Plazma membranı xüsusi bir mövqe tutur, çünki hüceyrəni xaricdən məhdudlaşdırır və hüceyrədənkənar mühitlə birbaşa bağlıdır. Təxminən 10 nm qalınlığındadır və ən qalın hüceyrə membranıdır. Əsas komponentlər zülallar (60% -dən çox), lipidlər (təxminən 40%) və karbohidratlardır (təxminən 1%). Bütün digər hüceyrə membranları kimi, EPS kanallarında sintez olunur.

Plazmalemma funksiyaları.

Nəqliyyat.

Plazma membranı yarı keçiricidir, yəni. seçici olaraq müxtəlif molekullar müxtəlif sürətlə oradan keçir. Maddələri membrandan keçirməyin iki yolu var: passiv və aktiv nəqliyyat.

Passiv nəqliyyat. Passiv nəqliyyat və ya diffuziya enerji girişini tələb etmir. Yüklənməmiş molekullar konsentrasiya qradiyenti boyunca yayılır, yüklənmiş molekulların daşınması hidrogen protonlarının konsentrasiya qradiyentindən və elektrokimyəvi proton qradiyentinə birləşən transmembran potensial fərqindən asılıdır. Bir qayda olaraq, membranın daxili sitoplazmik səthi müsbət yüklü ionların hüceyrəyə daxil olmasını asanlaşdıran mənfi yük daşıyır. İki növ diffuziya var: sadə və yüngül.

Sadə diffuziya kiçik neytral molekullar (H 2 O, CO 2, O 2), həmçinin hidrofobik aşağı molekulyar çəkili üzvi maddələr üçün xarakterikdir. Bu molekullar konsentrasiya qradiyenti qorunduğu müddətcə membran zülalları ilə heç bir qarşılıqlı təsir etmədən membranın məsamələri və ya kanallarından keçə bilər.

Asanlaşdırılmış diffuziya hidrofilik molekullar üçün xarakterikdir, onlar da konsentrasiya qradiyenti boyunca membran vasitəsilə, lakin prinsipə uyğun olaraq xüsusi membran daşıyıcı zülalların köməyi ilə nəql olunur. formalar.

Asanlaşdırılmış diffuziya yüksək selektivdir, çünki daşıyıcı zülal daşınan maddəni tamamlayan bir əlaqə mərkəzinə malikdir və transfer zülalda konformasiya dəyişiklikləri ilə müşayiət olunur. Asanlaşdırılmış diffuziyanın mümkün mexanizmlərindən biri belədir: daşıyıcı zülal (translokaz) maddəni bağlayır, sonra membranın əks tərəfinə yaxınlaşır, bu maddəni buraxır, ilkin konformasiyanı qəbul edir və yenidən daşıma funksiyasını yerinə yetirməyə hazır olur. Proteinin özünün necə hərəkət etdiyi haqqında çox az şey məlumdur. Başqa bir mümkün transfer mexanizmi bir neçə daşıyıcı zülalın iştirakını nəzərdə tutur. Bu halda, ilkin olaraq bağlanmış birləşmə özü bir zülaldan digərinə keçir, membranın əks tərəfində olana qədər ardıcıl olaraq bu və ya digər zülalla bağlanır.

Aktiv nəqliyyat. Bu cür daşıma köçürmə konsentrasiya qradientinə qarşı həyata keçirildikdə baş verir. Hüceyrənin enerji sərf etməsini tələb edir. Aktiv nəqliyyat hüceyrə daxilində maddələrin yığılmasına xidmət edir. Enerji mənbəyi çox vaxt ATP-dir. Aktiv nəqliyyat üçün, enerji mənbəyinə əlavə olaraq, membran zülallarının iştirakı lazımdır. Heyvan hüceyrələrində aktiv nəqliyyat sistemlərindən biri Na və K+ ionlarının hüceyrə membranı vasitəsilə daşınmasına cavabdehdir. Bu sistem adlanır Na + - K * -nasos. K + ionlarının konsentrasiyası Na * ionlarından daha yüksək olan hüceyrədaxili mühitin tərkibini qorumaq üçün məsuliyyət daşıyır.

Hər iki ionun konsentrasiya qradiyenti K+ hüceyrənin içərisinə, Na+ isə xaricə ötürülməklə saxlanılır. Hər iki daşınma konsentrasiya qradiyentinə qarşı baş verir. İonların bu şəkildə paylanması hüceyrələrdə suyun tərkibini, sinir hüceyrələrinin və əzələ hüceyrələrinin həyəcanlılığını və normal hüceyrələrin digər xüsusiyyətlərini müəyyənləşdirir. Na + -K + -nasos bir zülaldır - ATPase nəqli. Bu fermentin molekulu oliqomerdir və membrana nüfuz edir. Nasosun işinin tam dövrü ərzində hüceyrədən hüceyrələrarası maddəyə 3 Na + ionu, əks istiqamətdə isə 2 K + ionu ötürülür, ATP molekulunun enerjisi istifadə olunur. Kalsium ionlarının ötürülməsi üçün nəqliyyat sistemləri (Ca 2+ -ATPase), proton nasosları (H + -ATPase) və s.

Başqa bir maddənin konsentrasiya qradiyenti enerjisi hesabına həyata keçirilən bir maddənin membrandan aktiv şəkildə ötürülməsinə deyilir. simptom... Bu halda, nəqliyyat ATPazası hər iki maddə üçün bağlanma yerlərinə malikdir. Antiport maddənin konsentrasiya qradientinə qarşı hərəkətidir. Bu zaman başqa bir maddə konsentrasiya qradiyenti boyunca əks istiqamətdə hərəkət edir. Simptom və antiport (kotransport) Na +, K + -ATPase tərəfindən yaradılmış Na + ionlarının konsentrasiya qradiyenti enerjisindən istifadə edərək, amin turşularının bağırsaqdan sorulması və qlükozanın ilkin sidikdən reabsorbsiyası zamanı baş verə bilər.

Digər 2 nəqliyyat növü endositoz və ekzositozdur.

Endositoz- böyük hissəciklərin hüceyrə tərəfindən tutulması. Endositozun bir neçə yolu var: pinositoz və faqositoz. Adətən altında pinositoz altında maye kolloid hissəciklərin bir hüceyrə tərəfindən tutulmasını başa düşmək faqositoz- cisimciklərin tutulması (digər hüceyrələrə qədər daha sıx və daha böyük hissəciklər). Pino- və faqositozun mexanizmi fərqlidir.

Ümumiyyətlə, bərk hissəciklərin və ya maye damcıların hüceyrəyə xaricdən daxil olmasına heterofagiya deyilir. Bu proses protozoalarda ən çox yayılmışdır, lakin insanlarda (eləcə də digər məməlilərdə) çox vacibdir. Heterofagiya orqanizmin müdafiəsində (seqmentləşdirilmiş neytrofillər - qranulositlər; makrofaqositlər), sümük toxumasının (osteoklastlar) yenidən qurulmasında, qalxanabənzər vəzin follikulları tərəfindən tiroksin əmələ gəlməsində, proksimal nefronda və digər proseslərdə zülalın və digər makromolekulların reabsorbsiyasında mühüm rol oynayır.

Pinositoz.

Xarici molekulların hüceyrəyə daxil olması üçün ilk növbədə qlikokaliks reseptorları (membranın səthi zülalları ilə birləşmiş molekullar toplusu) ilə bağlanmalıdırlar (şək.).

Belə bağlanma yerində, plazmalemmanın altında klatrin zülal molekulları tapılır. Plazmalemma xaricdən birləşən molekullarla və sitoplazmanın altında olan klatrinlə birlikdə işğal etməyə başlayır. Çıxıntı dərinləşir, kənarları yaxınlaşır və sonra bağlanır. Nəticədə, tutulan molekulları daşıyan plazmalemmadan bir qabarcıq ayrılır. Səthindəki klatrin elektron mikroqraflarda qeyri-bərabər bir haşiyə kimi görünür, buna görə də belə baloncuklar haşiyəli adlanır.

Klatrin veziküllərin hüceyrədaxili membranlara yapışmasının qarşısını alır. Buna görə də, haşiyələnmiş veziküllər hüceyrədə sərbəst şəkildə sitoplazmanın məzmununun istifadə edilməli olduğu hissələrinə daşına bilər. Xüsusilə steroid hormonları nüvəyə bu şəkildə çatdırılır. Bununla belə, adətən haşiyələnmiş veziküllər plazmalemmadan ayrıldıqdan dərhal sonra sərhədlərini tökürlər. Klatrin plazmalemmaya keçir və yenidən endositoz reaksiyalarında iştirak edə bilir.

Sitoplazmada hüceyrə səthində daha çox daimi veziküllər - endosomlar var. Sərhədli veziküllər klatrin buraxır və endosomlarla birləşərək endosomların həcmini və səthini artırır. Sonra endosomların artıq hissəsi yeni vezikül şəklində parçalanır, orada hüceyrəyə daxil olan maddələr yoxdur, onlar endosomda qalırlar. Yeni vezikül hüceyrə səthinə yönəldilir və membranla birləşir. Nəticədə, sərhədli vezikülün parçalanması zamanı baş verən plazmalemmanın azalması bərpa olunur, eyni zamanda onun reseptorları da plazmalemmaya qayıdır.

Endosomlar sitoplazmaya batırılır və lizosomun membranları ilə birləşir. Belə bir ikincili lizosomun içinə daxil olan maddələr müxtəlif biokimyəvi çevrilmələrə məruz qalır. Proses başa çatdıqdan sonra lizosomun membranı fraqmentlərə parçalana bilər və parçalanma məhsulları və lizosomun məzmunu hüceyrədaxili metabolik reaksiyalar üçün əlçatan olur. Məsələn, amin turşuları tRNT ilə bağlanır və ribosomlara çatdırılır, qlükoza isə Qolgi kompleksinə və ya aqranulyar EPS borularına daxil ola bilir.

Endosomların klatrin sərhədi olmasa da, onların hamısı lizosomlarla birləşmir. Onların bəziləri bir hüceyrə səthindən digərinə yönəldilir (əgər hüceyrələr epitel təbəqəsi əmələ gətirirsə). Orada endosomun membranı plazmolemma ilə birləşir və içindəkilər xaric olur. Nəticədə maddələr dəyişmədən hüceyrə vasitəsilə bir mühitdən digər mühitə keçir. Bu proses adlanır transsitoz... Protein molekulları, xüsusən də immunoqlobulinlər də transsitozla daşına bilər.

Faqositoz.

Böyük bir hissəciyin səthində hüceyrə reseptorları tərəfindən tanınan molekulyar qruplar varsa, o, bağlanır. Heç bir halda yad hissəciklərin özlərində belə qruplar həmişə olmur. Bununla birlikdə, bədənə daxil olduqda, onlar həmişə qanda və hüceyrədənkənar mühitdə olan immunoqlobulinlərin (opsoninlər) molekulları ilə əhatə olunurlar. İmmunoqlobulinlər həmişə faqositik hüceyrələr tərəfindən tanınır.

Yad hissəciyi əhatə edən opsoninlər faqositin reseptorlarına bağlandıqdan sonra onun səth kompleksi aktivləşir. Aktin mikrofilamentləri miyozinlə qarşılıqlı əlaqədə olmağa başlayır və hüceyrə səthinin konfiqurasiyası dəyişir. Faqosit sitoplazmasının çıxıntıları hissəcik ətrafında uzanır. Onlar hissəciyin səthini örtür və onun üzərində birləşirlər. Çıxışların xarici yarpaqları birləşərək hüceyrə səthini bağlayır.

Çıxışların dərin təbəqələri udulmuş hissəcik ətrafında bir membran meydana gətirir - əmələ gəlir faqosom. Faqosom lizosomlarla birləşir, nəticədə onların kompleksi - heterolizosom (heterosom, və ya faqolizosom). Orada hissəciyin tutulan komponentlərinin lizisi baş verir. Lizis məhsullarının bəziləri heterosomdan çıxarılır və hüceyrə tərəfindən istifadə olunur, bəziləri isə lizosomal fermentlərin təsirinə uyğun olmaya bilər. Bu qalıqlar qalıq cisimləri əmələ gətirir.

Potensial olaraq bütün hüceyrələr faqositoz qabiliyyətinə malikdir, lakin bədəndə yalnız bir neçəsi bu istiqamətdə ixtisaslaşır. Bunlar neytrofilik leykositlər və makrofaqlardır.

Ekzositoz.

Bu, maddələrin hüceyrədən çıxarılmasıdır. Birincisi, böyük molekulyar birləşmələr Qolci kompleksində nəqliyyat qabarcıqları şəklində ayrılır. Sonuncular, mikrotubulların iştirakı ilə hüceyrə səthinə yönəldilir. Vezikülün membranı plazmalemmaya yerləşdirilir və vezikülün məzmunu hüceyrədən kənardadır (şək.) Vezikülün plazmalemma ilə birləşməsi heç bir əlavə siqnal olmadan baş verə bilər. Bu ekzositoz adlanır konstitutiv.Öz metabolizmi məhsullarının əksəriyyəti hüceyrədən beləcə çıxarılır. Bir sıra hüceyrələr isə xüsusi birləşmələri - bədənin digər hissələrində istifadə olunan sirləri sintez etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Sirri olan nəqliyyat vezikülünün plazma membranı ilə birləşməsi üçün xarici siqnallar tələb olunur. Yalnız bundan sonra birləşmə baş verəcək və sirr açıqlanacaq. Bu ekzositoz adlanır tənzimlənir... Sekresiya ifrazını təşviq edən siqnal molekulları adlanır liberinlər (azaldıcı amillər), və aradan qaldırılmasının qarşısının alınması - statinlər.

Reseptor funksiyaları.

Onlar əsasən plazmalemmanın səthində yerləşən və onların liqandlarına bağlana bilən qlikoproteinlər tərəfindən təmin edilir. Liqand öz reseptoruna kilidin açarı kimi uyğun gəlir. Liqandın reseptorla bağlanması polipeptidin konformasiyasının dəyişməsinə səbəb olur. Transmembran zülalında belə bir dəyişikliklə, hüceyrədənkənar və hüceyrədaxili mühit arasında əlaqə qurulur.

Reseptorların növləri.

Protein ion kanalları ilə əlaqəli reseptorlar. Onlar ionların keçməsi üçün kanalı müvəqqəti olaraq açan və ya bağlayan bir siqnal molekulu ilə qarşılıqlı əlaqədə olurlar. (Məsələn, asetilkolin nörotransmitterinin reseptoru ion kanalı əmələ gətirən 5 alt bölmədən ibarət zülaldır. Asetilkolin olmadıqda kanal bağlanır və bağlandıqdan sonra açılır və natrium ionlarının keçməsinə şərait yaradır).

Katalitik reseptorlar. Onlar hüceyrədənkənar hissədən (reseptorun özü) və prolin kinaz fermenti (məsələn, böyümə hormonu reseptorları) kimi fəaliyyət göstərən hüceyrədaxili sitoplazmik hissədən ibarətdir.

G-zülalları ilə əlaqəli reseptorlar. Bunlar liqandla qarşılıqlı əlaqədə olan reseptordan və membrana bağlı fermentə (adenilat siklaza) və ya ion kanalına siqnal ötürən G-zülalından (guanozin trifosfatla əlaqəli tənzimləyici protein) ibarət olan transmembran zülallardır. Nəticədə siklik AMP və ya kalsium ionları aktivləşir. (Adenilatsiklaza sistemi belə işləyir. Məsələn, qaraciyər hüceyrələrində insulin hormonu üçün reseptor var. Reseptorun superhüceyrə hissəsi insulinlə birləşir. Bu, hüceyrədaxili hissənin - adenilatsiklaza fermentinin aktivləşməsinə səbəb olur. Müxtəlif hüceyrədaxili proseslərin sürətini tənzimləyən, bu və ya digər metabolik fermentlərin aktivləşməsinə və ya inhibəsinə səbəb olan ATP-dən tsiklik AMP sintez edir).

Fiziki amilləri qəbul edən reseptorlar. Məsələn, fotoreseptor protein rhodopsin. İşığın udulması ilə konformasiyasını dəyişir və sinir impulsunu həyəcanlandırır.

O, lipidləri ciddi şəkildə istiqamətlənmiş bilipid təbəqədən ibarətdir - lipidlərin hidrofobik hissəsi (quyruq) təbəqənin içərisinə, hidrofilik hissəsi (başı) isə xaricə baxır. Plazma membranının qurulmasında lipidlərdən başqa üç növ membran zülalları iştirak edir: periferik, inteqral və yarıminteqral.

Membranların öyrənilməsi sahələrindən biri hazırda həm müxtəlif struktur və tənzimləyici lipidlərin, həm də membranları təşkil edən ayrı-ayrı inteqral və yarıminteqral zülalların xassələrinin ətraflı öyrənilməsidir.

İnteqral membran zülalları

Membranın özünün təşkilində əsas rolu qlobular quruluşa malik olan və hidrofilik - hidrofobik qarşılıqlı təsirlərlə lipid fazası ilə əlaqəli olan inteqral və yarıminteqral zülallar oynayır. İnteqral zülalların globulları membranın bütün qalınlığına nüfuz edir və onların hidrofobik hissəsi globulun ortasında yerləşir və lipid fazasının hidrofobik zonasına batırılır.

Yarım inteqral membran zülalları

Yarım inteqral zülallarda hidrofobik amin turşuları qlobulun qütblərindən birində cəmləşir və buna uyğun olaraq kürəciklər membranın bir (xarici və ya daxili) səthindən xaricə çıxaraq membrana yalnız yarıya batırılır.

Membran zülallarının funksiyaları

Plazma membranının inteqral və yarıminteqral zülallarına əvvəllər iki funksiya verilmişdi: ümumi struktur və spesifik. Buna görə də onların arasında struktur və funksional zülallar fərqləndirilirdi. Bununla belə, membranların zülal fraksiyalarını təcrid etmək üsullarının təkmilləşdirilməsi və fərdi zülalların daha ətraflı təhlili indi heç bir xüsusi funksiya daşımayan bütün membranlar üçün universal struktur zülalların olmadığını göstərir. Bunun əksinə olaraq, xüsusi funksiyaları olan membran zülalları çox müxtəlifdir. Bunlar reseptor funksiyalarını yerinə yetirən zülallar, müxtəlif birləşmələrin aktiv və passiv daşıyıcıları olan zülallar və nəhayət, çoxsaylı ferment sistemlərinin tərkib hissəsi olan zülallardır. Saytdan material

Membran zülallarının xassələri

Təkcə funksional deyil, həm də kimyəvi cəhətdən fərqlənən bütün bu inteqral və yarıminteqral membran zülallarının ümumi xüsusiyyəti onların əsas hərəkət qabiliyyəti, maye lipid fazasında membran müstəvisində “üzən” olmasıdır. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, bəzi hüceyrələrin plazma membranlarında belə hərəkətlərin olması eksperimental olaraq sübut edilmişdir. Lakin bu, membran zülallarında müəyyən edilmiş yeganə hərəkət növündən uzaqdır. Yanal yerdəyişmə ilə yanaşı, fərdi inteqral və yarıminteqral zülallar membran müstəvisində üfüqi və hətta şaquli istiqamətlərdə fırlana bilər və həmçinin molekulun lipid fazasına batırılma dərəcəsini dəyişə bilər.

Opsin. Zülal globullarının bütün bu müxtəlif və mürəkkəb hərəkətləri fotoreseptor hüceyrələrin membranları üçün xüsusi olan opsin zülalının nümunəsində xüsusilə yaxşı təsvir edilmişdir (şək. 3). Bildiyiniz kimi, qaranlıqda opsin ikiqat ciss bağı ehtiva edən karotenoid retina ilə əlaqələndirilir; retinal və opsin kompleksi rodopsin və ya vizual bənövşəyi əmələ gətirir. Rodopsin molekulu membranın üfüqi müstəvisində yanal hərəkət və fırlanma qabiliyyətinə malikdir (şəkil 3, A). İşığa məruz qaldıqda, retina fotoizomerləşməyə məruz qalır və trans formaya çevrilir. Bu zaman tor qişanın konformasiyası dəyişir və o, opsindən ayrılır ki, bu da öz növbəsində fırlanma müstəvisini üfüqidən şaquli istiqamətə dəyişir (şəkil 3, B). Belə çevrilmələrin nəticəsi, sinir impulsunun görünüşünə səbəb olan ionlar üçün membran keçiriciliyində dəyişiklikdir.

Maraqlıdır ki, işıq enerjisi ilə induksiya edilən opsin qlobullarının konformasiyasında baş verən dəyişikliklər gözün tor qişasının hüceyrələrində baş verdiyi kimi təkcə sinir impulsunun yaranmasına xidmət edə bilməz, həm də xüsusi bənövşəyi bakteriyalarda olan ən sadə fotosintetik sistemdir.

Bioloji membranlar hüceyrənin struktur təşkilinin əsasını təşkil edir. Plazma membranı (plazmalemma) canlı hüceyrənin sitoplazmasını əhatə edən membrandır. Membranlar lipidlərdən və zülallardan ibarətdir. Lipidlər (əsasən fosfolipidlər) molekulların hidrofobik "quyruqları" membranın içərisinə, hidrofilik olanlar isə onun səthlərinə doğru yönəldilmiş ikiqat təbəqə təşkil edir. Zülal molekulları membranın xarici və daxili səthində yerləşə bilər, onlar qismən lipid təbəqəsinə batır və ya onun içindən keçə bilər. Batırılmış membran zülallarının əksəriyyəti fermentlərdir. Bu, plazma membranının strukturunun maye-sümük-mozaika modelidir. Zülal və lipid molekulları mobildir, bu da membranın dinamizmini təmin edir. Membranlarda həmçinin membranın xarici səthində yerləşən qlikolipidlər və qlikoproteinlər (qlikokaliks) şəklində karbohidratlar var. Hər bir hüceyrənin membran səthində olan zülal və karbohidratlar dəsti spesifikdir və hüceyrə tipinin bir növ göstəricisidir.

Membran funksiyaları:

1. Ayırma. Hüceyrənin daxili məzmunu ilə xarici mühit arasında bir maneənin meydana gəlməsindən ibarətdir.
2. Sitoplazma ilə xarici mühit arasında maddələr mübadiləsinin təmin edilməsi. Su, ionlar, qeyri-üzvi və üzvi molekullar hüceyrəyə daxil olur (nəqliyyat funksiyası). Hüceyrədə əmələ gələn məhsullar (sekretor funksiyası) xarici mühitə atılır.
3. Nəqliyyat. Membran vasitəsilə nəql müxtəlif yollarla davam edə bilər. Passiv nəqliyyat enerji sərfiyyatı olmadan, daşıyıcı zülalların köməyi ilə sadə diffuziya, osmoz və ya asanlaşdırılmış diffuziya yolu ilə həyata keçirilir. Aktiv nəqliyyat daşıyıcı zülalların köməyi ilə həyata keçirilir və bunun üçün enerji tələb olunur (məsələn, natrium-kalium pompası). Saytdan material

Endositoz nəticəsində hüceyrəyə biopolimerlərin böyük molekulları daxil olur. Faqositoz və pinositoz bölünür. Faqositoz böyük hissəciklərin hüceyrə tərəfindən tutulması və udulmasıdır. Bu fenomen ilk dəfə I.I. Mechnikov. Əvvəlcə maddələr plazma membranına, spesifik reseptor zülallarına yapışır, sonra membran sallanaraq depressiya əmələ gətirir.

Həzm vakuoli əmələ gəlir. Hüceyrəyə daxil olan maddələri həzm edir. İnsanlarda və heyvanlarda leykositlər faqositoz qabiliyyətinə malikdir. Ağ qan hüceyrələri bakteriyaları və digər hissəcikləri udur.

Pinositoz maye damcılarının tərkibində həll olunmuş maddələrlə tutulması və udulması prosesidir. Maddələr membran zülallarına (reseptorlara) yapışır və məhlul damcısı membranla əhatə olunaraq vakuol əmələ gətirir. Pinositoz və faqositoz ATP enerjisinin xərclənməsi ilə baş verir.

1. Sekretar. İfraz - hüceyrədə sintez olunan maddələrin hüceyrə tərəfindən xarici mühitə buraxılması. Hormonlar, polisaxaridlər, zülallar, yağ damcıları membranla bağlanmış veziküllərə bağlanır və plazmalemmaya gedir. Membranlar birləşir və vezikülün məzmunu hüceyrəni əhatə edən mühitə axıdılır.
2. Dokuda hüceyrələrin birləşməsi (qatlanmış böyümələr səbəbindən).
3. reseptor. Membranlarda çoxlu sayda reseptor var - xüsusi zülallar, onların rolu xaricdən hüceyrənin içərisinə siqnal ötürməkdir.

1. maneə- ətraf mühitlə tənzimlənən, selektiv, passiv və aktiv maddələr mübadiləsini təmin edir.

Hüceyrə membranları var seçici keçiricilik: qlükoza, amin turşuları, yağ turşuları, qliserin və ionlar yavaş-yavaş onların vasitəsilə yayılır, membranların özləri bu prosesi aktiv şəkildə tənzimləyir - bəzi maddələrə icazə verilir, digərləri isə icazə verilmir.

2. Nəqliyyat- membran vasitəsilə maddələr hüceyrənin içərisinə və xaricə daşınır. Membranlar vasitəsilə daşınma təmin edir: qida maddələrinin çatdırılması, son metabolik məhsulların çıxarılması, müxtəlif maddələrin ifrazı, ion gradientlərinin yaradılması, hüceyrə fermentlərinin işi üçün zəruri olan hüceyrədə müvafiq pH və ion konsentrasiyasının saxlanması.

Maddələrin hüceyrəyə daxil olması və ya hüceyrədən xaricə çıxarılması üçün dörd əsas mexanizm var:

a) Passiv (diffuziya, osmos) (enerji sərfiyyatı tələb etmir)

Diffuziya

Bir maddənin molekullarının və ya atomlarının digərinin molekulları və ya atomları arasında yayılması, işğal edilmiş həcmdə onların konsentrasiyalarının kortəbii bərabərləşməsinə səbəb olur. Bəzi hallarda, maddələrdən biri artıq bərabərləşdirilmiş konsentrasiyaya malikdir və bir maddənin digərində yayılmasından danışırlar. Bu zaman maddənin konsentrasiyası yüksək olan ərazidən aşağı konsentrasiyalı sahəyə (konsentrasiya qradiyenti vektoru boyunca) ötürülməsi baş verir. (şək. 2.4).

düyü. 2.4. Diffuziya prosesinin diaqramı

Osmos

Həlledici molekulların yarımkeçirici membranı vasitəsilə həll olunmuş maddənin daha az konsentrasiyası olan bir həcmdən daha yüksək konsentrasiyaya doğru birtərəfli diffuziya prosesi. (şək. 2.5).

düyü. 2.5. Osmos prosesi diaqramı

b) Aktiv nəqliyyat (enerji sərfiyyatı tələb edir)

Natrium-kalium nasosu- konsentrasiya qradiyenti və transmembran potensial fərqi təmin edən natrium ionlarının (hüceyrədən) və kalium ionlarının (hüceyrəyə) aktiv konyuqasiya olunmuş transmembran nəqli mexanizmi. Sonuncu hüceyrə və orqanların bir çox funksiyası üçün əsas rolunu oynayır: glandular hüceyrələrin ifrazı, əzələlərin büzülməsi, sinir impulslarının keçirilməsi və s. (şək. 2.6).

düyü. 2.6. Kalium-natrium nasosunun sxemi

Birinci mərhələdə Na + / K + -ATPase fermenti membranın daxili tərəfindən üç Na + ionunu birləşdirir. Bu ionlar ATPazanın aktiv mərkəzinin konformasiyasını dəyişir. Bundan sonra ferment bir ATP molekulunu hidroliz edə bilir. Hidrolizdən sonra ayrılan enerji daşıyıcının konformasiyasının dəyişdirilməsinə sərf olunur, bunun sayəsində membranın xarici tərəfində üç ion Na + və ion PO 4 3- (fosfat) görünür. Burada Na + ionları parçalanır və PO 4 3- iki K + ionu ilə əvəz olunur. Bundan sonra ferment ilkin konformasiyasına qayıdır və membranın daxili tərəfində K + ionları görünür. Burada K + ionları parçalanır və daşıyıcı yenidən işə hazırdır.

Nəticədə hüceyrədənkənar mühitdə Na+ ionlarının yüksək konsentrasiyası, hüceyrə daxilində isə K+ yüksək konsentrasiyası yaranır. Bu konsentrasiya fərqi sinir impulsunun aparılması zamanı hüceyrələrdə istifadə olunur.

c) Endositoz (faqositoz, pinositoz)

Faqositoz(hüceyrə tərəfindən yemək) - eukaryotik hüceyrələr, bakteriya, viruslar, ölü hüceyrələrin qalıqları və s. kimi bərk cisimlərin hüceyrə tərəfindən udulması prosesi udulmuş obyektin ətrafında böyük hüceyrədaxili vakuol (faqosom) əmələ gəlir. Faqosomların ölçüsü 250 nm və daha çox olur. Faqosomu birincili lizosomla birləşdirərək ikincili lizosom əmələ gəlir. Turşu mühitdə hidrolitik fermentlər ikincili lizosomda makromolekulları parçalayır. Sonra parçalanma məhsulları (amin turşuları, monosaxaridlər və digər faydalı maddələr) lizosomal membran vasitəsilə hüceyrənin sitoplazmasına daşınır. Faqositoz çox geniş yayılmışdır. Yüksək mütəşəkkil heyvanlarda və insanlarda faqositoz prosesi qoruyucu rol oynayır. Leykositlərin və makrofaqların faqositar fəaliyyəti orqanizmin patogen mikroblardan və ona daxil olan digər arzuolunmaz hissəciklərdən qorunmasında böyük əhəmiyyət kəsb edir. Faqositoz ilk dəfə rus alimi İ.İ.Meçnikov tərəfindən təsvir edilmişdir (şək. 2.7)

Pinositoz(hüceyrə tərəfindən içmə) - tərkibində həll olunan maddələr, o cümlədən böyük molekullar (zülallar, polisaxaridlər və s.) olan mühitdən maye fazanın hüceyrə tərəfindən udulması prosesi. Pinositoz ilə kiçik veziküllər - endosomlar hüceyrənin içərisindəki membrandan ayrılır. Onlar faqosomlardan kiçikdirlər (ölçüsü 150 nm-ə qədərdir) və adətən böyük hissəcikləri ehtiva etmirlər. Endosom əmələ gəldikdən sonra ilkin lizosom ona yaxınlaşır və bu iki membran vezikül birləşir. Yaranan orqanoid ikincili lizosom adlanır. Pinositoz prosesi bütün eukaryotik hüceyrələr tərəfindən daim həyata keçirilir. (şək. 7)

Reseptor vasitəçiliyi ilə endositoz - hüceyrə membranının hüceyrəyə çıxdığı və kənarlı çuxurlar əmələ gətirdiyi aktiv spesifik proses. Astarlı fossanın hüceyrədaxili tərəfində uyğunlaşma zülalları dəsti var. Hüceyrə səthində spesifik reseptorlara bağlanan makromolekullar pinositoz yolu ilə hüceyrələrə daxil olan maddələrdən çox daha yüksək sürətlə içəri keçir.

düyü. 2.7. Endositoz

d) Ekzositoz (mənfi faqositoz və pinositoz)

Hüceyrədaxili veziküllərin (membran vezikülləri) xarici hüceyrə membranı ilə birləşdiyi hüceyrə prosesi. Ekzositoz zamanı ifrazat veziküllərinin tərkibi (ekzositik veziküllər) xaricə buraxılır və onların membranı hüceyrə membranı ilə birləşir. Bu üsulla demək olar ki, bütün makromolekulyar birləşmələr (zülallar, peptid hormonlar və s.) hüceyrədən ayrılır. (şək. 2.8)

düyü. 2.8. Ekzositoz sxemi

3. Biopotensialların yaranması və aparılması- membranın köməyi ilə hüceyrədə ionların sabit konsentrasiyası saxlanılır: hüceyrə daxilində K + ionunun konsentrasiyası xaricdən çox yüksəkdir və Na + konsentrasiyası çox aşağıdır, bu çox vacibdir, çünki bu, membrandakı potensial fərqin saxlanmasını və sinir impulsunun əmələ gəlməsini təmin edir.

4. Mexanik- hüceyrənin, onun hüceyrədaxili strukturlarının muxtariyyətini, həmçinin digər hüceyrələrlə (toxumalarda) əlaqəni təmin edir.

5. Enerji- xloroplastlarda fotosintez və mitoxondriyalarda hüceyrə tənəffüsü zamanı onların membranlarında zülalların da iştirak etdiyi enerji ötürmə sistemləri fəaliyyət göstərir;

6. Reseptor- membrandakı bəzi zülallar reseptorlardır (hüceyrənin müəyyən siqnalları qəbul etdiyi molekullar).

7. Enzimatik- membran zülalları çox vaxt fermentlərdir. Məsələn, bağırsaq epitel hüceyrələrinin plazma membranlarında həzm fermentləri var.

8. Matris- membran zülallarının müəyyən qarşılıqlı təşkili və oriyentasiyasını, onların optimal qarşılıqlı əlaqəsini təmin edir;

9. Qəfəsin işarələnməsi- membranda marker kimi fəaliyyət göstərən antigenlər var - hüceyrəni müəyyən etməyə imkan verən "etiketlər". Bunlar "antena" rolunu oynayan qlikoproteinlərdir (yəni onlara budaqlanmış oliqosakarid yan zəncirləri olan zülallar). Markerlərin köməyi ilə hüceyrələr digər hüceyrələri tanıya və onlarla birlikdə, məsələn, orqan və toxumaların formalaşması zamanı hərəkət edə bilər. O, həmçinin immunitet sisteminə xarici antigenləri tanımağa imkan verir.

Hüceyrə daxilolmaları

Hüceyrə inklüzyonlarına karbohidratlar, yağlar və zülallar daxildir. Bütün bu maddələr hüceyrənin sitoplazmasında müxtəlif ölçülü və formalı damcılar və dənəciklər şəklində toplanır. Onlar vaxtaşırı hüceyrədə sintez olunur və metabolik prosesdə istifadə olunur.

sitoplazma

O, plazma membranı və nüvəsi olmayan canlı hüceyrənin (protoplast) bir hissəsidir. Sitoplazmanın tərkibinə aşağıdakılar daxildir: sitoplazmatik matris, sitoskelet, orqanellər və daxilolmalar (bəzən daxilolmalar və vakuolların tərkibinə sitoplazmanın canlı maddəsi aid edilmir). Xarici mühitdən plazma membranı ilə ayrılan sitoplazma hüceyrələrin daxili yarı maye mühitidir. Nüvə və müxtəlif orqanoidlər eukaryotik hüceyrələrin sitoplazmasında yerləşir. O, həmçinin müxtəlif daxilolmalardan ibarətdir - hüceyrə fəaliyyətinin məhsulları, vakuollar, həmçinin hüceyrənin skeletini təşkil edən ən kiçik borular və filamentlər. Sitoplazmanın əsas maddəsinin tərkibində zülallar üstünlük təşkil edir.

Sitoplazmik funksiyalar

1) əsas metabolik proseslər orada baş verir.

2) nüvəni və bütün orqanoidləri bir bütövlükdə birləşdirir, onların qarşılıqlı əlaqəsini təmin edir.

3) hərəkətlilik, qıcıqlanma, maddələr mübadiləsi və çoxalma.

Mobillik müxtəlif formalarda olur:

Hüceyrə sitoplazmasının hüceyrədaxili hərəkəti.

Amoeba formalı hərəkət. Hərəkətin bu forması sitoplazmanın bu və ya digər stimula doğru və ya ondan uzaqlaşaraq psevdopodiya əmələ gəlməsi ilə ifadə olunur. Bu hərəkət forması amöbaya, qan leykositlərinə, həmçinin bəzi toxuma hüceyrələrinə xasdır.

Titrəmə hərəkəti. Xırda protoplazmatik çıxıntıların döyüntüləri şəklində özünü göstərir - kirpiklər və bayraqlar (kirpiklər, çoxhüceyrəli heyvanların epitel hüceyrələri, sperma və s.).

Müqavilə hərəkəti. Sitoplazmada qısalması və ya uzanması hüceyrənin büzülməsinə və rahatlamasına kömək edən xüsusi orqanoid miyofibrillərin olması səbəbindən təmin edilir. Büzülmə qabiliyyəti ən çox əzələ hüceyrələrində inkişaf edir.

Qıcıqlanma hüceyrələrin maddələr mübadiləsini və enerjini dəyişdirərək qıcıqlanmaya cavab vermək qabiliyyəti ilə ifadə edilir.

Sitoskeleton

Eukaryotik hüceyrənin fərqli xüsusiyyətlərindən biri onun sitoplazmasında mikrotubullar və protein lifləri dəstələri şəklində skelet birləşmələrinin olmasıdır. Xarici sitoplazmatik membran və nüvə zərfi ilə sıx əlaqəli olan sitoskeletin elementləri sitoplazmada mürəkkəb toxumalar əmələ gətirir.

Sitoskeleton mikrotubullar, mikrofilamentlər və mikrotrabekulyar sistem tərəfindən əmələ gəlir. Sitoskeleton hüceyrənin formasını təyin edir, hüceyrə hərəkətlərində, hüceyrənin özünün bölünməsində və hərəkətində, orqanoidlərin hüceyrədaxili daşınmasında iştirak edir.

Mikrotubullar bütün eukaryotik hüceyrələrdə olur və diametri 30 nm-dən çox olmayan, divar qalınlığı isə 5 nm olan içi boş budaqsız silindrlərdir. Onların uzunluğu bir neçə mikrometrə qədər ola bilər. Asanlıqla parçalanır və yenidən yığılır. Mikrotubulların divarı əsasən spiral şəklində bükülmüş tubulin zülal alt bölmələrindən ibarətdir. (şək. 2.09)

Mikrotubul funksiyaları:

1) köməkçi funksiyanı yerinə yetirmək;

2) parçalanma mili əmələ gətirir; xromosomların hüceyrənin qütblərinə ayrılmasını təmin etmək; hüceyrə orqanoidlərinin hərəkətindən məsuldur;

3) hüceyrədaxili daşınmada, ifrazatda, hüceyrə divarının formalaşmasında iştirak etmək;

4) kirpiklərin, flagellaların, bazal cisimlərin və sentriolların struktur komponentidir.

Mikrofilamentlərəzələ aktinə yaxın olan aktin zülalından ibarət diametri 6 nm olan filamentlərlə təmsil olunur. Aktin hüceyrədəki ümumi proteinin 10-15%-ni təşkil edir. Əksər heyvan hüceyrələrində plazma membranının özünün altında aktin filamentlərinin və əlaqəli zülalların sıx şəbəkəsi əmələ gəlir.

Hüceyrədə aktindən başqa miozin filamentləri də olur. Lakin onların sayı xeyli azdır. Aktin və miozinin qarşılıqlı təsiri nəticəsində əzələ daralması baş verir. Mikrofilamentlər bütün hüceyrənin və ya onun içindəki ayrı-ayrı strukturların hərəkəti ilə əlaqələndirilir. Bəzi hallarda hərəkət yalnız aktin filamentləri ilə, digərlərində - miyozinlə birlikdə aktin tərəfindən təmin edilir.

Mikrofilamentlərin funksiyaları

1) mexaniki güc

2) hüceyrənin formasını dəyişməyə və hərəkət etməyə imkan verir.

düyü. 2.09. Sitoskeleton

Orqanoidlər (və ya orqanellər)

bölünür qeyri-membranlı, tək membranlı və iki membranlı.

TO membran olmayan orqanoidlər Eukaryotik hüceyrələrə öz qapalı membranı olmayan orqanoidlər daxildir, yəni: ribosomlar və tubulin mikrotubulları əsasında qurulmuş orqanoidlər - hüceyrə mərkəzi (centrioles) və hərəkət orqanoidləri (flagella və kirpiklər). Birhüceyrəli orqanizmlərin əksəriyyətinin və ali (yerüstü) bitkilərin böyük əksəriyyətinin hüceyrələrində sentriollar yoxdur.

TO tək membranlı orqanoidlər aid etmək: endoplazmatik retikulum, Qolji aparatı, lizosomlar, peroksizomlar, sferosomlar, vakuollar və digərləri. Bütün tək membranlı orqanoidlər bir hüceyrə sisteminə bağlıdır. Bitki hüceyrələrində xüsusi lizosomlar, heyvan hüceyrələrində xüsusi vakuollar var: həzm, ifrazat, kontraktil, faqositik, autofaqositik və s.

TO iki membranlı orqanoidlər aid etmək mitoxondriya və plastidlər.

Qeyri-membran orqanoidlər

A) Ribosomlar- bütün orqanizmlərin hüceyrələrində olan orqanoidlər. Bunlar diametri təxminən 20 nm olan qlobular hissəciklərlə təmsil olunan kiçik orqanoidlərdir. Ribosomlar qeyri-bərabər ölçülü iki alt hissədən ibarətdir - böyük və kiçik. Ribosomlara zülallar və ribosom RNT (rRNT) daxildir. Ribosomların iki əsas növü var: eukaryotik (80S) və prokaryotik (70S).

Hüceyrədəki lokalizasiyadan asılı olaraq, sitoplazmada zülalları sintez edən sərbəst ribosomlar və birləşdirilmiş ribosomlar - EPR membranlarının xarici səthi ilə böyük subunitlərlə birləşən, Qolji kompleksinə daxil olan zülalları sintez edən ribosomlar var və sonra ifraz olunur. hüceyrə. Zülal biosintezi zamanı ribosomlar komplekslərə - poliribosomlara (polisomlara) birləşə bilər.

Eukaryotik ribosomlar nüvədə əmələ gəlir. Əvvəlcə rRNT nüvə DNT-də sintez olunur, daha sonra sitoplazmadan gələn ribosom zülalları ilə örtülür, lazımi ölçüdə parçalanır və ribosom subunitlərini əmələ gətirir. Nüvədə tam formalaşmış ribosomlar yoxdur. Alt hissələrin bütöv bir ribosoma birləşməsi sitoplazmada, adətən protein biosintezi zamanı baş verir.

Ribosomlar bütün orqanizmlərin hüceyrələrində olur. Hər biri kiçik və böyük iki hissəcikdən ibarətdir. Ribosomlara zülallar və RNT daxildir.

Funksiyalar

protein sintezi.

Sintezləşdirilmiş zülallar əvvəlcə endoplazmatik retikulumun kanallarında və boşluqlarında toplanır, sonra isə hüceyrənin orqanoidlərinə və hissələrinə daşınır. Onun membranlarında yerləşən EPS və ribosomlar zülalların biosintezi və daşınması üçün vahid aparatı təmsil edir. (şək. 2.10-2.11).

düyü. 2.10. Ribosom quruluşu

düyü. 2.11. Ribosom quruluşu

B) Hüceyrə mərkəzi (sentriollar)

Sentriol silindrdir (uzunluğu 0,3 mkm və diametri 0,1 mkm), onun divarı birləşmiş üç mikroborucuqdan (9 üçlü) ibarət doqquz qrupdan ibarətdir və müəyyən fasilələrlə çarpaz əlaqə yolu ilə bir-birinə bağlıdır. Centrioles tez-tez qoşalaşır, burada onlar bir-birinə düz bucaqlıdırlar. Centriole silium və ya bayraqcığın əsasında yerləşirsə, ona bazal gövdə deyilir.

Demək olar ki, bütün heyvan hüceyrələrində hüceyrə mərkəzinin orta elementi olan bir cüt sentriol var.

Bölünmədən əvvəl sentriollar əks qütblərə ayrılır və onların hər birinin yanında bir qız sentriol görünür. Hüceyrənin müxtəlif qütblərində yerləşən sentriollardan bir-birinə doğru böyüyən mikrotubullar əmələ gəlir.

Funksiyalar

1) qız hüceyrələr arasında genetik materialın vahid paylanmasına kömək edən mitotik mil əmələ gətirir;

2) sitoskeletonun təşkilinin mərkəzidir. Mil filamentlərinin bəziləri xromosomlara yapışdırılır.

Sentriollar sitoplazmanın özünü təkrarlayan orqanoidləridir. Onlar mövcud olanların təkrarlanması nəticəsində yaranır. Bu, sentriollar bir-birindən ayrıldıqda baş verir. Yetişməmiş sentriolda 9 tək mikrotubul var; Göründüyü kimi, hər bir mikrotubul yetkin bir sentriol üçün xarakterik olan üçlülərin yığılması üçün bir matrisdir. (şək. 2.12).

Cetriollar aşağı bitkilərin (yosunların) hüceyrələrində olur.

düyü. 2.12. Hüceyrə mərkəzi sentriolları

Tək membranlı orqanoidlər

D) Endoplazmik retikulum (EPS)

Sitoplazmanın bütün daxili zonası çoxsaylı kiçik kanallar və boşluqlarla doludur, onların divarları strukturuna görə plazma membranına oxşar membranlardır. Bu kanallar budaqlanır, bir-birinə bağlanır və endoplazmatik retikulum adlanan şəbəkə əmələ gətirir. Endoplazmatik retikulum heterojen quruluşa malikdir. Onun iki növü məlumdur - dənəvər və hamar.

Dənəvi şəbəkənin kanallarının və boşluqlarının membranlarında çoxlu kiçik yuvarlaq bədənlər var - ribosom membranlara kobud görünüş verən. Hamar endoplazmatik retikulumun membranları səthində ribosomları daşımır. EPS çox müxtəlif funksiyaları yerinə yetirir.

Funksiyalar

Qranulyar endoplazmatik retikulumun əsas funksiyası ribosomlarda həyata keçirilən zülal sintezində iştirak etməkdir. Hamar endoplazmatik retikulumun membranlarında lipidlər və karbohidratlar sintez olunur. Bütün bu sintez məhsulları kanallarda və boşluqlarda toplanır, sonra hüceyrənin müxtəlif orqanoidlərinə daşınır, burada istehlak olunur və ya hüceyrə daxilolmaları kimi sitoplazmada toplanır. EPS hüceyrənin əsas orqanoidlərini birləşdirir (şək. 2.13).

düyü. 2.13. Endoplazmik retikulumun (EPS) və ya retikulumun quruluşu

E) Qolji aparatı

Bu orqanoidin quruluşu, formasının müxtəlifliyinə baxmayaraq, bitki və heyvan orqanizmlərinin hüceyrələrində oxşardır. Çox vacib funksiyaları var.

Tək membranlı orqanoid. Bu, kiçik bir membranlı baloncuklar sistemi (Golgi baloncukları) ilə əlaqəli olan, uzadılmış kənarları olan yastılaşdırılmış "sisternlər" yığınıdır. Golgi qabarcıqları əsasən EPS-ə bitişik tərəfdə və yığınların periferiyasında cəmləşmişdir. Zülalları və lipidləri Golgi aparatına köçürdüklərinə inanılır, molekulları sisternadan sisternə keçərək kimyəvi modifikasiyaya məruz qalır.

Bütün bu maddələr əvvəlcə toplanır, kimyəvi cəhətdən mürəkkəbləşir, sonra irili-xırdalı qabarcıqlar şəklində sitoplazmaya daxil olur və ya həyatı boyu hüceyrənin özündə istifadə olunur, ya da ondan çıxarılaraq orqanizmdə istifadə olunur. (şək. 2.14-2.15).

düyü. 2.14. Golgi aparatının quruluşu

Funksiyalar:

Zülalların, lipidlərin, karbohidratların modifikasiyası və yığılması;

Daxil olan üzvi maddələrin membran veziküllərində (veziküllərində) qablaşdırılması;

Lizosomların əmələ gəlməsi yeri;

Sekretor funksiya, buna görə də, Golgi aparatı ifrazat hüceyrələrində yaxşı inkişaf etmişdir.

düyü. 2.15. Golgi kompleksi

E) Lizosomlar

Onlar kiçik yuvarlaq bədənlərdir. Lizosomun içərisində zülalları, yağları, karbohidratları, nuklein turşularını parçalayan fermentlər var. Lizosomlar sitoplazmaya daxil olan qida hissəciyinə yaxınlaşır, onunla birləşir və bir həzm vakuolu əmələ gəlir, onun içərisində lizosom fermentləri ilə əhatə olunmuş qida hissəciyi var.

Lizosomal fermentlər kobud EPS-də sintez olunur, Golgi aparatına köçürülür, burada dəyişdirilir və lizosomların membran veziküllərinə qablaşdırılır. Lizosomda 20-dən 60-a qədər müxtəlif növ hidrolitik ferment ola bilər. Fermentlərdən istifadə edərək maddələrin parçalanması deyilir lizis.

Birincili və ikincili lizosomları fərqləndirin. Golgi aparatından qönçələnmiş ilkin lizosomlar adlanır.

İlkin lizosomların endositik vakuollarla birləşməsi nəticəsində əmələ gələn ikincili lizosomlar adlanır. Bu zaman faqositoz və ya pinositoz yolu ilə hüceyrəyə daxil olan maddələri həzm edirlər, ona görə də onları həzm vakuolları adlandırmaq olar.

Lizosomların funksiyaları:

1) endositoz zamanı hüceyrə tərəfindən tutulan maddələrin və ya hissəciklərin (bakteriyalar, digər hüceyrələr) həzm edilməsi;

2) autofagiya - hüceyrə üçün lazımsız strukturların məhv edilməsi, məsələn, köhnə orqanoidlərin yeniləri ilə əvəz edilməsi və ya hüceyrənin özündə əmələ gələn zülalların və digər maddələrin həzm edilməsi;

3) avtoliz - hüceyrənin ölümünə səbəb olan özünü həzm etməsi (bəzən bu proses patoloji deyil, bədənin inkişafı və ya bəzi ixtisaslaşmış hüceyrələrin fərqlənməsi ilə müşayiət olunur) (şək. 2.16-2.17).

Nümunə: İpək qurbağaya çevrildikdə, quyruq hüceyrələrindəki lizosomlar onu həzm edir: quyruq yox olur və bu proses zamanı əmələ gələn maddələr bədənin digər hüceyrələri tərəfindən sorulur və istifadə olunur.

düyü. 2.16. Lizosom əmələ gəlməsi

düyü. 2.17. Lizosomların fəaliyyəti

G) Peroksizomlar

Quruluşuna görə lizosomlara bənzəyən orqanoidlər, təxminən 50 fermentdən ibarət homojen matrisə malik diametri 1,5 mikrona qədər olan veziküllər.

Katalaz hidrogen peroksidin 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2 parçalanmasına səbəb olur və lipidlərin peroksidləşməsinin qarşısını alır.

Peroksizomlar əvvəllər mövcud olanlardan qönçələnmə ilə əmələ gəlir, yəni. tərkibində DNT olmamasına baxmayaraq, özünü çoxaldan orqanoidlərə aiddir. Fermentlərin onlara daxil olması hesabına böyüyürlər, kobud EPS-də və hialoplazmada peroksizom fermentləri əmələ gəlir. (şək. 2.18).

düyü. 2.18. Peroksizom (kristal nukleoidin mərkəzində)

H) Vakuollar

Tək membranlı orqanoidlər. Vakuollar üzvi və qeyri-üzvi maddələrin sulu məhlulları ilə doldurulmuş "qablardır". EPS və Qolji aparatı vakuolların əmələ gəlməsində iştirak edir.

Gənc bitki hüceyrələrində çoxlu kiçik vakuollar var, sonra hüceyrələr böyüdükcə və fərqləndikcə bir-biri ilə birləşərək bir böyük mərkəzi vakuol əmələ gətirir.

Mərkəzi vakuol yetkin hüceyrənin həcminin 95% -ni tuta bilər, nüvə və orqanoidlər isə hüceyrə membranına geri çəkilir. Bitki vakuolunu məhdudlaşdıran membran deyilir tonoplast.

Bitki vakuolunu dolduran maye hüceyrə şirəsi adlanır. Hüceyrə şirəsinin tərkibinə suda həll olunan üzvi və qeyri-üzvi duzlar, monosaxaridlər, disaxaridlər, amin turşuları, son və ya zəhərli metabolik məhsullar (qlikozidlər, alkaloidlər), bəzi piqmentlər (antosiyaninlər) daxildir.

Üzvi maddələrdən şəkərlər və zülallar daha çox saxlanılır. Şəkərlər - daha tez-tez məhlullar şəklində, zülallar EPR baloncukları və Golgi aparatı şəklində gəlir, bundan sonra vakuollar susuzlaşdırılaraq aleyron taxıllarına çevrilir.

Heyvan hüceyrələrində ikincili lizosomlar qrupuna aid olan və tərkibində hidrolitik fermentlər olan kiçik həzm və avtofagik vakuollar var. Birhüceyrəli heyvanlarda osmorequlyasiya və ifrazat funksiyasını yerinə yetirən kontraktil vakuollar da var.

Funksiyalar

Bitkilərdə

1) mayenin yığılması və turqorun saxlanması,

2) ehtiyat qida maddələrinin və mineral duzların yığılması,

3) çiçəklərin və meyvələrin rənglənməsi və bununla da meyvələrin və toxumların tozlandırıcılarını və paylayıcılarını cəlb etmək.

Heyvanlarda:

4) həzm vakuolları - üzvi makromolekulları məhv edir;

5) kontraktil vakuollar hüceyrənin osmotik təzyiqini tənzimləyir və lazımsız maddələri hüceyrədən çıxarır.

6) antigenlərin immun hüceyrələri tərəfindən faqositoz zamanı faqositar vakuollar əmələ gəlir.

7) autofaqositik vakuollar öz toxumalarının immun hüceyrələri tərəfindən faqositoz zamanı əmələ gəlir.

İki membranlı orqanoidlər (mitoxondriya və plastidlər)

Bu orqanellər yarı avtonomdur, çünki öz DNT-si və öz protein sintez aparatı var. Mitoxondriya demək olar ki, bütün eukaryotik hüceyrələrdə olur. Plastidlər yalnız bitki hüceyrələrində olur.

I) Mitoxondriya

Bunlar hüceyrədəki metabolik proseslər üçün enerji təchizatı orqanoidləridir. Hialoplazmada mitoxondriyalar adətən diffuz şəkildə paylanır, lakin ixtisaslaşmış hüceyrələrdə onlar enerjiyə ən çox ehtiyac duyulan ərazilərdə cəmləşirlər. Məsələn, əzələ hüceyrələrində çoxlu sayda mitoxondriya kontraktil liflər boyunca, sperma flagellumu boyunca, böyrək borularının epitelində, sinapslar sahəsində və s. cəmləşmişdir. onun yayılması zamanı.

Xarici membran mitoxondriləri sitoplazmadan ayırır, öz üzərinə qapalıdır və invaginasiyalar əmələ gətirmir. Daxili membran mitoxondriyanın daxili məzmununu - matrisi məhdudlaşdırır. Xarakterik bir xüsusiyyət, daxili membranların sahəsinin artmasına görə çoxsaylı invaginasiyaların - cristae meydana gəlməsidir. Kristaların sayı və inkişaf dərəcəsi toxumanın funksional fəaliyyətindən asılıdır. Mitoxondrilərin öz genetik materialı var (şək. 2.19).

Mitoxondrial DNT qapalı dairəvi ikiqat zəncirli molekuldur, insan hüceyrələrində 16569 cüt nükleotid ölçüsünə malikdir ki, bu da nüvədə lokallaşdırılmış DNT-dən təxminən 105 dəfə kiçikdir. Mitoxondrial mRNT-dən tərcümə olunan zülalların sayı məhdud olduğu halda, mitoxondrilərin öz protein sintez sistemi var. Mitoxondrial DNT bütün mitoxondrial zülalları kodlaya bilməz. Mitoxondriyadakı zülalların çoxu nüvənin genetik nəzarəti altındadır.

düyü. 2.19. Mitoxondrial quruluş

Mitoxondrial funksiyalar

1) ATP əmələ gəlməsi

2) zülal sintezi

3) xüsusi sintezlərdə iştirak, məsələn, steroid hormonlarının sintezi (adrenal bezlər)

4) sərf edilmiş mitoxondriya da ifrazat məhsullarını, zərərli maddələri, yəni. digər hüceyrə orqanoidlərinin funksiyalarını yerinə yetirə bilir

K) Plastidlər

Plastidlər– Orqanoidlər, yalnız bitkilərə xasdır.

Üç növ plastid var:

1) xloroplastlar(yaşıl plastidlər);

2) xromoplastlar(sarı, narıncı və ya qırmızı plastidlər)

3) leykoplastlar(rəngsiz plastidlər).

Adətən bir hüceyrədə plastidlərin yalnız bir növü olur.

Xloroplastlar

Bu orqanellər yarpaqların və digər yaşıl bitki orqanlarının hüceyrələrində, eləcə də müxtəlif yosunlarda olur. Daha yüksək bitkilər adətən bir hüceyrədə bir neçə onlarla xloroplastdan ibarətdir. Xloroplastların yaşıl rəngi onların tərkibindəki xlorofil piqmentinin tərkibindən asılıdır.

Xloroplast bitki hüceyrələrinin əsas orqanoididir, burada fotosintez baş verir, yəni günəş işığının enerjisindən istifadə edərək qeyri-üzvi maddələrdən (CO 2 və H 2 O) üzvi maddələrin (karbohidratlar) əmələ gəlməsi. Xloroplastlar quruluşca mitoxondriyaya bənzəyir.

Xloroplastlar mürəkkəb bir quruluşa malikdir. Onlar hialoplazmadan iki membranla ayrılır - xarici və daxili. Daxili məzmun deyilir stroma... Daxili membran yastı qabarcıqlar şəklində mürəkkəb, ciddi şəkildə nizamlanmış membranlar sistemini əmələ gətirir. tilakoidlər.

Tilakoidlər yığınlarda toplanır - taxıl sikkə sütunlarına bənzəyir . Qranalar bir-biri ilə plastid boyunca keçərək stromal tilakoidlərlə bağlanır (şək. 2.20-2.22). Xlorofil və xloroplastlar yalnız işığa məruz qaldıqda əmələ gəlir.

düyü. 2.20. İşıq mikroskopu altında xloroplastlar

düyü. 2.21. Elektron mikroskop altında xloroplast quruluşu

düyü. 2.22. Xloroplastların sxematik quruluşu

Funksiyalar

1) fotosintez(işığın enerjisi hesabına qeyri-üzvi maddələrdən üzvi maddələrin əmələ gəlməsi). Xlorofil bu prosesdə mərkəzi rol oynayır. O, işıq enerjisini udur və onu fotosintetik reaksiyaların aparılmasına yönəldir. Xloroplastlarda, mitoxondriyada olduğu kimi, ATP sintez olunur.

2) amin turşularının və yağ turşularının sintezində iştirak etmək;

3) müvəqqəti nişasta ehtiyatları üçün anbar kimi xidmət edir.

Leykoplastlar- günəş işığından gizlənən orqanların hüceyrələrində olan kiçik rəngsiz plastidlər (köklər, rizomlar, kök yumruları, toxumlar). Onların quruluşu xloroplastların quruluşuna bənzəyir. (şək. 2.23).

Lakin, xloroplastlardan fərqli olaraq, leykoplastlar zəif inkişaf etmiş daxili membran sisteminə malikdir, çünki onlar ehtiyat qida maddələrinin - nişastanın, zülalların və lipidlərin sintezində və yığılmasında iştirak edirlər. İşıqda leykoplastlar xloroplastlara çevrilə bilər.

düyü. 2.23. Leykoplast quruluşu

Xromoplastlar- karotenoidlər qrupuna aid piqmentlərin yaratdığı narıncı, qırmızı və sarı rəngli plastidlər. Xromoplastlar bir çox bitkilərin ləçəklərinin hüceyrələrində, yetkin meyvələrdə, nadir hallarda kök bitkilərində, həmçinin payız yarpaqlarında olur. Xromoplastlarda daxili membran sistemi, bir qayda olaraq, yoxdur (şək. 24).

düyü. 2.24. Xromoplast quruluşu

Xromoplastların əhəmiyyəti hələ tam aydınlaşdırılmamışdır. Onların əksəriyyəti qocalmış plastidlərdir. Onlar, bir qayda olaraq, xloroplastlardan inkişaf edir, plastidlərdə xlorofil və daxili membran quruluşu məhv edilir və karotenoidlər toplanır. Bu, payızda meyvələr yetişəndə ​​və yarpaqlar sarıya çevrildikdə baş verir. Xromoplastların bioloji əhəmiyyəti ondan ibarətdir ki, onlar çiçəklərin və meyvələrin parlaq rəngini təyin edir, bu da çarpaz tozlanma üçün həşəratları və meyvələrin yayılması üçün digər heyvanları cəlb edir. Leykoplastlar da xromoplastlara çevrilə bilər.

Plastidlərin funksiyaları

Xlorofildə sadə qeyri-üzvi birləşmələrdən üzvi maddələrin sintezi: karbon qazı və günəş işığının kvantlarının iştirakı ilə su - fotosintez, Fotosintezin işıq mərhələsində ATP sintezi

Ribosomlarda zülalların sintezi (xloroplastın daxili membranları arasında DNT, RNT və ribosomlar var, buna görə də xloroplastlarda, həmçinin mitoxondriyalarda bu orqanoidlərin fəaliyyəti üçün zəruri olan zülal sintez olunur).

Xromoplastların olması çiçəklərin, meyvələrin, payız yarpaqlarının tacının sarı, narıncı və qırmızı rəngləri ilə izah olunur.

Leykoplastlarda saxlama maddələri (gövdə, kök, kök yumrularında) olur.

Xloroplastlar, xromoplastlar və leykoplastlar hüceyrələrarası keçid qabiliyyətinə malikdir. Belə ki, payızda meyvələr yetişəndə ​​və ya yarpaqların rəngini dəyişdikdə, xloroplastlar xromoplastlara, leykoplastlar isə xloroplastlara çevrilə bilər, məsələn, kartof kök yumruları yaşıllaşdıqda.

Təkamül mənasında plastidlərin ilkin, ilkin növü xloroplastlardır, digər iki növün plastidləri onlardan yaranmışdır. Plastidlər mitoxondriya ilə çoxlu oxşarlıqlara malikdir və onları sitoplazmanın digər komponentlərindən fərqləndirir. Bu, ilk növbədə, öz ribosomlarının və DNT-nin olması səbəbindən iki membranın qabığı və nisbi genetik muxtariyyətdir. Orqanoidlərin bu özəlliyi plastidlərin və mitoxondriyaların prekursorlarının bakteriya olduğu, onların təkamül prosesində eukaryotik hüceyrəyə çevrildiyi və tədricən xloroplastlara və mitoxondriyaya çevrildiyi fikrinə əsas verdi. (şək. 2.25).

düyü. 2.25. Simbiogenez nəzəriyyəsinə görə mitoxondriya və xloroplastların əmələ gəlməsi

Hüceyrə- canlı sistemin elementar vahidi. Canlı hüceyrənin müəyyən bir funksiyanı yerinə yetirməkdən məsul olan müxtəlif strukturlarına bütün orqanizmin orqanları kimi orqanoidlər deyilir. Hüceyrədəki spesifik funksiyalar orqanoidlər, müəyyən formaya malik hüceyrədaxili strukturlar, məsələn, hüceyrə nüvəsi, mitoxondriyalar və s.

Hüceyrə quruluşları:

sitoplazma... Plazma membranı ilə nüvə arasında qapalı olan hüceyrənin məcburi hissəsi. sitozol Zülal filamentləri sistemi - sitoskeletonlarla nüfuz edən müxtəlif duzların və üzvi maddələrin özlü sulu məhluludur. Hüceyrənin əksər kimyəvi və fizioloji prosesləri sitoplazmada baş verir. Quruluş: sitozol, sitoskeleton. Funksiyaları: müxtəlif orqanoidləri, hüceyrənin daxili mühitini əhatə edir
Plazma membran... Heyvanların, bitkilərin hər bir hüceyrəsi ətraf mühitdən və ya digər hüceyrələrdən plazma membranı ilə məhdudlaşır. Bu membranın qalınlığı o qədər kiçikdir (təxminən 10 nm) ki, onu yalnız elektron mikroskopla görmək mümkündür.

Lipidlər onlar membranda qoşa qat əmələ gətirirlər və zülallar onun bütün qalınlığına nüfuz edir, lipid təbəqəsinin müxtəlif dərinliklərində batırılır və ya membranın xarici və daxili səthlərində yerləşir. Bütün digər orqanoidlərin membranlarının quruluşu plazma membranına bənzəyir. Struktur: ikiqat lipidlər, zülallar, karbohidratlar. Funksiyaları: məhdudlaşdıran, hüceyrənin formasını qorumaq, zədələnmədən qorumaq, maddələrin qəbulunu və xaric olmasını tənzimləmək.

Lizosomlar... Lizosomlar membran orqanoidləridir. Oval bir forma və 0,5 mikron diametrə malikdirlər. Onların tərkibində üzvi maddələri məhv edən bir sıra fermentlər var. Lizosom membranı çox güclüdür və öz fermentlərinin hüceyrənin sitoplazmasına nüfuz etməsinə mane olur, lakin lizosom hər hansı bir xarici təsirdən zədələnirsə, onda bütün hüceyrə və ya onun bir hissəsi məhv olur.
Lizosomlar bitkilərin, heyvanların və göbələklərin bütün hüceyrələrində olur.

Müxtəlif üzvi hissəcikləri həzm edən lizosomlar hüceyrədə kimyəvi və enerji prosesləri üçün əlavə “xammal” verir. Aclıq zamanı lizosom hüceyrələri hüceyrəni öldürmədən bəzi orqanoidləri həzm edir. Bu qismən həzm hüceyrəni bir müddət lazımi minimum qida ilə təmin edir. Bəzən lizosomlar heyvanların inkişafında mühüm rol oynayan bütün hüceyrələri və hüceyrə qruplarını həzm edir. Buna misal olaraq, qurbağaya çevrildikdə quyruğunun itirilməsini göstərmək olar. Quruluş: oval formalı veziküllər, xarici membran, içərisində fermentlər. Funksiyaları: üzvi maddələrin parçalanması, ölü orqanoidlərin məhv edilməsi, tükənmiş hüceyrələrin məhv edilməsi.

Golgi kompleksi... Endoplazmatik retikulumun boşluqlarının və borularının lümenlərinə daxil olan biosintez məhsulları Golgi aparatında cəmləşir və nəql olunur. Bu orqanoidin ölçüsü 5-10 µm-dir.

Struktur: membranla əhatə olunmuş boşluqlar (veziküllər). Funksiyaları: toplanması, qablaşdırılması, üzvi maddələrin atılması, lizosomların əmələ gəlməsi

Endoplazmik retikulum... Endoplazmatik retikulum, əlaqəli boşluqların açıq quruluşu olan hüceyrənin sitoplazmasında üzvi maddələrin sintezi və daşınması üçün bir sistemdir.
Çoxlu sayda ribosomlar endoplazmatik retikulumun membranlarına - diametri 20 nm olan bir kürəyə bənzəyən hüceyrənin ən kiçik orqanellələrinə yapışdırılır. və RNT və zülaldan ibarətdir. Protein sintezi ribosomlarda baş verir. Sonra yeni sintez edilmiş zülallar boşluqlar və borular sisteminə daxil olur, onlar boyunca hüceyrə daxilində hərəkət edirlər. Membranlardan boşluqlar, borular, borular, ribosom membranlarının səthində. Funksiyaları: ribosomlardan istifadə edərək üzvi maddələrin sintezi, maddələrin daşınması.

Ribosomlar... Ribosomlar endoplazmatik retikulumun membranlarına yapışdırılır və ya sitoplazmada sərbəst yerləşir, qruplar halında yerləşir, zülallar onların üzərində sintez olunur. Zülal tərkibi, ribosomal RNT Funksiyaları: zülal biosintezini təmin edir (bir zülal molekulunun yığılması).
Mitoxondriya... Mitoxondriya enerji orqanoidləridir. Mitoxondrilərin forması müxtəlifdir, onlar qalan, çubuqşəkilli, orta diametri 1 mikron olan filamentvari ola bilər. və uzunluğu 7 mikron. Mitoxondrilərin sayı hüceyrənin funksional fəaliyyətindən asılıdır və həşəratların uçan əzələlərində on minlərlə ola bilər. Mitoxondriyalar xaricdən xarici membranla, altından isə çoxsaylı çıxıntılar - cristae əmələ gətirən daxili membrandır.

Mitoxondriyanın içərisində RNT, DNT və ribosomlar var. Onun membranlarında xüsusi fermentlər qurulur, onların köməyi ilə qida maddələrinin enerjisi mitoxondriyada hüceyrənin və bütövlükdə orqanizmin həyatı üçün zəruri olan ATP enerjisinə çevrilir.

Membran, matris, çıxıntılar - cristae. Funksiyaları: ATP molekulunun sintezi, öz zülallarının, nuklein turşularının, karbohidratların, lipidlərin sintezi, öz ribosomlarının əmələ gəlməsi.

Plastidlər... Yalnız bitki hüceyrəsində: lekoplastlar, xloroplastlar, xromoplastlar. Funksiyaları: ehtiyat üzvi maddələrin toplanması, tozlandırıcı həşəratların cəlb edilməsi, ATP və karbohidratların sintezi. Xloroplastlar 4-6 µm diametrli disk və ya kürə şəklindədir. İkiqat membranlı - xarici və daxili. Xloroplastın içərisində bir-biri ilə və xloroplastın daxili membranı ilə əlaqəli ribosom DNT və xüsusi membran strukturları - taxıllar var. Hər bir xloroplastda işığın daha yaxşı tutulması üçün pillələnmiş təxminən 50 taxıl var. Xlorofil qran membranlarında yerləşir, onun sayəsində günəş işığının enerjisi ATP-nin kimyəvi enerjisinə çevrilir. ATP enerjisi xloroplastlarda üzvi birləşmələrin, ilk növbədə karbohidratların sintezi üçün istifadə olunur.
Xromoplastlar... Xromoplastlarda olan qırmızı və sarı piqmentlər bitkinin müxtəlif hissələrinə qırmızı və sarı rəng verir. yerkökü, pomidor meyvələri.

Leykoplastlar ehtiyat qida maddəsinin - nişastanın toplandığı yerdir. Kartof kök yumrularının hüceyrələrində xüsusilə çoxlu leykoplastlar var. İşıqda leykoplastlar xloroplastlara çevrilə bilər (nəticədə kartof hüceyrələri yaşıl olur). Payızda xloroplastlar xromoplastlara, yaşıl yarpaqlar və meyvələr sarı və qırmızıya çevrilir.

Hüceyrə mərkəzi... Bir-birinə perpendikulyar olan iki silindrdən, sentrioldan ibarətdir. Funksiyalar: milləri ayırmaq üçün ip dəstəyi

Hüceyrə daxilolmaları sitoplazmada görünür, sonra hüceyrə həyatı prosesində yox olur.

Sıx, qranullar şəklində olan inklüzyonlarda ehtiyat qida maddələri (nişasta, zülallar, şəkərlər, yağlar) və ya hüceyrənin tullantıları var, onları hələ çıxarmaq mümkün deyil. Bitki hüceyrələrinin bütün plastidləri ehtiyat qida maddələrini sintez etmək və toplamaq qabiliyyətinə malikdir. Bitki hüceyrələrində ehtiyat qida maddələrinin yığılması vakuollarda baş verir.

Taxıllar, qranullar, damcılar Funksiyaları: üzvi maddələr və enerji saxlayan qeyri-daimi formasiyalar

Əsas... İki membranın nüvə membranı, nüvə şirəsi, nüvəcik. Funksiyaları: hüceyrədə irsi məlumatın saxlanması və onun çoxalması, RNT-nin sintezi - informasiya, nəqliyyat, ribosomal. Nüvə membranında sporlar var, onların vasitəsilə nüvə ilə sitoplazma arasında aktiv maddələr mübadiləsi baş verir. Nüvə yalnız müəyyən bir hüceyrənin bütün əlamətləri və xüsusiyyətləri, onda baş verməli olan proseslər (məsələn, zülal sintezi) haqqında deyil, həm də bütövlükdə orqanizmin xüsusiyyətləri haqqında irsi məlumatları saxlayır. Məlumat xromosomların əsas hissəsi olan DNT molekullarında qeyd olunur. Nüvədə nüvəcik var. Nüvə, tərkibində irsi məlumatları ehtiva edən xromosomların olması səbəbindən hüceyrənin bütün həyati fəaliyyətini və inkişafına nəzarət edən bir mərkəz funksiyalarını yerinə yetirir.