Citoplasma e suoi componenti strutturali. Citoplasma. Organelli

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Oltre agli organelli o organoidi, la cellula contiene inclusioni cellulari non permanenti. Di solito si trova nel citoplasma, ma può essere trovato nei mitocondri, nel nucleo e in altri organelli.

Tipi e forme

Le inclusioni sono componenti opzionali di una cellula vegetale o animale che si accumulano durante la vita e il metabolismo. Le inclusioni non devono essere confuse con gli organelli. A differenza degli organelli, le inclusioni compaiono e scompaiono nella struttura cellulare. Alcuni sono piccoli, appena percettibili, altri superano le dimensioni degli organelli. Possono avere forme diverse e diversa composizione chimica.

Il modulo è suddiviso in:

granuli;
cristalli;
cereali;
gocce;
granuli.

Riso. 1. Forme di inclusioni.

Secondo lo scopo funzionale, le inclusioni sono suddivise nei seguenti gruppi:

trofico o cumulativo- riserve di nutrienti (intervallate da lipidi, polisaccaridi, meno spesso - proteine);
segreti- composti chimici in forma liquida, che si accumulano nelle cellule ghiandolari;
pigmenti- sostanze colorate che svolgono determinate funzioni (ad esempio, l'emoglobina trasporta l'ossigeno, la melanina colora la pelle);
escrementi- prodotti della degradazione metabolica.

Riso. 2. Pigmenti in una gabbia.

Tutte le inclusioni sono prodotti del metabolismo intracellulare. Parte resta nella cella “di riserva”, parte viene consumata, parte viene eventualmente tolta dalla cella.

Struttura e funzioni

Le principali inclusioni della cellula sono grassi, proteine, carboidrati. La loro breve descrizione è riportata nella tabella “Struttura e funzioni dell'inclusione cellulare”.

PRIMI 4 articoliche ha letto insieme a questo

*Inclusioni*	*Struttura*	*Funzioni*	*Esempi*
	Piccole gocce. Si trovano nel citoplasma. Nei mammiferi, le goccioline di grasso si trovano in speciali cellule adipose. Nelle piante, la maggior parte delle goccioline di grasso si trova nei semi.	Sono il principale deposito di energia, la scomposizione di 1 g di grasso rilascia 39,1 kJ di energia	Cellule del tessuto connettivo
Polisaccaridi	Granuli di varie forme e dimensioni. Solitamente immagazzinato nella cellula animale sotto forma di glicogeno. Le piante accumulano granelli di amido	Se necessario, compensano la mancanza di glucosio, costituiscono una riserva energetica	Cellule di fibre muscolari striate, fegato
	Granuli sotto forma di piatti, palline, bastoncini. Sono meno comuni dei lipidi e degli zuccheri. la maggior parte delle proteine viene consumata nel processo metabolico	Sono un materiale da costruzione	Ovulo, cellule epatiche, protozoi

In una cellula vegetale, il ruolo delle inclusioni è svolto dai vacuoli, organelli di membrana che accumulano sostanze nutritive. I vacuoli contengono una soluzione acquosa con sostanze organiche (sali) e inorganiche (carboidrati, proteine, acidi, ecc.). Le proteine in una piccola quantità possono essere trovate nel nucleo. I lipidi sotto forma di goccioline si accumulano nel citoplasma.

Citoplasma- una parte obbligatoria della cellula, racchiusa tra la membrana plasmatica e il nucleo e che rappresenta un complesso complesso strutturale eterogeneo della cellula, costituito da:

La composizione chimica del citoplasma è varia. La sua base è l'acqua (60-90% della massa totale del citoplasma). Il citoplasma è ricco di proteine (10-20%, a volte fino al 70% o più del peso secco), che ne costituiscono la base. Oltre alle proteine, il citoplasma può includere grassi e sostanze simili ai grassi (2-3%), vari composti organici e inorganici (1,5% ciascuno). Il citoplasma è alcalino

Una delle caratteristiche del citoplasma è il movimento costante ( ciclosi). Viene rilevato principalmente dal movimento degli organelli cellulari, come i cloroplasti. Se il movimento del citoplasma si interrompe, la cellula muore, poiché solo essendo in costante movimento può svolgere le sue funzioni.

La sostanza principale del citoplasma è ialoplasma(plasma basico, matrice citoplasmatica) è una soluzione colloidale incolore, viscida, densa e trasparente. È in esso che avvengono tutti i processi metabolici, fornisce l'interconnessione del nucleo e di tutti gli organelli. La parte liquida dello ialoplasma è una vera e propria soluzione di ioni e piccole molecole, in cui sono in sospensione grosse molecole di proteine e RNA. A seconda della predominanza della parte liquida o delle grandi molecole nell'ialoplasma, si distinguono due forme di ialoplasma:

Tra di loro sono possibili transizioni reciproche: il gel si trasforma facilmente in un sol e viceversa.

Organelli (organelli) - strutture cellulari permanenti che assicurano l'esecuzione di funzioni specifiche da parte della cellula. Ogni organello ha una struttura specifica e svolge funzioni specifiche. A seconda delle caratteristiche della struttura, ci sono:

¨ organelli di membrana - aventi una struttura a membrana e possono essere:

¨ a membrana singola (reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, lisosomi, vacuoli delle cellule vegetali);

¨ a due membrane (mitocondri, plastidi);

¨ organelli non a membrana - privi di struttura a membrana (cromosomi, ribosomi, centro cellulare e centrioli, ciglia e flagelli con corpi basali, microtubuli, microfilamenti).

Esistono organelli caratteristici di tutte le cellule: mitocondri, centro cellulare, apparato di Golgi, ribosomi, reticolo endoplasmatico, lisosomi. Sono chiamati organelli di importanza generale. Esistono organelli caratteristici solo di alcuni tipi di cellule, specializzati per svolgere una funzione specifica (ad esempio, le miofibrille che forniscono la contrazione delle fibre muscolari). Sono chiamati organelli speciali.

Un organoide a membrana singola, che è un sistema di membrane che formano serbatoi e canali, collegati tra loro e che limitano un unico spazio interno - Cavità EPR. Da un lato, le membrane sono collegate alla membrana citoplasmatica esterna, dall'altro al guscio esterno della membrana nucleare. L'EPR raggiunge il suo massimo sviluppo nelle cellule con un metabolismo intenso. In media, è dal 30 al 50% del volume totale delle cellule.

Esistono tre tipi di EPR:

Funzioni EPR:

Complesso lamellare, complesso di Golgi (Fig. 284). Un organello a membrana singola, solitamente situato vicino al nucleo cellulare (nelle cellule animali, spesso vicino al centro cellulare). Rappresenta una pila di oggetti appiattiti cisterne con bordi espansi, che è associato a un sistema di piccole vescicole a membrana singola (vescicole del Golgi). Ogni pila è solitamente composta da 4-6 serbatoi. Il numero di pile di Golgi in una cella varia da uno a diverse centinaia.

Le vescicole del Golgi sono concentrate principalmente sul lato adiacente all'ER e lungo la periferia delle pile. Si ritiene che trasferiscano proteine e lipidi all'apparato di Golgi, le cui molecole, spostandosi da una vasca all'altra, subiscono modificazioni chimiche. La funzione più importante del complesso del Golgi è la rimozione di vari segreti (enzimi, ormoni) dalla cellula, quindi è ben sviluppato nelle cellule secretorie. L'apparato di Golgi ha due lati diversi:

La parte esterna dell'apparato di Golgi viene costantemente consumata a causa dell'allacciatura delle bolle e la parte interna si forma gradualmente a causa dell'attività dell'EPR.

Funzioni dell'apparato di Golgi:

I più piccoli organelli cellulari a membrana singola, che sono vescicole con un diametro di 0,2-0,8 micron, contenenti circa 40 enzimi idrolitici (proteasi, lipasi, nucleasi, fosfatasi), attivi in un ambiente leggermente acido (Fig. 285). La formazione dei lisosomi avviene nell'apparato di Golgi, dove gli enzimi sintetizzati in esso provengono dall'EPR. Viene chiamata la scomposizione delle sostanze da parte degli enzimi lisi, da qui il nome dell'organoide.

Distinguere:

digestione e lisi delle sostanze che entrano nella cellula (quindi sono spesso chiamate vacuoli digestivi):

¨ I prodotti della digestione vengono assorbiti dal citoplasma della cellula, ma parte del materiale rimane non digerito. Viene chiamato il lisosoma secondario contenente questo materiale non digerito corpo residuo. Per esocitosi, le particelle non digerite vengono rimosse dalla cellula.

¨ Viene chiamato il lisosoma secondario, che digerisce i singoli componenti della cellula vacuolo autofagico. Le parti della cellula da distruggere sono circondate da un'unica membrana, solitamente separata dall'ER liscio, e quindi il sacco di membrana risultante si fonde con il lisosoma primario, determinando la formazione di un vacuolo autofagico.

A volte con la partecipazione dei lisosomi si verifica l'autodistruzione della cellula. Questo processo è chiamato autolisi. Questo di solito si verifica durante alcuni processi di differenziazione (ad esempio, la sostituzione della cartilagine con tessuto osseo, la scomparsa della coda nel girino di rana).

Funzioni dei lisosomi:

Organelli a due membrane di una cellula eucariotica che forniscono energia al corpo (Fig. 286). Sono a forma di bastoncino, filiformi, sferici, a spirale, a coppa, ecc. forma. La lunghezza dei mitocondri è di 1,5-10 micron, il diametro è di 0,25-1,00 micron.

Il numero di mitocondri in una cellula varia ampiamente, da 1 a 100 mila, e dipende dalla sua attività metabolica. Il numero di mitocondri può aumentare dividendosi, poiché questi organelli hanno il proprio DNA.

La membrana esterna dei mitocondri è liscia, la membrana interna forma numerose invaginazioni (creste) o escrescenze tubolari - creste, che hanno permeabilità strettamente specifica e sistemi di trasporto attivi. Il numero di creste può variare da diversi

cellule fino a diverse centinaia e persino migliaia, a seconda delle funzioni della cellula.

Aumentano la superficie della membrana interna, che ospita sistemi multienzimatici coinvolti nella sintesi delle molecole di ATP.

La membrana interna contiene due tipi principali di proteine:

La membrana esterna è separata dalla membrana interna da uno spazio intermembrana.

Lo spazio interno dei mitocondri è riempito con una sostanza omogenea - matrice. La matrice contiene molecole circolari di DNA mitocondriale, mRNA specifico, tRNA e ribosomi (di tipo procariotico), che svolgono una biosintesi autonoma di alcune delle proteine che compongono la membrana interna. Ma la maggior parte dei geni mitocondriali si è spostata nel nucleo e la sintesi di molte proteine mitocondriali avviene nel citoplasma. Inoltre, ci sono enzimi che formano molecole di ATP. I mitocondri sono in grado di riprodursi per fissione o distacco di piccoli frammenti.

Funzioni mitocondriali:

Organelli non di membrana presenti nelle cellule di tutti gli organismi. Si tratta di piccoli organelli, rappresentati da particelle globulari con un diametro di circa 20 nm (Fig. 287). I ribosomi sono costituiti da due subunità di dimensioni disuguali: grandi e piccole, su cui si trovano

può dissociarsi. I ribosomi sono costituiti da proteine e RNA ribosomiale (rRNA). Le molecole di rRNA costituiscono il 50-63% della massa del ribosoma e formano la sua struttura strutturale. La maggior parte delle proteine sono specificamente associate a determinate regioni dell'rRNA. Alcune proteine vengono incorporate nei ribosomi solo durante la sintesi proteica.

Esistono due tipi principali di ribosomi: eucariotico (con costanti di sedimentazione dell'intero ribosoma - 80S, subunità piccola - 40S, grande - 60S) e procariotico (corrispondente a

venosamente 70S, 30S, 50S). I ribosomi eucariotici includono 4 molecole di rRNA e circa 100 molecole proteiche, procarioti - 3 molecole di rRNA e circa 55 molecole proteiche.

A seconda della posizione nella cella, ci sono

© ribosomi attaccati- ribosomi collegati da grandi subunità alla superficie esterna delle membrane ER, sintetizzando proteine che entrano nel complesso del Golgi e quindi vengono secrete dalla cellula.

Durante la biosintesi proteica, i ribosomi possono "lavorare" singolarmente o combinarsi in complessi - poliribosomi (polisomi). In tali complessi, sono collegati tra loro da una singola molecola di mRNA.

I ribosomi eucariotici sono prodotti nel nucleolo. In primo luogo, gli rRNA vengono sintetizzati sul DNA nucleolare, che viene poi ricoperto da proteine ribosomiali provenienti dal citoplasma, scisse alla dimensione desiderata e formano subunità ribosomiali. Non ci sono ribosomi completamente formati nel nucleo. L'associazione di subunità in un intero ribosoma si verifica nel citoplasma, di norma, durante la biosintesi delle proteine.

Una delle caratteristiche distintive di una cellula eucariotica è la presenza nel suo citoplasma di formazioni scheletriche sotto forma di microtubuli e fasci di fibre proteiche. Gli elementi del citoscheletro, strettamente associati alla membrana citoplasmatica esterna e alla membrana nucleare, formano complessi intrecci nel citoplasma.

Il citoscheletro è formato dal sistema microtrabecolare, microtubuli e microfilamenti.

Il citoscheletro determina la forma della cellula, partecipa ai movimenti della cellula, alla divisione e ai movimenti della cellula stessa, al trasporto intracellulare di organelli e singoli composti. I microfilamenti svolgono anche la funzione di rinforzo cellulare.

Il sistema microtrabecolare è una rete di fibrille sottili - trabecole (traverse), nei punti di intersezione o connessione delle cui estremità si trovano i ribosomi.

Il sistema microtrabecolare è una struttura dinamica: in condizioni mutevoli, può disintegrarsi e ricomporsi.

Funzioni della griglia microtrabecolare:

La parete dei microtubuli è costituita principalmente da subunità proteiche della tubulina impilate elicoidalmente. Si ritiene che i centrioli, i corpi basali di flagelli e ciglia e i centromeri dei cromosomi possano svolgere il ruolo di matrice (organizzatore di microtubuli).

Funzioni dei microtubuli:

Il centriolo è un cilindro (0,3 μm di lunghezza e 0,1 μm di diametro), la cui parete è formata da nove gruppi di tre microtubuli fusi (9 terzine) interconnessi a determinati intervalli da collegamenti incrociati. Spesso i centrioli sono accoppiati, dove si trovano ad angolo retto tra loro. Se il centriolo si trova alla base del cilio o del flagello, allora viene chiamato corpo basale.

Quasi tutte le cellule animali hanno una coppia di centrioli, che sono l'elemento intermedio centrosoma, O centro cellulare(figura 288). Prima di dividersi, i centrioli divergono ai poli opposti e vicino a ciascuno di essi

si forma un centriolo figlia. Dai centrioli situati a diversi poli della cellula si formano microtubuli che crescono l'uno verso l'altro. Formano un fuso mitotico, che contribuisce alla distribuzione uniforme del materiale genetico tra le cellule figlie, e sono il centro dell'organizzazione del citoscheletro. Parte dei fili del fuso è attaccata ai cromosomi. Nelle cellule delle piante superiori, il centro cellulare non ha centrioli.

I centrioli sono organelli autoriproducenti del citoplasma. Sorgono come risultato della duplicazione di quelli esistenti. Questo accade quando i centrioli divergono. Il centriolo immaturo contiene 9 singoli microtubuli; apparentemente, ogni microtubulo è un modello per l'assemblaggio di triplette caratteristiche di un centriolo maturo.

Si tratta di formazioni simili a capelli spesse circa 0,25 micron, costituite da microtubuli, negli eucarioti sono ricoperte di ciglia solo in lunghezza.

Ciglia e flagelli sono gli organelli del movimento di cellule di molti tipi. Molto spesso, ciglia e flagelli si trovano in batteri, alcuni protozoi, zoospore e spermatozoi. I flagelli batterici hanno una struttura diversa rispetto ai flagelli eucarioti.

Ciglia e flagelli sono formati da nove microtubuli doppi che formano la parete di un cilindro ricoperto da una membrana; al suo centro ci sono due singoli microtubuli. Questa struttura di tipo 9+2 è caratteristica delle ciglia e dei flagelli di quasi tutti gli organismi eucarioti, dai protozoi all'uomo.

Ciglia e flagelli sono rinforzati nel citoplasma da corpi basali che si trovano alla base di questi organelli. Ogni corpo basale è costituito da nove terzine di microtubuli; non ci sono microtubuli al centro.

I microfilamenti sono rappresentati da fili con un diametro di 6 nm, costituiti da proteina actina, vicino all'actina muscolare. L'actina costituisce il 10-15% della quantità totale di proteine cellulari. Nella maggior parte delle cellule animali, sotto la membrana plasmatica stessa si forma una fitta rete di filamenti di actina e le loro proteine associate. Questa rete conferisce resistenza meccanica allo strato superficiale della cellula e consente alla cellula di cambiare forma e muoversi.

Oltre all'actina, nella cellula si trovano anche filamenti di miosina. Tuttavia, il loro numero è molto inferiore. A causa dell'interazione di actina e miosina, si verifica la contrazione muscolare.

I microfilamenti sono associati al movimento dell'intera cellula o delle sue singole strutture al suo interno. In alcuni casi, il movimento è fornito solo dai filamenti di actina, in altri dall'actina insieme alla miosina.

Le inclusioni sono componenti temporanee del citoplasma, a volte appaiono, a volte scompaiono. Di norma, sono contenuti nelle cellule in determinate fasi del ciclo di vita. La specificità delle inclusioni dipende dalla specificità delle corrispondenti cellule di tessuti e organi. Le inclusioni si trovano prevalentemente nelle cellule vegetali. Possono verificarsi nell'ialoplasma, vari organelli, meno spesso nella parete cellulare.

Funzionalmente, le inclusioni sono:

Queste sono le più comuni inclusioni di cellule vegetali. L'amido viene immagazzinato nelle piante esclusivamente sotto forma di chicchi di amido.

Si formano solo nello stroma plastidico delle cellule viventi. Durante la fotosintesi, le foglie verdi producono assimilazione, O primario amido. L'amido di assimilazione non si accumula nelle foglie e, idrolizzandosi rapidamente a zuccheri, fluisce nelle parti della pianta in cui si accumula. Lì si trasforma nuovamente in amido, che viene chiamato secondario. L'amido secondario si forma anche direttamente nei tuberi, nei rizomi, nei semi, cioè dove viene depositato in magazzino. Poi lo chiamano ricambio. Vengono chiamati leucoplasti che immagazzinano l'amido amiloplasti.

Particolarmente ricchi di amido sono semi, germogli sotterranei (tuberi, bulbi, rizomi), parenchima di tessuti conduttivi di radici e steli di piante legnose.

Presente in quasi tutte le cellule vegetali. I semi e i frutti ne sono più ricchi. Gli oli grassi sotto forma di goccioline lipidiche sono la seconda forma più importante (dopo l'amido) di nutrienti di riserva. I semi di alcune piante (girasole, cotone, ecc.) possono accumulare fino al 40% di olio in peso sulla sostanza secca.

Le gocce lipidiche, di regola, si accumulano direttamente nello ialoplasma. Sono corpi sferici solitamente di dimensioni submicroscopiche.

Le goccioline lipidiche possono anche accumularsi nei leucoplasti, che sono chiamati elaioplasti.

Le inclusioni proteiche si formano in vari organelli cellulari sotto forma di depositi amorfi o cristallini di varie forme e strutture. Molto spesso, i cristalli possono essere trovati nel nucleo - nel nucleoplasma, a volte nello spazio perinucleare, meno spesso nello ialoplasma, nello stroma plastidico, nelle estensioni dei serbatoi EPR, nella matrice dei perossisomi e dei mitocondri. I vacuoli contengono inclusioni proteiche sia cristalline che amorfe. Il maggior numero di cristalli proteici si trova nelle celle di stoccaggio dei semi secchi sotto forma del cosiddetto aleuronicocereali O corpi proteici.

Le proteine di riserva sono sintetizzate dai ribosomi durante lo sviluppo del seme e depositate nei vacuoli. Quando i semi maturano, accompagnati dalla loro disidratazione, i vacuoli proteici si seccano e la proteina si cristallizza. Di conseguenza, in un seme secco maturo, i vacuoli proteici si trasformano in corpi proteici (grani di aleurone).

Inclusioni formate in vacuoli, di regola, cellule di foglie o corteccia. Questi sono cristalli singoli o gruppi di cristalli di varie forme.

Sono i prodotti finali dell'attività vitale delle cellule, che si formano come dispositivo per rimuovere il calcio in eccesso dal metabolismo.

Oltre all'ossalato di calcio, nelle cellule possono accumularsi carbonato di calcio e cristalli di silice.

Nucleo

Il componente più importante delle cellule eucariotiche. Una cellula priva di nucleare non esiste da molto tempo. Il nucleo è anche incapace di esistenza indipendente.

La maggior parte delle cellule ha un singolo nucleo, ma ci sono anche cellule multinucleate (in un certo numero di protozoi, nei muscoli scheletrici dei vertebrati). Il numero di core può raggiungere diverse decine. Alcune cellule altamente specializzate perdono il loro nucleo (eritrociti dei mammiferi e cellule del tubo cribroso nelle angiosperme).

La forma e le dimensioni dei nuclei delle cellule sono varie. Tipicamente, il nucleo ha un diametro da 3 a 10 µm. Il modulo è nella maggior parte dei casi associato al modulo

cellule, ma spesso differisce da esso. Di norma ha una forma sferica o ovale, meno spesso può essere segmentata, fusiforme.

Le funzioni principali del kernel sono:

Il nucleo comprende (Fig. 289):

Il nucleo è delimitato dal resto del citoplasma da una membrana nucleare costituita da due membrane di struttura tipica. Tra le membrane c'è uno stretto spazio riempito con una sostanza semiliquida, - spazio perinucleare. In alcuni punti, entrambe le membrane si fondono l'una con l'altra, formando pori nucleari attraverso i quali avviene lo scambio di sostanze tra il nucleo e il citoplasma. Dal nucleo al citoplasma e viceversa, le sostanze possono anche entrare a causa del distacco di sporgenze e escrescenze della membrana nucleare.

Nonostante il metabolismo attivo, la membrana nucleare fornisce differenze nella composizione chimica del succo nucleare e del citoplasma, necessarie per il normale funzionamento delle strutture nucleari. La membrana nucleare esterna dal lato rivolto verso il citoplasma è ricoperta di ribosomi, che le conferiscono una rugosità, la membrana interna è liscia. L'involucro nucleare fa parte del sistema della membrana cellulare. Le escrescenze della membrana nucleare esterna sono collegate ai canali del reticolo endoplasmatico, formando un unico sistema di canali comunicanti.

Carioplasma- contenuto interno del kernel. È una matrice gelatinosa in cui si trovano la cromatina e uno o più nucleoli. La composizione del succo nucleare comprende varie proteine (compresi gli enzimi nucleari), nucleotidi liberi, nonché prodotti di scarto del nucleolo e della cromatina.

La terza struttura caratteristica del nucleo cellulare è nucleolo, che è un corpo denso arrotondato immerso nel succo nucleare. Il numero di nucleoli dipende dallo stato funzionale del nucleo e può variare da 1 a 5-7 o più (anche nella stessa cellula). I nucleoli si trovano solo nei nuclei che non si dividono; durante la mitosi scompaiono e dopo che la divisione è completata riappaiono. Il nucleolo non è una struttura indipendente del nucleo. Si forma a seguito della concentrazione in una certa area del carioplasma di sezioni cromosomiche che trasportano informazioni sulla struttura dell'rRNA. Queste sezioni di cromosomi sono chiamate organizzatori nucleolari. Contengono numerose copie dei geni che codificano l'rRNA. Poiché il processo di sintesi dell'rRNA e la formazione delle subunità ribosomiali avviene intensamente nel nucleolo, possiamo dire che il nucleolo è un accumulo di rRNA e ribosomi in diversi stadi di formazione.

cromatina chiamati grumi, granuli e strutture reticolari del nucleo, intensamente colorate con alcuni coloranti e di forma diversa dal nucleolo. La cromatina è una molecola di DNA associata a proteine - istoni. A seconda del grado di spiralizzazione, ci sono:

La cromatina è una forma di esistenza del materiale genetico nelle cellule non in divisione e offre la possibilità di raddoppiare e realizzare le informazioni in esso contenute.

Durante la divisione cellulare, le bobine del DNA e le strutture della cromatina formano i cromosomi.

Cromosomi sono chiamati componenti permanenti del nucleo cellulare, che hanno un'organizzazione speciale, specificità funzionale e morfologica, in grado di auto-riprodursi e preservare le proprietà durante l'ontogenesi. I cromosomi sono strutture dense e intensamente colorate (da qui il loro nome). Furono scoperti per la prima volta da Fleming (1882) e Strassburger (1884). Il termine "cromosoma" fu coniato da Waldeyer nel 1888.

Funzioni dei cromosomi:

I principali componenti chimici dei cromosomi sono il DNA (40%) e le proteine (60%). Il componente principale dei cromosomi è il DNA, poiché le informazioni ereditarie sono codificate nelle sue molecole, mentre le proteine svolgono funzioni strutturali e regolatorie.

Esistono due forme principali di cromosomi associati a determinate fasi e periodi del ciclo mitotico:

La riorganizzazione dei cromosomi avviene nel processo di spiralizzazione (condensazione) o despiralizzazione (decondensazione). Nelle cellule non in divisione, i cromosomi si trovano in uno stato decondensato, poiché solo in questo caso è possibile leggere le informazioni in essi incorporate. Durante la divisione cellulare, la spiralizzazione raggiunge un denso impaccamento di materiale ereditario, che è importante per il movimento dei cromosomi durante la mitosi. La lunghezza totale del DNA di una cellula umana è di 2 metri, mentre la lunghezza totale di tutti i cromosomi della cellula è di soli 150 micron.

Tutte le informazioni sui cromosomi sono state ottenute dallo studio dei cromosomi in metafase. Ogni cromosoma in metafase ne ha due cromatidi, che sono cromosomi figlia (Fig. 290). Si separano durante la mitosi. nelle cellule figlie e diventano cromosomi indipendenti. Cromatidi- molecole di DNA identiche altamente spiralizzate, in formazione

risultante dalla replica. Sono collegati tra loro nella regione della costrizione primaria ( centromeri), a cui sono attaccati i fili del fuso di fissione. Vengono chiamati i frammenti in cui la costrizione primaria divide il cromosoma le spalle, e le estremità del cromosoma - telomeri. I telomeri proteggono le estremità dei cromosomi dall'attaccamento, contribuendo così alla conservazione dell'integrità cromosomica. A seconda della posizione del centromero, si distinguono (Fig. 291):

Alcuni cromosomi hanno costrizioni secondarie derivanti in aree di condensazione incompleta della cromatina. Sono organizzatori nucleolari. A volte la costrizione secondaria è molto lunga e separa una piccola sezione dal corpo principale del cromosoma - satellitare. Tali cromosomi sono chiamati satellitare.

I cromosomi hanno caratteristiche individuali: lunghezza, posizione del centromero, forma.

Ogni specie di organismi viventi ha un numero certo e costante di cromosomi nelle sue cellule. I cromosomi del nucleo di una cellula sono sempre accoppiati. Ogni coppia è formata da cromosomi che hanno la stessa dimensione, forma, posizione delle costrizioni primarie e secondarie. Tali cromosomi sono chiamati omologo. Gli esseri umani hanno 23 coppie di cromosomi omologhi. Viene chiamata la totalità delle caratteristiche quantitative (numero e dimensione) e qualitative (forma) dell'insieme cromosomico di una cellula somatica cariotipo. Il numero di cromosomi nel cariotipo è sempre pari, poiché le cellule somatiche hanno due cromosomi della stessa forma e dimensione: uno è paterno, l'altro è materno. Il set cromosomico è sempre specifico per specie, cioè è caratteristico solo per un dato tipo di organismo. Se nei nuclei delle cellule i cromosomi formano coppie omologhe, viene chiamato un tale insieme di cromosomi diploide(doppio) e denota - 2n. La quantità di DNA corrispondente all'insieme diploide dei cromosomi è indicata come 2c. L'insieme diploide dei cromosomi è caratteristico delle cellule somatiche. Nei nuclei delle cellule germinali, ogni cromosoma è rappresentato al singolare. Questo insieme di cromosomi è chiamato aploide(singolo) e denotare - n. Negli esseri umani, il set diploide contiene 46 cromosomi e il set aploide ne contiene 23.

Gli organelli cellulari, sono anche organelli, sono strutture specializzate della cellula stessa, responsabili di varie funzioni importanti e vitali. Perché tutti gli stessi "organelli"? È solo che questi componenti della cellula vengono confrontati con gli organi di un organismo multicellulare.

Quali organelli compongono la cellula

Inoltre, a volte gli organelli sono intesi esclusivamente come strutture cellulari permanenti che si trovano al suo interno. Per lo stesso motivo, il nucleo cellulare e il suo nucleolo non sono chiamati organelli, né ciglia e flagelli. Ma gli organelli che compongono la cellula includono: complesso, reticolo endoplasmatico, ribosomi, microtubuli, microfilamenti, lisosomi. In realtà, questi sono i principali organelli della cellula.

Se parliamo di cellule animali, i loro organelli includono anche centrioli e microfibrille. Ma il numero di organelli delle cellule vegetali include ancora solo i plastidi caratteristici delle piante. In generale, la composizione degli organelli nelle cellule può differire in modo significativo a seconda del tipo di cellula stessa.

Un disegno della struttura di una cellula, compresi i suoi organelli.

organelli cellulari a due membrane

Anche in biologia esiste un fenomeno come gli organelli cellulari a due membrane, che includono mitocondri e plastidi. Di seguito descriviamo le loro funzioni intrinseche, tuttavia, come tutti gli altri principali organelli.

Funzioni degli organelli cellulari

E ora descriveremo brevemente le principali funzioni degli organelli di una cellula animale. COSÌ:

La membrana plasmatica è una pellicola sottile attorno alla cellula, costituita da lipidi e proteine. Un organello molto importante che fornisce il trasporto di acqua, sostanze minerali e organiche nella cellula, rimuove i prodotti di scarto nocivi e protegge la cellula.
Il citoplasma è l'ambiente semiliquido interno della cellula. Fornisce la comunicazione tra il nucleo e gli organelli.
Il reticolo endoplasmatico è una rete di canali nel citoplasma. Partecipa attivamente alla sintesi di proteine, carboidrati e lipidi, è impegnato nel trasporto dei nutrienti.
I mitocondri sono organelli in cui le sostanze organiche vengono ossidate e le molecole di ATP vengono sintetizzate con la partecipazione di enzimi. In effetti, i mitocondri sono un organello cellulare che sintetizza l'energia.
I plastidi (cloroplasti, leucoplasti, cromoplasti) - come accennato in precedenza, si trovano esclusivamente nelle cellule vegetali, in generale la loro presenza è la caratteristica principale dell'organismo vegetale. Svolgono una funzione molto importante, ad esempio i cloroplasti, contenenti il pigmento verde clorofilla, sono responsabili del fenomeno in una pianta.
Il complesso di Golgi è un sistema di cavità separate dal citoplasma da una membrana. Effettuare la sintesi di grassi e carboidrati sulla membrana.
I lisosomi sono corpi separati dal citoplasma da una membrana. Gli speciali enzimi presenti in essi accelerano la reazione di scissione di molecole complesse. Inoltre, il lisosoma è un organoide che fornisce l'assemblaggio delle proteine nelle cellule.
- cavità nel citoplasma piene di linfa cellulare, luogo di accumulo di nutrienti di riserva; regolano il contenuto di acqua nella cellula.

In generale, tutti gli organelli sono importanti, perché regolano l'attività vitale della cellula.

I principali organelli della cellula, video

E infine, un video tematico sugli organelli cellulari.

A differenza delle inclusioni, sono elementi strutturali obbligatori e permanenti del citoplasma, dotati di una certa struttura, che svolgono funzioni specifiche volte a mantenere l'attività vitale dell'intero sistema nel suo insieme. Le inclusioni sono inclusioni mobili.

Classificazione degli organelli

1. Per prevalenza
A) generale (mitocondri, ER, complesso di golgi, ecc.)
B) speciale (inerente a cellule di un certo tipo e dovuto allo svolgimento di funzioni specifiche (tonofibrille - nell'epitelio, contrattile - nelle fibre muscolari, neurofibrille - nei processi delle cellule nervose.
2. Per struttura
A) Organelli di membrana (lisosomi, perossisomi, EPS, complesso del golgi e mitocondri)
B) Organelli non di membrana (ribosomi, centro cellulare, microtubuli, filamenti intermedi e microfilamenti)
3. Per funzioni.
A) L'apparato di digestione intracellulare (lisosomi e perossisomi)
B) Apparato sintetico della cellula (ribosomi, EPS, complesso del golgi)
C) L'apparato energetico della cellula (mitocondri)
D) Citoscheletro (microtubuli, filamenti intermedi e microfilamenti)

organelli non di membrana.

I ribosomi sono un organoide non a membrana correlato all'apparato sintetico della cellula, ha la forma di piccole particelle di 10-30 nm.

Ogni ribosoma è formato da due subunità. Grande e piccolo. Aventi un diverso peso molecolare e in uno stato non attivo in una forma dissociata. Nel processo di biosintesi, le subunità si combinano in modo complementare e svolgono la biosintesi delle molecole proteiche. I ribosomi sono costituiti da RNA ribosomiale

I ribosomi possono essere sia in forma libera che legata. I ribosomi possono raggrupparsi e formare polisomi, legati o attaccati, situati sulla superficie di una membrana biologica, il reticolo endoplasmatico granulare.

Le subunità ribosomiche si formano nel nucleo nella regione degli organizzatori nucleolari, queste sono le sezioni dei cromosomi in cui si trovano le costrizioni secondarie (cromosomi 13-14,15,21,22). L'RNA messaggero indica in quale sequenza devono essere collocati gli amminoacidi, in base alla sequenza dei nucleotidi nella catena della molecola di DNA. L'RNA messaggero è una copia esatta di uno dei filamenti. L'RNA di trasferimento svolge una funzione di trasporto e l'RNA ribosomiale inserisce gli amminoacidi in una catena pilipeptidica e la sintesi dell'RNA avviene sui ribosomi liberi.

I microtubuli sono gli organelli chiave dello scheletro cellulare e fanno parte del citoscheletro. Molti tubuli si trovano nello strato corticale del citoplasma. Il microtubulo ha la forma di un cilindro cavo di circa 20-25 nanometri di diametro. La parte interna è riempita con una sostanza con un basso elettrone. È costituito da frazioni alfa e beta della tubulina proteica globulare situate in uno schema a scacchiera e che si formano nella parete 13 attorcigliate a spirale, parallele l'una all'altra protefelomento. La tubulina non ha attività di fase AT, cioè non è in grado di idrolizzare la molecola di ATP ed è per questo che i microtubuli non sono in grado di contrarsi. La tubulina ha la capacità di polimerizzare e depolimerizzare. Vari fattori fisici e chimici possono polimerizzare o depolimerizzare la tubulina.

Esistono molte sostanze che depolimerizzano la tubulina. Poiché la tubulina fa parte dei filamenti del fuso di fissione e agendo su di essa con vari fattori, è possibile ottenere un arresto o un aumento della divisione cellulare. Questa è la base per l'azione dei farmaci antitumorali che provocano la rottura dei microtubuli del fuso e arrestano la crescita del tumore. Funzioni dei microtubuli:

1. Supporto,
2. Promuovere un cambiamento nella forma e nelle dimensioni della cella,
3. Partecipare ai processi di trasporto e partecipare ai processi di movimento intracellulare di vari organelli. È stato stabilito che con l'aiuto delle proteine della dineina, gli organelli possono essere fissati ai tubuli. E cambiando la concentrazione di dineina, possono scivolarci sopra.

Feltri intermedi. Le microfibrille (Microniti) - un elemento importante del citoscheletro, sono chiamate che hanno dimensioni inferiori rispetto ai microtubuli di 8-10 nm. I filamenti intermedi possono essere disposti in fasci, la maggior parte dei quali nella cellula si trovano attorno al nucleo, nonché nell'area di tali contatti intercellulari come dismosomi e semi-dismosomi, nonché nei processi delle cellule nervose nel forma di neurofibrille, i filamenti intermedi sono costituiti da proteine e per ogni tipo di cellula esiste la sua specifica proteina. Ad esempio, nelle cellule epiteliali sono composte da citocheratina. Nei fibroblasti nei neurociti si chiama vimentina. Nelle cellule muscolari, questa proteina è la mesnina e nelle cellule nervose, questa proteina è un enzima neurofilamento. La lamina nucleare forma una delle lamine dell'involucro nucleare.

Con l'aiuto di ciglia e flagelli, le cellule possono muoversi in un mezzo liquido, poiché questi organelli sono in grado di compiere movimenti ritmici. Se ci sono un gran numero di escrescenze simili a peli di piccola lunghezza sulla superficie della cellula, vengono chiamate ciglia, se ci sono poche escrescenze simili e la loro lunghezza è significativa, vengono chiamate flagelli. Le cellule delle piante superiori e dei funghi superiori, così come gli sporozoi, non hanno ciglia e flagelli, anche nelle cellule germinali maschili. Miofibrille Le miofibrille sono speciali elementi contrattili differenziati...

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Lezione n. 4

ORGANOSI E INCLUSIONI SPECIALI

Organelli per scopi speciali

Organelli speciali si trovano in molte cellule animali e vegetali. Differiscono dagli organelli comuni in quanto sono caratteristici solo di alcune cellule altamente differenziate e svolgono una funzione strettamente definita caratteristica di queste cellule.

Classificazione degli organelli per scopi speciali:

1. Organelli di movimento: ciglia, flagelli, miofibrille.

2. Strutture di supporto: tonofibrille.

3. Organelli coinvolti nella trasmissione dell'eccitazione: le neurofibrille.

4. Organelli che percepiscono stimoli esterni: fotorecettori, statorecettori, fonorecettori.

5. Organelli della superficie cellulare: microvilli, cuticola.

6. Organelli di difesa e attacco negli organismi unicellulari: tricocisti nei ciliati; conoid, roptria in rappresentanti della classe sporoviana.

Consideriamo più in dettaglio il principale di questi organelli.

Ciglia e flagelli

Ciglia e flagelli sono escrescenze filamentose o simili a peli della superficie libera delle cellule. Con l'aiuto di ciglia e flagelli, le cellule possono muoversi in un mezzo liquido, poiché questi organelli sono in grado di compiere movimenti ritmici. Se ciglia e flagelli sono presenti nelle cellule attaccate a un substrato, provocano il movimento del fluido circostante.

Non ci sono differenze nell'organizzazione fine di queste strutture. Se sulla superficie della cellula è presente un gran numero di escrescenze simili a peli di piccola lunghezza, vengono chiamate ciglia , ma se ci sono poche di queste escrescenze e la loro lunghezza è significativa, vengono chiamate flagello.

Negli animali, ciglia e flagelli si trovano: a) nelle cellule dell'epitelio ciliare (l'epitelio della trachea, alcune parti del tratto genitale); b) negli spermatozoi (nematodi e decapodi, gli spermatozoi non hanno un laccio emostatico); c) nei protozoi (flagellati, ciliati, rizopodi). Nel mondo vegetale si trovano nelle zoospore mobili di alghe, muschi, felci, funghi inferiori e mixomiceti. Le cellule delle piante superiori e dei funghi superiori, così come gli sporozoi, non hanno ciglia e flagelli, anche nelle cellule germinali maschili.

Lo spessore di ciglia e flagelli è di circa 200 nm (0,2 µm). Poiché non ci sono differenze fondamentali nella struttura di ciglia e flagelli, consideriamo l'ultrastruttura di queste formazioni usando l'esempio di un cilio. All'esterno, il cilio è ricoperto da una membrana citoplasmatica. Al suo interno si trova assonema (o cilindro assiale), costituito da microtubuli. La parte prossimale inferiore del ciliocorpo basale, incorporato nel citoplasma. I diametri dell'assonema e del corpo basale sono gli stessi.

Il corpo basale è simile nella struttura al centriolo ed è costituito da 9 triplette di microtubuli. L'assonema nella sua composizione, a differenza del corpo basale, ha 9 paia (doppietti) di microtubuli che formano la parete esterna del cilindro dell'assonema. I doppietti dei microtubuli sono leggermente ruotati (circa 10 0 ) rispetto al raggio dell'assonema. Oltre ai doppietti periferici di microtubuli, al centro dell'assonema si trova una coppia di microtubuli centrali. Questi due microtubuli centrali, a differenza di quelli periferici, non raggiungono i corpi basali. Poiché i corpi basali contengono una proteina contrattile come l'actomiosina, i microtubuli periferici svolgono una funzione motoria, mentre quelli centrali sono solo di supporto.

Le radici si trovano spesso alla base di ciglia e flagelli. cinetodesmata , che sono fasci di fibrille sottili (6 nm) con striature trasversali. Spesso tali cinetodesmi striati si estendono dai corpi basali in profondità nel citoplasma verso il nucleo. Il ruolo di queste strutture non è ancora ben compreso.

Le deviazioni dal piano strutturale di cui sopra sono rare, ma in alcune cellule, ad esempio nei flagelli degli spermatozoi e in alcuni flagellati, sono state trovate 9 fibrille aggiuntive situate tra i microtubuli centrali e periferici. Queste fibrille aggiuntive sono collegate ai tubuli dell'assonema da fibre molto sottili.

miofibrille

Le miofibrille sono speciali elementi contrattili differenziati della cellula, grazie ai quali si verificano movimenti muscolari complessi e perfetti. Esistono due tipi di miofibrille: lisce e striate. Entrambi i tipi di miofibrille sono diffusi negli animali multicellulari e nei protozoi.

Le miofibrille striate sono ampiamente conosciute nei muscoli somatici e cardiaci di artropodi e cordati. Le miofibrille lisce sono tipiche della muscolatura degli organi interni dei vertebrati e dei muscoli somatici di molti invertebrati inferiori.

La struttura delle miofibrille è stata studiata in modo più approfondito nelle fibre muscolari striate. La miofibrilla ha uno spessore di 0,5 micron e una lunghezza che va da 10-20 micron a diversi millimetri e persino centimetri. Al microscopio ottico, si può vedere che i fasci di miofibrille sono colorati in modo non uniforme: a intervalli uguali di lunghezza, in essi è visibile l'alternanza di aree scure e chiare. Le aree scure sono birifrangenti e sono chiamatedischi anisotropi(dischi A) . Le aree chiare di birifrangenza non vengono rilevate e vengono chiamatedischi isotropi(I-dischi).

Ogni disco A è diviso in due metà da una striscia meno densa rispetto al resto delle sue sezioni, chiamata striscia Zona H (striscia di Hansen). nel mezzo di ognuno IO -disc ha una linea scura chiamata z -linea (telofragma). La sezione della miofibrilla tra due z -line sono chiamate sarcomero. È un'unità di struttura e funzionamento della miofibrilla.

I dettagli della struttura del sarcomero sono stati ottenuti solo studiando le miofibrille al microscopio elettronico. Ogni miofibrilla è costituita da un fascio di filamenti molto sottili miofilamenti. Esistono due tipi di miofilamenti: spessi e sottili. I miofilamenti sottili hanno un diametro di circa 7 nm e una lunghezza di circa 1 µm; sono composti principalmente dalla proteina actina. Si trovano all'interno IO -disk e inserisci il disco A nella zona H. I miofilamenti spessi lunghi fino a 1,5 μm e spessi circa 15 nm sono composti dalla proteina miosina; si trovano solo all'interno del disco A. Nei miofilamenti sottili, oltre all'actina, sono presenti anche le proteine tropomiosina e troponina. z -line contengono proteine α-actinina e desmina.

Né l'actina né la miosina individualmente hanno capacità contrattili. L'actina, una proteina con un peso molecolare di 43,5 mila, è una proteina globulare di circa 3 nm di dimensione. In presenza di ATP e di alcuni fattori proteici, è in grado di aggregarsi sotto forma di strutture filamentose fino a 7 nm di spessore. Tali fibrille di actina sono costituite da due spirali avvolte l'una intorno all'altra. La miosina, che fa parte dei filamenti spessi, è una proteina molto grande (peso molecolare 470mila), costituita da sei catene: due lunghe, avvolte a spirale l'una attorno all'altra, e quattro corte che si legano alle estremità di lunghe catene e formano globulari "teste". Questi ultimi hanno attività ATPasi, possono reagire con l'actina fibrillare, formandosicomplesso di actomiosina,contrattivo.

I miofilamenti di actina sono collegati ad un'estremità con z -line, che consiste in molecole ramificate della proteina α-actinina, che formano una rete fibrillare che attraversa la miofibrilla. Su entrambi i lati a z -le linee sono attaccate alle estremità dei filamenti di actina dei sarcomeri adiacenti. Funzione z -lines è, per così dire, nel legare tra loro i sarcomeri vicini; z -le linee non sono strutture riducibili.

Il meccanismo della contrazione muscolare è l'accorciamento simultaneo di tutti i sarcomeri lungo l'intera lunghezza della miofibrilla. G. Huxley ha dimostrato che la contrazione si basa sul movimento di fili spessi e sottili l'uno rispetto all'altro. Allo stesso tempo, spessi filamenti di miosina sembrano entrare nello spazio tra i filamenti di actina, avvicinandoli l'uno all'altro. z -linee. Questo modello di filamenti scorrevoli può spiegare non solo la contrazione dei muscoli striati, ma anche qualsiasi struttura contrattile.

Ci sono anche filamenti di actina e miosina nelle cellule muscolari lisce, ma non sono disposti regolarmente come nei muscoli striati. Non ci sono sarcomeri qui, ma semplicemente tra i fasci di miofilamenti di actina, le molecole di miosina sono disposte senza un ordine particolare.

Tonofibrille

Le tonofibrille sono caratteristiche delle cellule degli organismi unicellulari e delle cellule epiteliali degli animali pluricellulari. Uno studio al microscopio elettronico ha dimostrato che sono costituiti da un raggio tonofilamenti i fili più sottili con un diametro di 6-15 nm. Un fascio può contenere da 3 a diverse centinaia di tonofilamenti.

Le tonofibrille sono disposte in fasci nella cellula in diverse direzioni, attaccate ai desmosomi o a qualsiasi parte della membrana citoplasmatica e non si spostano mai da una cellula all'altra.

Le tonofibrille svolgono una funzione di supporto nella cellula.

neurofibrille

Le neurofibrille furono scoperte nel 1855 da F.V. Ovsyannikov. Sono caratteristici delle cellule nervose (neuroni). Sono costituiti da fili più sottilineurofilamenti.

Nel corpo di un neurone, le neurofibrille sono disposte in modo casuale e nei processi formano un fascio parallelo alla lunghezza del processo. Ci sono solo due eccezioni a questa regola: la disposizione parallela e ordinata delle neurofibrille nel corpo di un neurone è stata scoperta prima negli animali rabbiosi e poi negli animali che vanno in letargo.

La scoperta delle neurofibrille ha portato all'emergenzateoria neurofibrillareconduzione dell'eccitazione nervosa. I fautori di questa teoria credevano che le neurofibrille fossero un elemento conduttivo continuo del sistema nervoso. Tuttavia, in seguito si è scoperto che le neurofibrille non passano da un neurone all'altro. Attualmente stiamo seguendoteoria neurale, secondo il quale il ruolo principale nella conduzione di un impulso nervoso appartiene al plasmalemma di un neurone e le sostanze coinvolte nella formazione degli impulsi nervosi vengono trasmesse attraverso le neurofibrille dal corpo di un neurone alla sua estremità. E l'eccitazione viene trasmessa da una cellula all'altra con l'aiuto di una sinapsi (la struttura della sinapsi è stata descritta in precedenza quando si considera la comunicazione contatti intercellulari). Nella sinapsi, l'eccitazione viene trasmessa chimicamente con l'aiuto di un mediatore.

Inclusioni non permanenti nella gabbia

A differenza degli organelli, sia generali che speciali, le inclusioni sono formazioni non permanenti, che compaiono o scompaiono durante la vita della cellula. La posizione principale delle inclusioni è il citoplasma, ma a volte si trovano anche nel nucleo.

Per loro natura, tutte le inclusioni sono prodotti del metabolismo cellulare. In base alla loro composizione chimica e alle loro funzioni, sono classificati come segue:

1. trofico (proteine, carboidrati, grassi);

2. secretivo;

3. escretore;

4. pigmentato.

Inclusioni trofiche

Inclusioni proteiche. Hanno la forma di grani, granuli, dischi. Possono essere presenti in tutte le cellule, ma sono meno comuni dei grassi e dei carboidrati. Un esempio di inclusioni proteiche è il tuorlo nelle uova, i grani di aleurone nell'endosperma dei semi. In questo caso, i granuli proteici fungono da materiale nutritivo di riserva per l'embrione; in altre celle, è un materiale trofico (da costruzione) per l'ulteriore costruzione di elementi cellulari. Le inclusioni proteiche possono servire come riserva energetica nel caso più estremo, quando le riserve di carboidrati e grassi sono completamente esaurite.

Nelle cellule vegetali, l'amido si deposita più spesso sotto forma di grani di varie forme e dimensioni, e la forma dei grani di amido è specifica per ogni specie vegetale e per determinati tessuti. Il citoplasma di tuberi di patata, chicchi di cereali, legumi, ecc., è ricco di depositi di amido, altri polisaccaridi si trovano nelle piante inferiori: paramiloide, amido di alghe rosse.

Le inclusioni di carboidrati sono la principale riserva energetica della cellula. Con la scomposizione di 1 g di carboidrati, vengono rilasciati 17,6 kJ di energia, che si accumula sotto forma di ATP.

Inclusioni grasse. I grassi nel citoplasma si depositano sotto forma di piccole goccioline. Si trovano sia negli animali che nelle piante. In alcune cellule ci sono pochissime inclusioni grasse e sono costantemente utilizzate dalla cellula stessa nel processo del metabolismo, in altre cellule si accumulano in grandi quantità, ad esempio cellule adipose del tessuto connettivo, cellule epiteliali del fegato di pesce e anfibio. Un gran numero di goccioline di grasso si trova anche nel citoplasma di molti tipi di protozoi, ad esempio i ciliati. Molto grasso è contenuto nei semi delle piante e la sua quantità può raggiungere fino al 70% del peso secco dei semi (semi oleosi).

Il processo di deposizione di grasso non è associato ad alcun organello cellulare; sono depositati nella sostanza principale del citoplasma. In determinate condizioni, le gocce di grasso possono fondersi l'una con l'altra, aumentando di dimensioni, alla fine una gigantesca goccia di grasso riempie l'intera cellula, il citoplasma con il nucleo muore e la cellula si trasforma in un sacco di grasso. Questo fenomeno è chiamatodegenerazione grassa della cellula. Questo processo può essere patologico (ad esempio, con degenerazione grassa del fegato, del muscolo cardiaco, ecc.) O essere un processo naturale nella vita del corpo (ad esempio, cellule delle ghiandole sebacee, cellule adipose sottocutanee di balene, foche).

Le inclusioni di grasso possono svolgere le seguenti funzioni:

1) sono una riserva energetica a lungo termine della cellula (38,9 kJ di energia vengono rilasciati durante la scomposizione di 1 g di grasso);

2) termoregolazione (ad esempio, negli animali che vivono in climi freddi, lo strato di grasso nel tessuto sottocutaneo raggiunge 1 m);

3) assorbimento degli urti durante il movimento (ad esempio strati di grasso sulla pianta dei piedi, sulle zampe degli animali terrestri, sui palmi delle mani, intorno agli organi interni);

4) apporto di nutrienti negli animali in letargo (ad esempio orso, tasso, riccio);

5) la fonte di acqua metabolica nel corpo degli animali che vivono in condizioni aride (la scomposizione di 1 kg di grasso produce 1,1 kg di acqua).

Inclusioni secretorie

I segreti sono prodotti di reazioni cellulari anaboliche che svolgono varie funzioni vitali nel corpo.

Le inclusioni secretorie si accumulano nelle cellule secretorie sotto forma di grani, granuli, gocce. La loro natura chimica è molto varia. Può essere proteine, lipidi, chetoni, alcoli, acido cloridrico e altri. Le inclusioni cristalline si trovano anche nelle cellule di molte piante e molto spesso si tratta di ossalati di calcio.

Funzioni delle inclusioni secretorie:

1) regolazione umorale dell'attività vitale del corpo (ormoni nelle cellule delle ghiandole endocrine);

2) catalizzando i processi di digestione del cibo (enzimi nelle cellule delle ghiandole del tubo digerente);

3) trasmissione dell'eccitazione nelle sinapsi (mediatori nelle terminazioni presinaptiche dei neuroni);

4) nutrienti per i giovani (latte nelle ghiandole mammarie dei mammiferi);

5) funzione protettiva (il muco negli anfibi protegge la pelle dall'essiccamento; veleni, tossine negli animali proteggono dai nemici e aiutano a uccidere le prede).

Le secrezioni vengono rimosse dalle cellule in vari modi. Secondo il metodo di rimozione del segreto dalla cellula, si distinguono 3 tipi di secrezione:

1) merocrino il segreto viene rimosso attraverso i pori senza danneggiare la cellula; tale cellula funziona continuamente (ad esempio, le ghiandole del fondo dello stomaco);

2) apocrino gocce segrete sono intrecciate con parte del citoplasma; tale cellula funziona con interruzioni necessarie per il suo ripristino (ad esempio, ghiandole salivari, parte delle ghiandole sudoripare)

3) olocrino il segreto riempie l'intera cellula, il citoplasma muore, la cellula muore e si trasforma in una borsa con un segreto; tale cellula funziona solo una volta (ad esempio, le ghiandole sebacee).

inclusioni escretorie

Le inclusioni escretorie sono prodotti di reazioni cataboliche che non vengono utilizzate dalla cellula e dall'organismo, sono spesso velenose e devono essere rimosse. Le escrezioni possono accumularsi allo stato liquido (gocce) e solido (grani, granuli).

Esempi di inclusioni escretorie sono gocce di sudore nelle cellule delle ghiandole sudoripare, urina nelle cellule dei tubuli renali. Molti invertebrati hanno cellule speciali nefrociti che funzionano come reni di riserva. Accumulano escrezioni e poi le trasportano nell'intestino o sulla superficie del corpo, oppure le lasciano come parte del loro citoplasma. Un ruolo importante nell'isolamento delle escrezioni tossiche è svolto dal complesso di Golgi. Esempi di nefrociti sono le cellule cloragogeniche negli anellidi, le cellule pericardiche nei molluschi e negli insetti e gli escretofori nei vermi ciliari e nelle ascidie.

inclusioni di pigmento

Le inclusioni di pigmento possono esistere sotto forma di granuli, grani, occasionalmente sotto forma di gocce. La loro funzione principale è dare colore alle cellule vegetali e animali e al corpo nel suo insieme. Ma in alcuni casi, le inclusioni di pigmenti svolgono funzioni più complesse. Si considerino, ad esempio, alcuni pigmenti del mondo animale e vegetale.

Pigmenti del mondo animale:

1). Melanina pigmento bruno, situato nelle cellule dello strato basale della pelle, dà colore all'epitelio della pelle e a tutti i suoi derivati (peli umani, peli di animali, unghie, artigli, piume negli uccelli, squame nei rettili), così come l'iride dell'occhio. Negli animali, la melanina crea vari tipi di colorazione protettiva e nell'uomo svolge la funzione di protezione dalle radiazioni ultraviolette.

2). Lipofuscina un pigmento giallo, i cui granuli si accumulano durante la vita delle cellule e, soprattutto, con l'invecchiamento, nonché durante vari processi distrofici ("invecchiamento del pigmento").

3). Luteina Il pigmento giallo contenuto nel corpo luteo della gravidanza.

4). Retinina un caratteristico pigmento che fa parte del viola visivo della retina.

5). Pigmenti respiratori degli animali:

emocianina pigmento contenente rame nella sua composizione; può cambiare colore da blu (allo stato ossidato) a incolore (allo stato ridotto); si trova nei crostacei, in alcune lumache, nei cefalopodi (disciolti nel plasma sanguigno o nell'emolinfa);

emoeritrina un pigmento contenente ferro nella sua composizione; può cambiare colore da rosso (allo stato ossidato) a incolore (allo stato ridotto); trovato in alcuni anellidi (trovati nelle cellule del sangue);

Clorocruorina pigmento, contenente anche ferro nella sua composizione; può cambiare colore da rosso (allo stato ossidato) a verde (allo stato ridotto); trovato in alcuni vermi policheti (disciolti nel plasma sanguigno);

emoglobina pigmento contenente ferro, cambia colore da rosso-arancio (allo stato ossidato) a rosso porpora (allo stato ridotto). È il pigmento respiratorio più diffuso in natura, presente in alcuni molluschi (disciolti nel plasma sanguigno), in alcuni anellidi (nel plasma o nelle cellule), in tutti i vertebrati (nei globuli rossi).

Pigmenti vegetali:

1). Clorofilla pigmento verde, situato nella grana dei cloroplasti ed è coinvolto nel processo di fotosintesi.

2). Gruppo dei carotenoidi carotene (arancione), xantofilla (rossa), licopene (giallo); questi pigmenti sono contenuti nei cromoplasti e forniscono colore a frutti, semi e altri organi vegetali.

5). Le ficobiline sono i pigmenti delle piante inferiori; sono le alghe blu-verdi ficocianina (pigmento blu) e nella composizione delle alghe rosse ficoeritrina (pigmento rosso).

Il cambiamento nel colore delle cellule è dovuto alla ridistribuzione dei pigmenti.

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