмалық мембраналар.
Клетка бетінің мамандалған құрылымдары.

Тақырыбы: Клетка қабығының құрылысы.

1955 жылдан бастап клетканы қоршаушы мембраналардан баска эукарионтык клеткалардың бәрінде клетканың ішінде орналасқан субмикроскопиялық күрделі жүйе болатыны аныкталды. Цитомембраналар клетка құрылымының негізгі компоненттерінің бірі. Цитомембраналар жеке элементтерден тұратын, бір-бірімен өзара еттесіп біртұтас күрделі жүйе құрайтын, клетканың тіршілігінде маңызды рөл атқаратын құрылым.

Шығу тегіне, кұрылысына және атқаратын қызметіне қарай мембраналарды бірнеше түрлі топтарға бөледі: плазмалемма (плазмалық мембрана, сыртқы клеткалық мембрана), ядролық мембрана (ядро қабықшасы), миелин қабықшалары - мембраналары, вирустар мен бактериялардың мембраналары, эндоплазмалық тор, митохондриялар мен хлоропласидтердің мембраналары,

Мембрананың құрылысы мен құрамы. Құрылысы мен құрамы жағынан мембраналардың бәрінің көптеген жалпы қасиеттері болады: олардың орташа қалындығы 7 нм-ге тең, белоктар мен липидтерден тұрады және олар өткізгіштіктің тосқауылы; мембраналардың үзінділерінің ұштары ұштасып көпіршіктер құрайды. Көптеген жалпы қасиеттерімен бірге мембраналардың белгілі айырмашылықтары да бар. Мембрананы құрауда негізгі рөл аткаратын - глобулалык (шар) құрылысты интегралдық және жартылай интегралдық белоктар. Миелиндік мембранада белок аз көлденең салалы бұлшық ет талшықтарында 65% белоктар және 15% липидтер болады. Бауыр клеткаларының мембраналардың 85%-ы белоктардан тұрады, ал фосфолипидтер мен холестерин 10%-ды кұрайды.

Белоктар өзіндік табиғат туғызады, ал ол ерекшелік өз кезеңінде -мембраналарды бір-бірінен ажырататын белгі. Клеткалық мембраналарда мыңдаған түрлі белоктар кездеседі. Бұлардың ішінде таза құрылымдық белоктармен бірге қосымша функцияларды атқаратын белоктар да болады. Кейбіреулері әр түрлі заттарды тасымалдап тасымалдаушылардың қызметін атқарады. Белоктік молекулаларда, я көршілес белоктік молекулалардың арасында гидрофильді каналдар, немесе поралар болады деп жорамалдайды. Бұл поралар мембрананы тесіп өтіп тұрады.

Мембраналарда ферменттік белоктар, рецепторлар, электрондарды тасымалдаушылар, т. т. болады. Сонымен қатар мембраналарда гликопротеиндер де болады. Бұлардың бос беттерінде антенаға ұқсас бұтақталған олигосахаридтер тізбегі, немесе глюкозильдік топтар болады. «Антенналардың» міндеті сыртқы хабарларды ажырату. Белоктар липидтермен қосылып комплекстер кұрайды. Қайсы бір белоктар кұрылымдық фосфолипидтермен қосылған кезде өткізгіштіктің барьері (тосқауылы) пайда болады; өткізгіштік барьерінің болуы клеткалық мембрананың маңызды функциялық ерекшелігі. Басқа белоктар өздеріне тән молекулалык конфигурациясының арқасында катализдің белсенді зоналарын құрайды.

Мембраналардың липидтері фосфолипидтер, гликолипидтер мен стероидтар. Фосфолипидтер мембранадағы липидтердің 40-90% құрайды. Плазмалық мембрананың, миелиннің, сол сияқты эндоплазмалықтар мен хлоропластлердің маңызды құрамды бөлігі гликолипидтер. Түрлі мембранадағы фосфолипидтердің саны әркелкі, олардың түрліше болуы мембраналардың құрылысына әсерін тигізеді. Фосфолипидтердің химиялық құрамының маңызы зор, әдетте олар фосфатидилхолинге бай келеді. Сонымен бірге көмірсулардың көптеген саны болады.

Биологиялық мембраналардың кейбір маңызды қасиеттері липидгік биқабаттың құрылысына байланысты. Олардың бірі мембраналардын қозғалмалығы, оның шегінде молекулалар биқабат жазықтығында еркін қозғалып жүре алады. Липидтік биқабаттың тағы да бір ерекшелігі суда ерігіш молекулалар олар арқылы өте алмайды.

Мембраналар клетканы компартаменттер деп аталатын бірнеше
тұйык бөлмелерге бөледі. Цитомембранамен шектелген клеткалық
бөлмелер әркелкі пішінді болады - каналшықтар, вакуольдер, гранулалар, жалпақ қапшықтар т. б. Клетка ішіндегі мембраналар жал-
пы есеп бойынша клетканың барлық массасының үштен бірін немесе тең жартысын құрайды. Клеткалық мембраналардың негізін қос
липидтік қабат құрайтыны жөніндегі түсінік Овертонның есімімен
байлаңысты.

Давсон Даниелли гипотезасы. 1895 жылы Овертон молекулалардың клетка ішіне өту жылдамдығы липидтер ерекшелігіне байланысты екенін байқаған. Осы физиологиялық байқаулардан ол мембраналарда липидтік қабаттың болатындығы жөнінде анатомиялық тұжырым жасаған. 30 жылдан кейін 1927 жылы голландиялық Гортер мен Грендель эритроциттердің мембранасын зерттеп, бұл түсінікті қуаттаған болатын. 1935 жылы Давсон-Даниелли гипотезасы шыққан. Бұл гипотеза бойынша плазмалык және басқа мембраналар фосфолипид молекулаларының бір-бірінің үстінде орналасқан екі қабатынан тұрады. Осы күрделі липидтік молекулалардың әр қайсысында гидрофильдік (суда ерігіш полярлы) және гидрофобты топтар болады. Бір кабаттың гидрофобты беті екіншісінің гидрофобты бетіне беттеседі. Гидрофильдік полярлы топтар осы екі қабаттың бетін құрайды. Олар екі белоктік қабаттармен байланысады.

Сонымен бұл гипотеза бойынша клеткалық мембрана үш қабаттан фосфолипидтік қабаттардан тұратын бір орталық қабаттан және орталык липидтік қабаттың екі бетінде орналасқан екі белоктік қабаттан тұрады. Бұл гипотеза мембраналарды электрондық микроскоппен зерттеген кездегі көріністі түсіндіреді.

Липидтерді физика-химиялық әдістермен зерттеу және олардың: судағы дисперсия сипатын анықтау бұл гипотезаны қуаттады. Давсон мен Даниеллидің моделі липидтердің орналасуын қанағатты түрде түсіндіргенмен белоктардың орналасуын түсіндірмейді. Белоктар липидтердің бетінде қабат құрап орналасады деп жорамалдаған болатын. Бірақ, бұндай түсінік егжей-тегжейлі байқауларға сәйкес деген, себебі мембраналық белоктардың көпшілігі липидтермен байланыста болады. Мембрана көптеген заттарға диффузия-тосқауыл құрайды. Мембрана арқылы жүретін диффузияның жылдамдығы су ерітіндісіне қарағанда 108-109 есе төмен. Мембрана кедергісіз өтетін молекулалар мен иондардың болатыны . Заттар алмасуының ингибиторлары (бөгеуші заттар) бұл улалар мен иондардың мембрана арқылы өтуіне әсер етпейді фактілерді түсіндіру үшін Давсон мен Даниелли 1955 жылы мембраналарда поралар (каналдар) болуы керек деген жорамал жасаған. Бірақ бұл модель мембраналар туралы жиналған байқаулардың бәрін толықтай түсіндіре алмаған.

Электрондық микроскоп клеткалық мембрана екі сыртқы электрондарға тығыз қабаттар мен ақшыл аралық қабаттан тұратын үш қабатты құрылым екенін көрсетті. Үш қабатты клеткалык мембрана элементарлық (жабайы) мембрана деп аталды. Бұл құрылым Даниелли мен Давсонның сэндвич (белок-липид-белок) моделіне сәйкес.

Робертсонның элементарлық мембрана құрылысы жөніндегі гипотезасы. 1959 ж. Робертсон сол кездегі жиналған мәліметтерді біріктіріп элементарлық мембрананың құрылысы жөніндегі гипотезаны ұсынды. Бұл гипотеза бойынша барлық мембраналардың қалындығы 7, 5 нм шамасында, электрондық микроскопта үш қабатты болып байқалады, орталық липидтік биқабат белоктың екі қабатының ортасында орналасады. Жаңа деректердің пайда болуына байланысты бұл гипотеза өзгерістерге ұшырады.

Мұздатып-жару әдісі мембранада липидтік биқабатқа батып тұратын, кейде оны тесіп өтетін белоктың бөлшектері болатынын анықтады. Мембрананың метаболизмдік белсенділігі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым онда белоктік бөлшектер көп болады. Мысалы, құрамында 75%-ке дейін белок бар хлоропластының мембраналарында белоктар мүлдем болмайды.

Сингер мен Николсонның сұйықтық-мозаикалық моделі. 1972 жылы Сингер мен Николсон мемберанаың сұйықтық-мозаикалық моделін ұсынған. Осы модельде липидтік биқабат элементарлық мембрана ретінде қарастырылады, бірақ бұнда ол қозғалмалы құрылым болып алынған; липидтік қабатта белоктар еркін қалқып жүреді, ал олардың қайсы біреулері липидтік қабатты тесіп өтеді, цитоплазмадан келетін микрофиламенттер белок молекулаларын қозғалтпай бір орында ұстап тұрады. Липидтік биқабатта бекіп тұратын белоктарды интегралдық мембраналық белоктар деп атайды. Интегралдық белоктармен бірге шеткі мембраналық белоктар деп аталатын мембранада босаң орналасқан белоктар да болады. Элементарлық мембрана барлық организмдерді клеткаларына тән универсалдық биологиялық құрылым. Алғаш рет аксонның миелин қабықшасын зерттеген кезде Шванн клеткасында байқалған.

Плазмалық мембрана. Плазмалық мембрана, немесе плазмалемма (гректің plazmа - пішін, letta - қабықша) мембраналардың ішінде ерекше орын алады; клетканы сыртынан қоршап оның сыртқы ортамен тікелей байланысуын қамтамасыз етеді. Плазмалемманың қалындығы 7, 5 нм. Жарық микроскопының шешуші қабілеті кем болғандықтан, плазмалық мембрана электрондық микроскоп пен электрондық микроскопиялық зерттеулерге материалды дайындау әдістері шыққаннан кейін ғана байқалды. Электрондық микроскоп шыққанға дейін клетканың бетінде заттарды таңдап өткізетін ерекше кабықша барлығын жанама әдістермен жорамалдаған болатын. Бұндай жорамалдың пайда болуына өте жіңішке инемен клетка бетін тескенде оның ішкі құрамының ағып кетуі, қайсыбір заттардың клетка ішіне өтіп таралуы мен молекуланың бәрі бірдей жылдамдықпен енбеуінің байқалуы негіз болды.

Электрондық микроскопта плазмалық мембрана үш қабатты болып байқалады: сыртқы және ішкі электрондарды сіңіретін тығыз қабаттардың арасында ақшыл зона жайғасқан. Тығыз қабаттар белоктік компоненттерге, ал ақшыл зона липид молекулаларының екі қабатына сәйкес келеді. Клеткалық мембраналардың молекулалық құрылысы бірдей болатынын еске алып Робертсон оларды элементарлық мембрана деп атауды ұсынған.

Плазмалық мембрананың негізгі құрамды бөлігі липидтер (40% жуык), белоктар (60% жуық) және көмірсулар (10% жуық) . Плазмалемма басқа мембраналарға қарағанда холестеринге бай келеді; оның фосфолипиттерінде қаныққан май қышқылдары басым болады. Плазмалык мембрананың құрамына кіретін белоктардың құрамы атқаратын қызметтерінің көп түрлі болуына байланысты алуан түрлі болады. Плазмалық мембрананың құрамында 30 жуық түрлі ферментер анықталған, ал жиі кездесетіндері Nа ⁺ және К ⁺ иондарымен белсенділігін арттыратын Мg-ге тәуелді АТФ-аза, 5'-нуклеотидаза, сілтілі және қышкыл фосфатаза, аденилатциклаза, РНК-аза. Эукариондық клеткалардың плазмалық мембранасында тыныс алу тізбектерінің фермент гликолиздеуші ферменттер болмайды, ал прокариондық клеткаларда тотықтырып фосфорлау мен электронды тасымалдаушы тізбектің элементтері плазмалық мембранасында орналасқан. Аталған ферменттердің ішінде ең маңыздысы Nа ⁺ және К ⁺ иондарымен белсенділігімен арттыратын.

Жануарлардың клеткаларының көпшілігінің плазмалық мембранасы түрлі құрылымдык өсінділер құрайды. Солардың бірі - микробүрлер. Электрондық микроскопиялық зерттеулер микробүрлер плазмалық мембранамен шектелген цитоплазманың өсінділері екенін анықтады. Бұл құрылымдар әртүрлі қызметтер атқарады. Микробүрлердің негізгі функциясы- клеткалардың ауданын арттыру. Сондықтан да бұлар алмасуға белсенді қатысатын клеткалардың бетінде көп болады. Мысалы, ас қорыту жолының кілегейлі қабатын астарлаушы клеткаларда, бүйректің каналшықтарында, секрет бөлуші клеткаларда. Дәнекер ұлпалық клеткаларда да байқалады (фибробласттарда, лейкоциттерде) . Өсімдік клеткаларында микробүрлер болмайды. Микробүрлердің қалындығы 100 нм шамасында. Саны мен ұзындығы клеткалардың түрлі типінде түрліше. Әсіресе, ішек және бүйрек эпителийінің тарақша көмкермесінде (щеточная клетка) көп болып байқалады. Тарақша көмкерме дегеніміз, клетканың апикальдік бетіндегі микробүрлердің жиынтығы. Ішек эпителийінің бір клеткасында 3000 дейін микробүрлер болады. Ішектің 1 мм ² бетіндегі микробүрлердің саны 200. 000. 000 дейін жетеді. Микробүрлердің аралығында гликокаликстік қалың қабаты орналасқан. Бұл аймақта сіңіру процесіне катысатык ферменттер (пептидазалар, сілтілі фосфатаза, дисахарозалар) болады. Микробүрлердің жиырыла алатын қабілеті бар. Микробүрлер аз болса да клеткалардың басқа түрлерінде де кездеседі. Мысалы, мезотелийдің клеткаларында, өт қабының, жатырдың, сары уыз қапшығының, бауыр клеткаларының т. т. эпителийінде.

Плазмалық мембрананың өсінділерінің тағы да бір типі кірпікшелер мен талшыктар. Бұлардың жуандығы (диаметрі 0, 2 мкм жуық) мен ультрақұрылымы бірдей. Сондықтан, қимыл органеллаларының осы екі типін біріктіріп ундулиподия деп атайды. Кірпікшелер мен талшықтар плазмалық мембранамен қапталған, базальдық денешікпен байланысқан микротүтікшелердің жүйесінен тұрады. Кірпікшелер мен талшықтар жануарлар клеткаларында кең тараған; өсімдіктерде аталық жыныс клеткаларында кездеседі; жалаңаш тұқымдылар мен жабық тұқымдыларда бұлар болмайды. Инфузориялардың әрбір клеткасында жүздеғең, мыңдаған кірпікше болады.

Кірпікшелер мен талшықтар ұзындығы және клеткадағы саны бойынша ажырайды. Кірпікшелердің ұзындығы 5-10 мкм, талшықтардікі 150 мкм және онан да артады. Жарық микроскопымен кірпікшелері мен талшықтардың ішкі құрылымы байқалмайды, біртекті болып көрінеді. Кірпікшелер мен талшықтардың функциясы клеткалардың қозғалысын қамтамасыз ету.

Тақырыбы: Клеткааралық байланыстар.

Жоспар:

Клеткааралық байланыстардың түрлері.
Жай клеткалық байланыстар.
Тығыз байланыс.
Десмосомалар.
Саңылау тәрізді байланыс немесе нексустар.
Синапстық байланыстар.
Плазмодесмалар. Тақырыбы: Клеткааралық байланыстар.

Көпклеткалы жануарлар организмдерінің органдары мен ұлпаларының құрамындағы клеткалардың өзара байланысы клеткааралық байланыстар деп аталатын күрделі арнаулы құрылымдар құрайды.

Клеткааралық байланыстардың бірнеше түрлерін ажыратуға болды: жай клеткааралық байланыс (құлып және саусақ тәрізді байланыстар), десмосомалық, тығыз байланыстар, лента тәрізді десмосомалар, саңылау тәрізді байланыс.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.